Biomécanique des exercices en chaîne ouverte (OKC) et fermée (CKC) du genou sur la traction tibiale après reconstruction du LCA

Mar 8 / Arnaud BRUCHARD - ⏱️ 7 MIN -
La rééducation après une reconstruction du ligament croisé antérieur (LCA) est un processus déterminant pour restaurer la stabilité du genou et minimiser le risque de récidive. L’un des points clés de cette récupération concerne le choix entre les exercices en chaîne cinétique ouverte (OKC) et ceux en chaîne cinétique fermée (CKC). La principale préoccupation repose sur l’effet mécanique de ces exercices sur la traction tibiale antérieure et les contraintes appliquées au greffon du LCA.

Une étude récente (Zhang et al., 2024) a analysé ces paramètres en comparant les déplacements tibiaux et les contraintes ligamentaires induites par les exercices OKC et CKC. Les recommandations issues de cette étude doivent être considérées avec prudence, car l’échantillon est limité. Il est essentiel de surveiller les futures études avec des échantillons plus larges pour valider ces conclusions.

Les points clés

#1 OKC et translation tibiale

Augmentation significative entre 0° et 15°, nécessitant un contrôle en début de rééducation.

#2 CKC et stabilité articulaire

Favorise la co-contraction ischio-quadriceps, limitant le stress sur le greffon du LCA.

#3 Progression des exercices OKC

À intégrer progressivement avec une flexion supérieure à 25° pour éviter une mise en tension excessive.


Comprendre l’impact biomécanique des exercices OKC et CKC

Chaîne cinétique ouverte (OKC) 

L’extrémité distale du membre est libre, comme lors d’une extension du genou assise. Ces exercices isolent le quadriceps, mais génèrent une traction tibiale antérieure plus importante, susceptible de stresser le greffon du LCA, notamment en début de flexion.

Chaîne cinétique fermée (CKC)

L’extrémité distale du membre est en contact avec une surface stable, comme dans un squat ou une fente. Ce type d’exercice active plusieurs groupes musculaires simultanément, favorisant une co-contraction quadriceps/ischio-jambiers, ce qui réduit la translation tibiale antérieure.
L’objectif est donc d’identifier quels exercices minimisent le stress sur le LCA tout en favorisant une récupération optimale de la force et du contrôle moteur.

Traction tibiale et contraintes ligamentaires selon le type d’exercice

Translation tibiale antérieure et stabilité rotatoire

 Effet des exercices OKC sur la translation tibiale

  • Lors d’une extension du genou en OKC avec charge (10 kg), une translation tibiale antérieure significative a été observée, particulièrement entre 0° et 15° de flexion (p ≤ 0,018).
  • Cette translation était accompagnée d’une rotation externe du tibia entre 35° et 70° de flexion (p ≤ 0,028), suggérant une modification des contraintes articulaires qui peut influencer la stabilité du genou post-opératoire.
 Effet des exercices CKC sur la traction tibiale

  • La fente unilatérale (CKC) a montré une bien moindre translation tibiale antérieure, en raison de la co-contraction des ischio-jambiers, qui jouent un rôle clé dans la limitation du glissement tibial vers l’avant.
  • Cette configuration biomécanique confirme que les exercices CKC sollicitent davantage les stabilisateurs du genou, réduisant ainsi le stress sur le greffon du LCA en post-opératoire immédiat.
 Interprétation clinique :

L’augmentation de la translation tibiale en OKC ne signifie pas forcément un danger pour le LCA, mais souligne l’importance d’un contrôle progressif de l’amplitude et de la charge dans les exercices en chaîne ouverte.

