Renforcement musculaire
et musculation :

Quel intérêt en G.A.F. ?

Par Pascal Prévost, chercheur et enseignant,
docteur en physiologie et biomécanique de la performance motrice.

De la théorie...

    Les débats qu'ont les entraîneurs sur la PP et l'intérêt ou non de la musculation sont vraiment un aspect important de l'entraînement en gymnastique, car nous n'avons pas à faire qu'à des adultes !!

1°) Pour l'anecdote, on voit les tablettes de chocolat non pas parce que les filles sont musclées mais parce qu'elles ont un pourcentage de graisse très faible ! Leur bidon est trop faible pour masquer cette partie de leur anatomie !
   Pour s’en convaincre il suffit de regarder chez les enfants plus jeunes, qui n’ont jamais fait de musculation et qui sont plutôt fins.

2°) Il faut faire attention à la terminologie qu'on emploie car elle peut être à l’origine de quiproquo.
    Par exemple, musculation et renforcement musculaire ne sont pas équivalents d'un point de vue programmation et méthodologie d'entraînement, ni d’un point de vue des objectifs visés !

    La musculation a essentiellement pour but d'augmenter la force musculaire sans aucun rapport avec un mouvement donné, alors que le renforcement musculaire vise à palier certaines faiblesses qui pourraient nuire à la performance, voire à renforcer certains acquis ou des actions particulières.

    Par conséquent, on n'abordera pas les deux de la même façon.

    La musculation se fera essentiellement avec charge additionnelle (qui peuvent prendre plusieurs formes), par l’utilisation ou non d'appareils construits pour cet usage.
    Le renforcement musculaire utilisera préférentiellement des mouvements beaucoup plus spécifiques, généralement très proches de la technique que l'on souhaite travailler ou améliorer.

3°) Concernant les pré-pubères (avant 10-11 ans chez les filles et 12-13 chez les garçons), il est maintenant acquis que l'on peut faire de la musculation (oui, j'ai bien dit musculation !!) avec ce public, SANS AUCUN RISQUE, à condition d'avoir affaire à une personne compétente qui saura mener à bien la programmation de leur entraînement.
(Faigenbaum, A. (2000). Strength training for children and adolescent. Pediatric Adol Sports Inj, 19(4):593-619 ; American Academy of Pediatrics (2001). Strength training by children and adolescents. Pediatrics, 107(6):1470-1472 ; American Academy of Pediatrics (2001). Organized sports for children and preadolescent. Pediatrics, 107(6):1459-1462 ; Guy et Micheli (2001). Strength training for children and adolescents. J Am Aced Orthop Surg, 9(1):29-36 ; Faigenbaum, A. (2002). Strength training for overweight teenagers. Strength Cond J,  24(5):67-68).

    MAIS il faut savoir qu'à la base de celle-ci, il y a une évaluation préalable qui permet de connaître de façon indirecte le maximum de force de chacun des groupes musculaires que l'on souhaite travailler. On obtient alors la charge que le sujet peut soulever en une seule et unique tentative, la fameuse 1RM.

    A partir de là, il a été démontré que l’utilisation de charges correspondant à 70% de la 1RM et une série unique de 12 à 15 répétitions pouvait améliorer de façon très nette la force maximale des enfants sans entraîner des séquelles quelles qu’elles soient.
(Faigenbaum et coll. (1999). The effects of different resistance training protocols on muscular strength and endurance development in children. Pediatrics, 104(1):1-7 ; Faigenbaum et coll. (2001).  Effects of different resistance training protocols on muscular strength and endurance development in children. J Strength Cond Res, 15(4): 459-465.)

    Cependant, il faut préciser que ces effets peuvent être optimisés en incluant, dans la planification, des exercices plus généraux.
    Ce peuvent être des lancers de médecine-ball qui permettent d'améliorer l’explosivité d’un groupe musculaire et la coordination ou encore des mouvements propres à la discipline sportive considérée dans lesquels le poids de corps est mobilisé.
(le poids est la résultante de l'effet de la force de gravité terrestre sur notre masse corporelle ; p = m x g et la gravité est une accélération, notée parfois a. Ainsi, le poids peut également s'écrire p = m x a).

    Ce poids fournit une résistance suffisante pour améliorer les qualités de la fonction musculaire de façon adaptée à cette discipline (voir plus loin, mais aussi dans un futur article que je prépare pour Gym’Technic concernant ce sujet pour faire le point sur nos connaissances actuelles et surtout balayer les idées reçues).

