La fatigue musculaire locale après une séance de natation

Science & Sports, 2 (1987) 285-292

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© Elsevier, Paris

Article original

La fatigue musculaire locale apr6s une s6ance de natation * C. D A I R E A U X 1 et M. P O T T I E R 2

1UFR S T A P S , boulevard Mar~chal-Juin, 14032 Caen Cedex; 2Laboratoire de Physiologic, Facult~ de M~decine, 14032 Caen, France (Re~u le 4-3-1987; acceptd le 22-10-1987)

R~sum~ - Le pr6sent travail exp6rimental a 6t6 men6 sur un groupe d'6tudiants en 6ducation physique et sportive pour tenter d'identifier les signes de fatigue musculaire que ceux-ci 6prouvent apr6s une s6ance de natation. A cet effet, deux m6thodes d'approche ont 6t6 utilis6es : un questionnaire destin6 ~t mieux appr6cier les caract6ristiques de ce type de fatigue et le recours ~t des 6preuves standardis6es de contraction musculaire isom6trique portant sur les muscles biceps brachial et quadriceps et correspondant/~ 100, 80, 60 et 40% de leur force maximale volontaire isom6trique (FMVI). Chacun des douze sujets a pass6 ces 6preuves avant une s6ance de natation, puis aprbs, dans des conditions rigoureusement identiques. Les r6sultats du questionnaire convergent avec ceux de l'exp6rimentation qui montrent que le niveau des performances r6alis6es apr6s la s6ance de natation est moins 61ev6, surtout pour des efforts de 80 et 100% de la FMVI. Cette baisse est moins significative pour des efforts correspondant/t 40% de cette FMVI. natation / fatigue / contraction isom~trique / force maximale

The muscular fatigue after a s w i m m i n g training. This experimentally work was carried out on a group of students in physical and sporting education in order to identify the muscular fatigue they feeled after a swimming training. For this purpose, two approach "s methods were used: a questionnaire in order better to estimate the characteristics of this kind of fatigue and standardized tests of muscular isometric contraction relating to biceps brachii and quadriceps corresponding to 100, 80, 60 and 40% of their maximum voluntary contraction (MVC). For each of the 12 subjects, it was the matter to realize these tests before a swimming training then to re-realize them in quite identical conditions after the swimming training. Analysis and data processing allowed us to say that the level of producted performances after the swimming training is lower. This fact is very appreciably for performances which require 100 and 80% o f MVC, but less significant for efforts corresponding to 40% of this strength. This kind of stating work's test shouM be used in functional muscular exploration in order to confirm the fatigue and, even, be useful for trying to detect some required qualities specific of one sporting practice. Summary -

swimming I fatigue I isometric contraction I maximal contraction

Introduction II a tr~s souvent 6t6 observ6 que les s6ances de <> qui ne se r6sument p a s /t de simples b a i g n a d e s , mais ~t un entra~nement consacr6 /~

l ' a p p r e n t i s s a g e ou au p e r f e c t i o n n e m e n t dans un ou plusieurs styles de nage, f o n t appara~tre des signes de fatigue chez les 6tudiants en 6 d u c a t i o n p h y s i q u e et s p o r t i v e (EPS). A p a r t i r des entretiens entre enseignants et 616-

* Ce travail a fait l'objet d'un m6moire de DEA pr6sent6 en septembre 1985 au Laboratoire de Physiologie du Mouvement ~ l'Universit60rsay-Paris Sud (Pr S. Bouisset).

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C. Daireaux et M . Pottier

ves, on peut penser que la natation est la seule activit6 qui laisse des traces de fatigue; celle-ci va m~me jusqu'/~ &re interdite aux athl&es par certains entra~neurs. I1 6tait doric int6ressant de pr&iser cet aspect particulier de la fatigue du sportif. Dans ce but, deux m6thodes d'approche ont 6t6 utilis&s: - un questionnaire destin6 ~t mieux appr6cier les caract6ristiques propres ~t ce type de fatigue; - des 6preuves standardis&s de contraction musculaire isom&rique.

Mat6riel

et M6thodes

vetage et un parcours d'une distance de 25 m e n apnde subaquatique. L'6preuve de sauvetage consiste /taller chercher un mannequin de 70 kg immerg6 au fond de la piscine, le remonter en surface <>puis le transporter sur une distance de 20 m.

