UPThèses

La performance sportive de haut niveau est le résultat de multiples intéractions au sein d’un système complexe dans lequel intéragissent un grand nombre de variables : techniques, materiels, stratégies… Bien que la recherche des déterminants de la performance en cyclisme soit un sujet largement étudié, certaines disciplines spécifiques – tel le BMX – sont encore peu abordées. L’objectif de cette thèse a été d’étudier les déterminants (bio)mécaniques de la performance lors d’un départ en BMX race. Bien que le mouvement de pédalage soit largement étudié, la majorité des expérimentations est réalisée en laboratoire, dans des conditions parfois éloignées de la réalité de la pratique. Une méthodologie d’analyse in-situ a été développée afin de tenir compte des spécificités de cette discipline, notamment le départ arrêté contre une grille s’effectuant sur un plan incliné. Deux études, conduites sur une cohorte de 8 pilotes élite, ont permis de caractériser la technique de pédalage, elles ont notamment mis en avant la plus-value d’une analyse tridimensionnelle. En effet, l’indice d’efficacité, lorsqu’il tient compte de la composante médio-latérale, permet de mieux rendre compte du lien entre technique individuelle de pédalage et performance (Etude 1). Les résultats axés sur la technique gestuelle des pilotes ont mis en avant d’importants moments d’abduction aux articulations du genou et de la hanche (Etude 2). Une analyse des séries temporelles combinant cartographie statistique paramétrique (SPM) et algorithme de classification automatique (clustering) a permis de révéler deux sous-groupes de pilotes et là encore d’éclairer les liens entre technique et performance. Le point d’orgue de ces deux études réside dans la mise au point d’une fiche de suivi des pilotes à destination des entraineurs, laquelle fait état de la fertilisation croisée de la collaboration entre l’expertise accrue des entraineurs et les connaissances scientifiques issues de ces deux études. Enfin, le dernier chapitre initie une approche de simulation directe par contrôle optimal. Il comprend notamment le développement d’un modèle de roue spécifique.

La performance sportive et la prévention des blessures en cyclisme sont étroitement liées à l'amélioration des capacités physiques, de la technique gestuelle ainsi qu'à l'optimisation du matériel utilisé. Dans ce contexte, nous avons étudié l'influence du recul de selle sur l'efficacité du mouvement de pédalage ainsi que sur les efforts internes au niveau du genou. Une approche de modélisation musculo-squelettique a été développée afin de quantifier indirectement les forces musculaires et articulaires exercées à partir de mesures externes cinématiques et dynamiques. Un intérêt tout particulier a été porté sur l'adéquation entre les mesures des efforts extérieurs, le modèle anthropométrique et les mesures cinématiques afin de diminuer les incohérences dynamiques associées à un système surdéterminé. A partir de ces mesures, les effets du recul de la selle sur la performance ont été évalués à travers l'indice d'efficacité de la force produite à la pédale et un nouvel indice, basé sur le travail mécanique externe. Les résultats ont montré qu'un positionnement de la selle plus reculé augmente l'efficacité du mouvement de pédalage. Concernant la prévention des blessures, notre analyse s'est portée sur l'effet du recul de selle sur deux troubles musculo-squelettiques (TMS) fréquents en cyclisme : le syndrome fémoro-patellaire et le syndrome de la bandelette ilio-tibiale. Nos résultats ont montré que le recul de selle ne modifie pas les forces fémoro-patellaires communément incriminées dans la survenue de ce syndrome. Par ailleurs, une position plus reculée augmente les forces fémoro-tibiales de compression par le biais notamment de la contraction excentrique des muscles ischio-jambiers. Bien que le syndrome de la bandelette ilia-tibiale soit classiquement décrit comme un syndrome de friction (syndrome de l'essuie-glace), le calcul de la force d'interaction entre la bandelette iliotibiale et l'épicondyle fémoral a montré que la compression est le facteur discriminant dans le pathoméchanisme. L'approche méthodologique de simulation développée dans ce cadre possède par ailleurs un fort potentiel afin de corriger les défauts techniques, d'optimiser les réglages matériels et améliorer la prise en charge thérapeutique des TMS. Plus généralement, les développements méthodologiques et implications cliniques issus de ces travaux trouvent des applications directes dans le milieu du cyclisme mais aussi dans l'étude de nombreuses activités sportives (notamment sur ergomètre) du point de vue de la performance, de la prévention des blessures et de la rééducation.