Modification de la longueur du greffon du LCA

 Élongation ligamentaire et stabilité du greffon

  • Lors de l’extension en OKC, le faisceau antéro-médial (AMB) du LCA s’est allongé significativement entre 0° et 25° de flexion (p ≤ 0,028).
  • Cet allongement n’a pas été observé lors de la fente CKC, où le greffon est resté relativement stable.
 Conséquence pour la rééducation :

Les auteurs recommandent d'éviter les exercices OKC en extension complète en phase précoce pour limiter une mise en tension excessive du greffon et favoriser une récupération ligamentaire progressive. Les exercices OKC devraient être réalisés à des angles supérieurs à 25° de flexion afin de minimiser l'élongation ligamentaire

Représentation de la modélisation 3D du genou et du LCA

Cette figure illustre les techniques d’imagerie utilisées pour analyser la mécanique du LCA reconstruit :
(a) Modélisation 3D du mouvement du genou à partir d’images 2D, permettant d’évaluer la trajectoire et la déformation du ligament en fonction des exercices.
(b) Identification des deux principaux faisceaux du LCA :
  • AMB (Anteromedial Bundle) : Impliqué dans la stabilité en flexion.
  • PLB (Posterolateral Bundle) : Contribue davantage à la stabilité en extension.
(c) Système de coordonnées tibio-fémoral servant à quantifier la translation et la rotation du tibia par rapport au fémur.
Ces analyses permettent de mieux comprendre l’impact des exercices sur le greffon et d’ajuster les protocoles de rééducation pour minimiser les risques de sursollicitation ou d’élongation excessive du ligament.


“Les exercices en chaîne cinétique ouverte (OKC) induisent une translation tibiale antérieure significative en extension faible, tandis que les exercices en chaîne cinétique fermée (CKC) favorisent une stabilisation du genou grâce à la co-contraction musculaire, réduisant ainsi le stress sur le greffon du LCA en post-opératoire.”
 


Quels exercices privilégier selon la phase de rééducation ?

#1
Phase initiale
(0-6 semaines)

  • Priorité aux exercices CKC, comme les squats et les fentes à faible charge, pour limiter la traction tibiale excessive.
  • Introduction progressive des exercices OKC entre 45° et 90°de flexion afin d’éviter une élongation du greffon.

#2
Phase intermédiaire
(6-12 semaines)

  • Augmentation des charges sur les exercices CKC pour renforcer la stabilité articulaire.
  • Intégration progressive des exercices OKC avec une charge contrôlée et un travail excentrique du quadriceps pour renforcer la stabilisation active du genou.

#3
Phase avancée
(>12 semaines)

  • Optimisation de la force quadriceps et des ischio-jambiers en combinant exercices OKC et CKC.
  • Tests fonctionnels et prise en compte du contrôle neuromusculaire avant d’envisager un retour au sport.

Conclusion : 

Adapter l’approche en fonction des contraintes biomécaniques
Les résultats de cette étude montrent que les exercices OKC génèrent une traction tibiale plus importante que les exercices CKC, notamment en extension complète, ce qui peut influencer la récupération post-opératoire du LCA. Toutefois, cela ne signifie pas que ces exercices doivent être exclus, mais plutôt qu’ils doivent être introduits progressivement et dans des amplitudes spécifiques.

Une approche optimale de la rééducation post-LCA repose donc sur :

  • Une priorité aux exercices CKC en phase précoce pour stabiliser le genou.
  • Une intégration progressive des exercices OKC en respectant les angles de flexion adaptés.
  • Un suivi biomécanique précis pour éviter une mise en tension excessive du greffon.

Bien que cette étude apporte des données intéressantes, l’échantillon reste limité, et d’autres recherches sont nécessaires pour confirmer ces résultats sur une plus large population de patients. En attendant, ces données renforcent l’intérêt d’une rééducation individualisée et progressive, adaptée aux contraintes biomécaniques du genou reconstruit.

L'article

Zhang, X., Li, Y., Wang, J., & Chen, Z. (2024). Biomechanical effects of open and closed kinetic chain exercises on tibial translation after double-bundle ACL reconstruction. Journal of Sports Rehabilitation, 33(2), 1-12.

 

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