4°) Il faut bien faire la différence entre force, endurance et puissance musculaires. Les trois sont importantes en gymnastique :

- la force est ce qui permet de déplacer notre corps ; elle est à l’origine de tous nos mouvements et entraîne des accélérations (F = masse x accélération, c’est-à-dire masse x variations de vitesse) de nos segments dont l’ensemble forme tel ou tel élément gymnique ; c’est elle également qui permet de lutter contre l’inertie de nos propres segments, c’est-à-dire soit la résistance qu’ils opposent à leur mise en mouvement, soit la résistance qu'il opposent à leur arrêt une fois mis en mouvement ;

- l’endurance est importante pour pouvoir répéter un certain nombre de fois un exercice donné car la répétition fait partie des outils de base à l’apprentissage des techniques gymniques.
   A ma connaissance, nul n’est capable de réussir parfaitement une difficulté dès le premier essai. Il faut réitérer celui-ci pour affiner le mouvement, placer correctement un segment corporel et/ou mémoriser les phases importantes du mouvement afin d’apporter les corrections qui s’imposent au moment optimum ;

- la puissance est tout simplement ce qui nous permet de bouger plus rapidement qu’une autre personne, ou de produire une variation de mouvement très brusque.
   Par exemple, lors de l’impulsion sur un tremplin, la gym qui fléchit trop ses jambes verra sa puissance diminuer car sa force sera appliquée pendant une durée relativement longue par rapport à une autre gym qui gardera ses jambes plus raides et profitera de l'énergie élastique (amortissement) de son système musculo-tendineux pour diminuer le temps de contact au sol.
   La puissance est tout simplement le produit de la force par la vitesse du mouvement (P = F x V) ou du rapport en le travail fournit et le temps mis à le réaliser (P = W / t).
(Note pour ceux qui ne connaissent pas cette équivalence : on sait que la vitesse, c'est une distance exprimée par rapport au temps, V = d / t, et qu'un travail correspond à une force appliquée sur un objet pour le déplacer sur une certaine distance, W = F x d, à partir de là, il devient aisé de passer d'une écriture de la puissance à une autre : P = F x V, or V = d / t. En remplaçant V par sa valeur, il vient : P = F x d / t. Sachant que W = F x d, on peut remplacer F x d par W, d'où P = W / t).

    La force présente la caractéristique de pouvoir être exprimée en valeur absolue (newton, N) ou en valeur relative par rapport au poids de corps (N/kg). Ces deux expressions sont indispensables pour bien comprendre les objectifs que l’on doit se fixer en fonction de la spécialité sportive.

    Pour l’haltérophile, le plus important est d'être capable de soulever des charges extérieurs, c'est-à-dire autres que son poids de corps. Plus sa force sera élevée et plus il lui sera facile de soulever une barre lestée. C’est la force absolue qui est impliquée ici… C’est elle qui va lui permettre de lutter contre l’inertie des barres qu’il doit mettre en mouvement durant l’entraînement ou une compétition.

    Pour une gym, il en va tout autrement. On dira non pas que c’est le rapport poids/puissance qui est important mais le rapport force/poids (N/kg) car elle doit non pas lutter contre une charge extérieur mais contre son PROPRE POIDS !
    Par conséquent, pour améliorer ce rapport deux solutions s’offrent à nous : soit augmenter sa force, soit diminuer son poids.

    Le problème de la diminution du poids est qu’il entraîne inévitablement chez ces sportives une perte de masse musculaire à partir d’un certain niveau de non nutrition ou mauvaise nutrition, qui entraîne à son tour une perte de force musculaire.
(Rappel : la force d’une muscle est proportionnelle à la surface de sa section transverse ; si vous coupez par exemple un biceps comme un morceaux de pain et que vous le regardez par la tranche, plus la surface de celle-ci sera grande, plus il y aura de protéines contractiles à l’intérieur et plus il y aura de la matière pour générer une force. C’est pour cette raison qu'une cuisse peut produire une force supérieur à un bras).

A la pratique.

    A partir de là, que peut-on en déduire sur le travail de la force avec les gyms ?

    Tout d’abord, il faut savoir qu’un élément gymnique peut en lui-même servir à renforcer une gym pour la simple raison qu'elle va lutter contre son poids de corps de façon plus ou moins importante selon la direction de la gravité.