Questionnaire Afin d'obtenir des donn&s statistiquement significatives, l'ensemble des &udiants de I'UFR-STAPS de Caen, soit 246 sujets, a &6 invit6 /~ remplir un questionnaire ne comportant que quelques items importants destin6s 6valuer subjectivement la fatigue ressentie apr6s la natation comparativement ~ d'autres activit6s sportives (Tableau I).

Description des sdances de natation

Exp&imentation

L'enseignement obligatoire pour les &udiants de premi6re ann& consiste ~ perfectionner ceux-ci dans quatre styles de nage, ~ raison de deux s6ances hebdomadaires d'une heure chacune tout au long de l'ann6e universitaire. L'&ude exp6rimentale a &6 men& au cours du dernier tiers de l'ann6e, pendant lequel la r6alisation de deux 6preuves suppl6mentaires est exig&: une 6preuve de sau-

L'exp6rimentation a port6 sur 12 &udiants volontaires faisant partie d'un groupe homog6ne de premi6re ann6e o/~ la natation est obligatoire. Les spdcialit6s sportives de ces sujets recouvrent un &entail assez large: sports collectifs, athl&isfiae, escalade, combat, natation.

Choix des sujets

Tableau I. Questionnaire.

Tr6s fatigu6

Sans fatigue particuli6re

Peu fatigu6

Vous sortez d'une sdance de natation

(56,50%)

(28,45%)

(14,63%)

Par rapport it une sdance d'athlOtisme, la natation vous semble

Plus fatigante (55,69%)

Equivalente (32,92%)

Moins fatigante (11,38%)

Par rapport it une sOance de sports collectifs, la natation vous semble

Plus fatigante (50,40%)

Equivalente (30,48°70)

Moins fatigante (18,29°7o)

Par rapport it une sdance Apex*, Gym** GRS***, la natation vous semble

Plus fatigante (77,23°70)

Equivalente (13,82°7o)

Moins fatigante

Cours th6orique (75,20%)

Indiff6rent (15,85°7o)

Cours pratique (6,09%)

Vous vous classez

Bon nageur (13%)

Nageur moyen (59,34°/0)

Mauvais nageur (27,64°7o)

Quel effort vous sentez-vous le moins capable de faire apr&s une sdance de natation

Ddvelopp~ couch~ (14,63%)

Bondissements

Avez-vous eu un accident musculaire ou articulaire apr~s une sdance de natation

Oui (t2,60%)

Non (87,39%)

Apr~s une sdance de natation, vous pr~f&eriez avoir

(30,08%)

* Activit6 physique d'expression; ** Gymnastique sportive; *** Gymnastique rythmique et sportive.

(8,53%)

1 O0 m

(10~56o7o)

3 O00m

(39,83%)

Fatigue musculaire locale apr#s une s#ance de natation Dispositif expdrimental Le dispositif utilis6 est inspir6 de celui mis au point par Monod (1979). I1 s'agit d'une chaise exp6rimentale permettant l'6tude de deux groupes musculaires dans deux postures de travail diff6rentes (Fig. 1). I1 est ainsi possible d'6valuer des forces maximales segmentaires en conditions isom6triques.

Protocole expdrimental Le choix du biceps brachial et de ses muscles synergiques ainsi que du quadriceps comme objet d'6tude a 6t6 d6termin6 aprbs consultation de documents (Ria, 1982), off sont cit6s les principaux muscles impliqu6s dans la natation. Les raisons en sont doubles: d'une part, ces deux muscles sont mentionn6s comme intervenant dans tousles styles de nage et d'autre part, l'&ude de leur activit6 61ectrique globale est particuli~rement ais6e. Les postures de travail choisies pour mettre en 6vidence l'activit6 musculaire sont les suivantes" maintien d'une charge suspendue au poignet, avantbras fl6chi & 90 ° sur le bras, main en supination; - maintien d~ttiae charge suspendue &la cheville, jambe en extension complete sur la cuisse. Sur la figure (Fig. 1)~ la fl6che F repr6sente la force Verticale de traction vers le bas exerc6e par la Charge -

