Quantification de la force (musculaire) volontaire maximale

La production de force (unité SI : [N]) est une fonction musculaire fondamentale. Toutefois, la notion de force nécessite une explication générale :

1. La force musculaire ne peut pas être mesurée directement chez l'homme vivant. En effet, dans le cas le plus simple d'un muscle sans plumes, il faudrait pour cela couper au moins une extrémité du tendon, la relier de manière linéaire à un capteur de force et l'activer.
2. Au lieu de la force musculaire directe, 2 types d'indicateurs représentatifs sont généralement utilisés chez l'homme : (a) la taille du muscle (volume musculaire, section (de la fibre) musculaire, masse maigre ou masse musculaire calculée à partir de celle-ci) et/ou (b) les couples ou forces externes (par ex. force de réaction au sol, force de pédalage, etc.) Les forces internes peuvent être estimées à partir des grandeurs de mesure externes au moyen de la dynamique inverse.
3. La corrélation entre la taille des muscles et le couple ou la force n'est pas aussi bonne que l'on pourrait s'y attendre. Des études sur l'homme ont montré que la taille des muscles de la jambe n'explique qu'environ 25-50 % de la variabilité du couple ou de la force. Une taille ou une masse plus importante n'entraîne donc pas nécessairement une amélioration de la fonction de force physiologiquement pertinente.
4. Les fibres musculaires ne produisent pas des entités de force différentes et distinctes, comme le suggèrent à tort des termes tels que "force rapide", "force explosive" ou "endurance de force". Cependant, la force et donc la puissance (produit de la force et de la vitesse, [W]) varient en fonction de la vitesse et de la direction du changement de longueur. En réalité, ces termes trompeurs représentent plutôt une tentative de décrire des mouvements d'un point de vue extérieur, par exemple un mouvement "rapide" ou "explosif". Du point de vue de la technique de mesure, une rapidité de développement de la force spécifique au mouvement peut être quantifiée par ce que l'on appelle le "rate of force development" (augmentation de la force par unité de temps) ou, mieux encore, par l'impulsion (intégrale de la force en fonction du temps pour un intervalle de temps donné).
5. Il existe une différence importante entre la force de pointe qui peut être produite de manière volontaire lors d'une manœuvre fonctionnelle ou motrice et la force volontaire maximale. Par exemple, lors d'un saut sur deux jambes avec mouvement de compensation ("countermovement jump" [CMJ]), la force de pointe typique exercée par l'avant-pied correspond à environ 1,2 fois le poids du corps. Lors de sauts multiples sur une jambe, genou tendu et sans contact avec le talon, la force de pointe typique est d'environ 3-3,5 fois le poids du corps, soit environ 2,5-3× plus élevée que lors du CMJ. Pour déterminer la force volontaire maximale de manière externe, il faut donc choisir la manœuvre fonctionnelle ou motrice présentant la force de pointe typique la plus élevée.
6. Un aspect souvent négligé dans la détermination de la force maximale est le fait que, pour tout degré d'activation donné du muscle, la force maximale se produit à une vitesse de contraction négative (c'est-à-dire à une contraction excentrique). Il résulte de ces considérations que, pour parler de force maximale volontaire, la force doit être enregistrée avec une manœuvre qui produit la force de pointe typique la plus élevée, et qu'elle doit en outre être mesurée avec une activation musculaire aussi maximale que possible pendant la contraction excentrique. La manœuvre de saut qui remplit ces conditions est le saut multiple sur une jambe ("multiple onelegged hopping" [m1LH], c'est-à-dire des sauts répétés sur l'avant du pied avec le genou tendu et sans contact avec le talon. Pour mesurer la force de réaction au sol, la manœuvre de saut est effectuée sur un plateau de force, qui peut être mobile ou fixe. La force de pointe pendant le m1LH se produit pendant la phase d'atterrissage (c'est-à-dire pendant la contraction excentrique) et la force de pointe typique est plus élevée que dans les autres manœuvres de saut connues. Grâce à la m1LH combinée à la pQCT, il est donc possible de saisir la force maximale volontaire (Fm1LH), de la mettre en relation avec la résistance osseuse et de quantifier ainsi l'unité musculo-osseuse.

Source : Dr M. Toigo - Journal d'endocrinologie gynécologique