    Par exemple, lorsqu’on se suspend aux espaliers, tout le monde sait qu’il est plus facile de remonter les jambes au dessus de l’horizontale lorsqu’elles sont fléchies que lorsqu'elles sont tendues.
   La raison en est que le centre de gravité des jambes est plus éloigné des espaliers dans le second cas que dans le premier ; la pesanteur agit donc de façon plus importante dans la position allongée que fléchie (on dit aussi que le bras de levier est plus important lorsque les jambes sont allongées que lorsqu'elles sont fléchies ; cf. Gym'Technic, n° 42, janvier-mars 2003, pour une explication détaillée et illustrée de cette notion importante en biomécanique).

    Si vous faites une série de 30 ATR au sol, il est évident que vous faites du renforcement musculaire puisque, dans la montée et dans la phase de maintien sur les mains, vous lutter contre la force de gravité qui a tendance à faire retomber votre corps.
   Qui plus est, cet exercice permet un travail technique au niveau des placements et des alignements qui est fondamental pour la suite de la progression de la gym… si on veut qu’elle fasse une carrière relativement longue bien sûr.

   De même, réaliser une série acrobatique au sol ou sur piste, même simple, va faire travailler inévitablement les membres supérieurs et inférieurs contre la gravité, et donc contre le poids de corps. Et plus la vitesse de mouvement sera élevée, plus il sera difficile pour la gym de le contrôler car la coordination devra être parfaite au moment de l'impulsion pour tirer profit au maximum du travail collégial des muscles.

    En effet, lorsqu'il y a désynchronisation des actions musculaires, les muscles ne sont pas activés en même temps et leur effet s'étale sur le temps. La courbe de force que l'on obtient alors est en forme de cloche très aplatie :

    Par contre, lorsque les muscles sont stimulés de sorte que leur action est quasi simultanée, leurs forces individuelles s'additionnent et la force résultante est toujours en forme de cloche mais avec une base très petite et un pic important.

    On peut avoir également un renforcement spécifique dans des mouvements comme les balancers. Dans ce cas, il y a association de plusieurs groupes musculaires et, surtout, il y a recherche d’une OPTIMISATION du moment de la contraction du (des) muscle(s) principaux nécessaires au bon déroulement du mouvement, principalement au niveau du fouet.
   On parle alors de coordination pour préciser que l’on se focalise sur le travail en commun de plusieurs groupes musculaires à un moment précis ou selon une succession de phases précises (on les appelle synergistes de «syn» avec, ensemble et «ergos», travail).

    En faisant ceci, et la plupart du temps sans le savoir, vous appliquez un principe essentiel de l’entraînement qui est la SPÉCIFICITÉ !!!

    Ce principe doit être au centre de vos préoccupations car on sait, depuis plus de deux siècles maintenant, que le muscle s’adapte uniquement aux contraintes qu’on lui impose, ni plus, ni moins. Il répond avec exactitude à la sollicitation qui lui est imposée.
(Duchateau, J. (1992). L'entraînement de la force spécifique en sport : fondements physiologiques et applications pratiques. Les cahiers de l'INSEP, N°3 ; Entraînement de la force. Spécificité et planification. Les cahiers de l'INSEP, n°33)

   Il faut donc doser parfaitement l’entraînement pour obtenir l'adaptation souhaitée sans pour autant ne pas tomber dans un surentraînement. Ce qui est très difficile à mettre en œuvre lorsque l’on est un jeune entraîneur.

    Une chose importante à savoir est que la coordination est principalement affaire de commande nerveuse, c'est à dire que c’est le système nerveux, et lui seul, qui peut l’améliorer. La répétition joue ici un rôle très important car, au cours de celle-ci, le système nerveux recueille des informations lui permettant de comparer ce qu’il a programmé avec ce qui s’est réellement passé.

    Ces informations sont regroupées sous le terme de proprioception (contraction de «perception propre», perception de son propre corps). C’est grâce à celles-ci que peut se faire progressivement la régulation de nos mouvements et que les coordinations s'améliorent.

    Or, il faut savoir que de travailler avec des charges additionnelles change profondément la perception du mouvement pendant son déroulement et peut donc donner une fausse information de référence qui va perturber la constitution d’un modèle de celui-ci, modèle qui sera utilisé par la suite pour comparer ce qui est fait et ce qui a été programmé.