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maintenir. Celle-ci est constitu6e de disques d'halt6rophilie suspendus soit au poignet soit & la cheville. Quatre charges ont 6t6 propos6es pour chacune des postures de travail; elles correspondent dans l'ordre ~t 100, 80, 60 et 40°70 de la force maximale volontaire en contraction isom6trique (FMVI). A l'aide d'un capteur de force, la FMVI est d6termin6e pour un temps-limite de maintien de 5 b. 6 sec, dur6e exp6rimentale commun6ment adopt6e par diff6rents auteurs dans des recherches portant sur le travail statique (Kahn et Monod, 1984 ; Pottier et aL, 1969). Entre chaque @reuve, un repos de 5 min n6cessaire pour assurer une r6cup6ration correcte est observ6. Chaque sujet doit r6aliser les quatre s6quences de maintien de la contraction jusqu'~t l'6puisement pour les deux groupes musculaires, puis pratiquer la s6ance de natation et revenir ensuite au laboratoire afin de subir &nouveau les m~mes ~preuves.

Enregistrements obtenus Un exemple d'enregistrement graphique est pr6sent6 sur la Figure 2. Une jauge de contrainte, capteur de type AC 50, interpos6e entre la charge et le poignet (ou la cheville) renseigne sur la dur6e de maintien de la force (F), la charge reposant sur un plan horizontal entre les contractions.

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180 o

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Fig. 1. Sch6ma du dispositif exp6rimental.

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C. Daireaux et M. Pottier

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Fig. 2. Enregistrements obtenus sur un marne sujet, avant la s6ance de natation (A) et apr6s celle-ci(B), sur le biceps/t 80% de la FMVI.

Des 61ectrodes autocollantes de type APE 23 (Alvar) sont fix6es toujours au m~me endroit en regard des muscles 6tudi6s afin de d6tecter l'activit6 61ectromyographique (EMG), transmise vers un amplificateur enregistreur 8 canaux (Praxigraph Alvar), auquel est reli6 un int6grateur (Feuer, 1967) inspir6 de la technique de Bates et Cooper (1954), qui permet de quantifier simultan6ment l'activit6 61ectrique des muscles en unit6s arbitraires rapport6es/t la dur6e de contraction musculaire. L'EMG int6gr6 (EMGI) est repr6sent6 par la surface que d61imitent le trac6 des variations de potentiel et la ligne iso61ectrique. Ainsi les enregistrements obtenus sont-ils comparables d'une 6preuve/t l'autre.

R~suitats

Questionnaire Par rapport/t d'autres activit6s sportives, les pourcentages de r6ponses obtenus montrent que la plupart d'entre elles sont nettement en faveur d'une fatigue plus grande entra~n6e par la natation

(Tableau I), fatigue qui limite ult6rieurement les efforts physiques, en particulier ceux de d6tente (bondissements) et de longue dur6e (course de 3 000 m).

Expdrimentation Les 6carts de temps obtenus entre les temps-limite de maintien avant et aprbs la natation ont fait l'objet d'un traitement statistique par le test de Wilcoxon, puis par le test t de Student dont nous pr6sentons les conclusions. Aprbs l'6preuve de natation, la dur6e des tempslimite de contraction isom6trique des deux muscles est diminu6e. Pour le biceps brachial, la diff6rence est significative ~ 0,01, 0,05, 0,05 pour des efforts correspondant respectivement/t 100, 80 et 60% de la FMVI. Pour le quadriceps, la diff6rence est significative ~t 0,01, 0,01 pour des efforts corresp0ndant/~ 100 et 80% de la FMVI. A partir des valeurs r6elles repr6sent6es dans le Tableau II, la Figure 3 pr6sente les r6sultats exprim6s en pourcentage du rapport

Fatigue musculaire locale aprks une s~ance de natation

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C. Daireaux et M. Pottier

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Fig. 3. Diminution du temps-limite pour diff6rentes intensit6s de contraction musculaire.

Fatigue musculaire locale aprks une sdance de natation temps-timite apr6s/temps-limite avant en fonction de la FMVI. Pour le biceps, la diminution est de 29, 16, 17 et 13% respectivement pour des efforts de 100, 80, 60 et 40°70 de la FMVI. Pour le quadriceps, cette diminution est de 26, 22, 8 et 3% pour des efforts de 100, 80, 60 et 40°70 de la FMVI. I1 convient de souligner que certains sujets (5, 7, 8) ont les performances les plus m6diocres apr~s la natation: leur sp6cialit6 sportive (triple saut, javelot, saut en longueur) requiert plus particuli~rement des qualit6s musculaires de force et de d6tente.