    C'est ce qui se passe par exemple lorsque l'on fait du grand trampoline et que l'on en descend après 5 minutes de saut ininterrompus.
   On sent immédiatement que l'on n'a plus la même sensation au niveau des jambes : le sol nous paraît beaucoup plus dur que d'habitude alors qu'il n'a pas changé !

    Le même effet s'observe lorsque l'on court avec les bracelets lestés aux chevilles et qu'on les retire pour courir à nouveau. La sensation de légèreté qui s'ensuit n'est qu'une illusion car notre masse corporelle n'a en rien été modifiée, ni d'ailleurs la force de gravité qui agit sur nous lors de nos déplacements. Par conséquent, notre poids n'a lui non plus pas changé.
   En tout état de cause, il s'agit bien d'un effet lié à une interprétation de notre proprioception par notre cerveau qui a calibrée les actions musculaires par rapport aux masses additionnelles que l'on a ajouté à nos segments.

    Ces facteurs nerveux sont également très importants car ils permettent d’expliquer pourquoi des enfants (donc des sujets prépubères) ou des adultes novices participant à un programme, de musculation (donc avec charges additionnelles) ou de renforcement musculaire (avec le seul poids de corps), voient leur force maximale augmenter alors qu’ils ne subissent aucune hypertrophie.
    Ceci est lié au fait que la force peut être générée de deux façon.

    La première est appelée sommation spatiale : on demande aux fibres du muscle de travailler toutes ensemble (l'union fait la force… c'est le cas de le dire !) et l’autre est la sommation temporelle (voir http://prevost.pascal.free.fr/pratique/force/force14.htm) ; du fait que la fibre musculaire met plus de temps à se relâcher qu’à se contracter (cf. http://prevost.pascal.free.fr/pratique/force/force12.htm), le système nerveux peut profiter de ce laps de temps pour lui demander de se contracter à nouveau alors qu’elle n’a pas encore atteint son état de repos initial.

    Résultat : il y a cumul de l’effet des stimulations et donc de la force générée par la fibre musculaire avec un plus grand nombre d’éléments contractiles sollicités (un plus grand nombre de sarcomères mobilisés, voir ).
   La sommation spatiale est normalement utilisée en premier parce que plus facile à mettre en œuvre, et la sommation temporelle intervient lorsque l’on veut générer de haut niveau de force (supérieur à 80 % de la force maximale).

    Pour obtenir de tel niveau de tension, il faut solliciter le muscle de façon maximale ou proche du maximum. Cela est tout à fait possible SANS CHARGE ADDITIONNELLE ! Comment ? Tout simplement en jouant une nouvelle fois avec la gravité.

    Par exemple, lorsque vous vous laissez tomber d’une caisse en bois de marque « biiiiiip » (hauteur 40 cm environ) et que vous rebondissez immédiatement après la réception sur le sol (on appelle cela de la pliométrie : contraction excentrique suivie immédiatement d’une contraction concentrique), alors vous utilisez le poids du corps pour solliciter encore plus vos muscles.
   Et cela se voit très bien au niveau des enregistrements électriques que l’on peut faire de vos muscles en action (cf. http://prevost.pascal.free.fr/theorie/muscle/relFV.htm) :

    Résultat : vos muscles sont plus étirés pendant la réception que pendant un simple saut sur place ; ceci leur permet d'emmagasiner plus d'énergie dans leur tissu élastique (on dit aussi tissu conjonctif) et de la restituer au cours de la contraction qui suit : vous sautez alors plus haut que pendant un saut sur place réalisée à partir d’une simple flexion des jambes.

    En faisant cela, vous améliorez plusieurs choses.

    La première est la capacité d'absortion élastique du muscle du fait que son tissu conjonctif va se renforcer pour mieux répondre à ce genre de sollicitations que l’on rencontre fréquemment en gymnastique.

    La seconde est que vous améliorez la coordination des muscles au moment de l'impulsion ; vous leur apprenez à mieux travailler ensemble. Ceci a pour effet d’augmenter la force produite par vos muscles et surtout de raccourcir le temps de contact avec le sol (cf plus haut les explications données concernant l'impulsion et l'évolution de la force durant ce type d'action musculaire)…

    Vous améliorez par là même votre puissance (développer une force la plus élevée possible et le plus vite ; F x V ; ou élevée (distance) son poids de corps à une hauteur plus importante en utilisant la force (F) musculaire pendant un temps très court ; ( [F x d] / t donc W / t) !!