Discussion De nombreuses recherches ont 6t6 r6alis6es sur la fatigue musculaire engendr6e par un travail staffque (Do!gin et Lehman, 1929; Monod, 1956; Pottier et al., i969), ainsi que sur les manifestations EMG concomitantes (Lippold, 1952; Mato~ et BOuisset, 1977; Scherrer et al., 1957; Scherrer et Monod, 1960). La plupart des investigations portent sur un mouvement simple comme la flexion de l'avant-bras sur le bras, le biceps b~achial &ant consid6r6 comme 6quivalent des fl6chisseurs de l'avantbras (Bouisset, 1973). L'angle articulaire le plus couramment explor6 est de 90 ° (Van Hoecke et al., 1976). Les conditions d'exp6rience adopt6es dans cette 6tude se rapprochent de celles d6crites dans ces travaux. Cependant, la r6alisation technique de la chaise exp6rimentale n'a pas permis l'obtention de conditions isom6triques aussi rigoureuses que par le dispositif de Monod. N6anmoins, la stricte observation du maintien isom6trique de la charge intervient comme un facteur de compensation de conditions exp6rimentales plus pr6caires. L'exp6rimentation se situe au cours d'une p6riode off l'intensit6 des s6ances est moins durement ressentie, parce que les tests de nage sportive sont termin6s et que ceux restant ~ passer (sauvetage, apn6e) n6cessitent moins d'effort. Par ailleurs, l'entra~nement subi depuis le d6but de l'ann6e rend les s6ances de plus en plus supportables. La diff6rence de diminution de la FMVI apr6s une s6ance de natation pour le biceps et le quadriceps est tr6s significative pour les intensit6s de contraction proches de la FMVI. Cela peut ~tre en relation avec diff6rents facteurs: composition en fibres musculaires, contrainte biom6canique li6e la posture, etc. I1 convient cependant de rappeler que les sujets aux performances les plus m6diocres sont ceux dont la sp6cialit6 sportive rev~t un carac-

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tbre plut6t <~explosif>>. Si ces sujets sont dot6s, comme certains travaux le laissent penser, d'un nombre de fibres musculaires de type FF* plus important que d'autres, on peut consid6rer que la natation laisse des traces de fatigue plus prononc6es sur celles-ci. Cela est suspect6, mais il n'a 6t6 proc6d6 ~ aucune v6rification par biopsie musculaire comme dans les travaux des auteurs scandinaves (Tesch et Karlsson, 1978; Viitasalo et al., 1981; Bosco et al., 1983). Pour renforcer cette hypoth~se, les r6sultats du sujet 2 t6moignent d'une bonne performance/t l'6preuve de fatigue sur le biceps apr~s la natation. I1 est possible que ces r~sultats soient en rapport avec sa sp6cialit6 sportive, l'escalade, off les fl6chisseurs de l'avant-bras travaillent avec intensit~ et de fa~on soutenue dans le temps. Enfin, nous n'avons pas retrouv6 de modifications significatives du signal EMG en relation avec la fatigue musculaire, probablement parce que les 6preuves de contraction isom6trique restent de courte dur6e.

Conclusion Les r6sultats de la pr4S~nte exp6rimentation r~alis6e sur le biceps et le quadriceps objectivent la sensation de fatigue 6prouv~e apr~s une s~ance de natation par les 6tudiants en 6ducation physique et sportive, et les donn6es obtenues concordent avec celles figurant dans les travaux cit6s pr6c~demment. La fatigue locale apparait trbs nettement d~s lors qu'il s'agit d'effectuer des efforts intenses, tels que ceux qui requi~rent 100 et 80°7o de la FMVI. I1 semble que les sportifs dont les disciplines ath16tiques exigent des qualit6s de vitesse et de d6tente soient les plus sensibles ~ cette fatigue. Cette derni~re constatation pourrait 8tre prise en compte lors de l'61aboration des horaires d'enseignement, pour r~partir de fa~on plus harmonieuse les activit6s physiques hebdomadaires des ~tudiants en 6ducation physique. Ce type d'6preuves de travail statique pourrait ~tre utilis6 en exploration fonctionnelle musculaire pour appr~cier l'6tat de fatigue, voire mSme servir de test en convergence avec d'autres @reuves pour tenter de d6celer certaines qualit6s requises, sp6cifiques d'une pratique sportive.

* Les fibres musculairesFF (fastfatigable) sont des fibres ~t contraction rapide ou encore des fibres <>.

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C. Daireaux et M. Pottier

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