    Il y aurait une hauteur optimale de chute pour que l’effet soit le plus efficace… Mais, cela est une autre histoire ; cette information sera divulguée dans un autre article de Gym’Technic que je prépare concernant les techniques d'amélioration de la puissance et de la force en gymnastique.

     Ainsi, le poids de corps peut suffire à améliorer la force et la puissance d’une gym. Tout le problème réside dans le choix des exercices car les adaptations se feront de façon TRES SPECIFIQUE...
    Je me répète peut-être mais c’est un facteur primordial pour l'efficacité à long terme de l’entraînement.

    Certains sportifs comme les sauteurs en hauteur utilisent des charges additionnelles au poids de corps pendant des squats pour augmenter encore plus la force et la puissance musculaire mais cela peut se faire au détriment des structures musculaires et tendineuses si l’entraînement est mal dosé.
    Et surtout, cela peut se faire dans le sens d’une vitesse de mouvement trop lente par rapport à celle qui est réellement utilisée lors de la performance en compétition : on n'obtiendra donc pas l'adaptation recherchée !

    En effet, la puissance optimale d’un mouvement donnée est obtenue non pas pour une charge maximale mais pour une charge équivalent à 30-40 % de la charge maximale que le muscle peut déplacer en une seule répétition (1RM ; voir http://prevost.pascal.free.fr/theorie/muscle/relFVP.htm). En dessous de 30%, on entre dans le registre de la vitesse pure et au-delà de 50% à 60%, on entre dans le domaine de la force-endurance.

    De toutes les façons, je déconseille FORTEMENT le travail avec charges additionnelles avec les prépubères et les adolescentes vieilles en âge civile mais qui auraient un retard de puberté car il n’apporte rien de plus que ce qui est possible de faire avec des mouvements gymniques dont on demanderait une réalisation techniquement proche de la perfection, ou tout au moins très rigoureuse.

    Demander par exemple, une simple série fente-ATR-fente parfaite demande de grande ressources chez des gyms qui ne maîtrisent pas totalement leurs muscles. Elle entraîne une mobilisation importante de ressources tant énergétiques que psychologiques pour une réalisation sans faute.
   Et cela vaut pour des éléments plus complexes évidemment.

    En résumé, le renforcement musculaire (non la musculation) est affaire de spécialiste car on ne fait pas n'importe quoi avec les enfants, surtout si on ne maîtrise pas toutes les notions de physiologie qui permettent de construire un programme parfaitement adapté au niveau de la gym.

    Qui plus est, je suis contre l’application pure et simple, voire non réfléchie, d’une recette copiée sur un autre groupe, surtout s’il s’agit d'un groupe de haut niveau car il ne faut pas oublier que les filles en question ont un vécu important au niveau de l'entraînement et que la préparation qu’elles ont suivi avant est ce qui permet ensuite d’aborder la séance d’entraînement tel que vous pouvez observer à un moment donné dans un centre.

    Il faut TOUJOURS replacer vos observations dans le contexte et surtout dans l’historique de la carrière de la gym pour prendre conscience de tout le travail DEJA réalisé, permettant aujourd’hui à l'entraîneur que vous copiez de proposer tel ou tel type de séance à ses filles. Et puis ce qui marche avec une fille ne va pas forcément marcher avec une autre.

    Bref, faites votre propre expérience mais, pour cela, appuyez vous sur des bases et connaissances tant scientifiques que pédagogiques SOLIDES.

    Je rappelle que nous n'avons pas affaire à des adultes !! Et puis, même avec des adultes, on ne fait pas n'importe quoi (cf. par exemple les données nouvelles relatives au travail de la force avec appareil de musculation ou simples altères qui montrent que l'on peut obtenir des effets similaires avec 1 série plutôt que plusieurs séries de répétition pour une même intensité relative (http://prevost.pascal.free.fr/pratique/force/force51.htm). 

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P.S. Pour aller plus loin et obtenir des informations plus précises, je vous renvoie au contenu de mon site http://www.sciensport.net :
- dans la rubrique "Pratique / La force" qui traite de la force musculaire d'un point de vue physiologique et qui aborde la façon dont elle est générée, dont elle peut être améliorer et surtout quelles sont les principales méthodes et leurs effets :
- dans la partie "Théorie / Le muscle" pour voir comment se produit une contraction musculaire ;
- dans la partie "Théorie / Evaluation" qui donne des directives et des conseils concernant l'évaluation de la force max.