profayoub
28/04/2008, 22h27
Le saut vertical n'est pas un test valide de l'expression de la puissance musculaire.
[Seuls les membres peuvent voire les liens]
la source: savoir-sport.org
Pour plusieurs sports, la puissance (mécanique) musculaire des membres inférieurs est l’un des déterminants de la performance. La puissance étant le produit de la force et de la vitesse, lorsqu’un saut vertical est produit, elle peut être calculée directement par la cinétique à l’aide d’une plateforme de force (Linthorne 2001). Brièvement, cette technique consiste à diviser la force par la masse pour obtenir l’accélération, à faire l’intégrale de ce résultat pour obtenir la vitesse et à multiplier cette dernière valeur par la force pour obtenir la puissance. Des méthodes indirectes permettent aussi d’estimer la puissance à l’aide d’une analyse cinématique du déplacement et de la vitesse du centre de masse (Dugan et al. 2004). Celles-ci consistent à multiplier la masse du sujet par l’accélération du centre de masse pour obtenir la force et à multiplier cette force par la vitesse du centre de masse pour obtenir la puissance. Afin de rendre cette mesure plus accessible, plusieurs auteurs ont aussi développé des équations de régression permettant d’estimer la puissance à partir de la simple mesure du temps de vol ou de la hauteur du saut (Bosco et al. 1983 ; Sayers et al. 1999). Ces dernières méthodes ont l’avantage d’être faciles d’accès et plusieurs commerçants ont tablé sur cet aspect afin de promouvoir des outils plus ou moins automatisés de mesure de la puissance (par exemple, Ergojump™, Optojump™, Vertec™, etc…). Toutefois, les valeurs obtenues à l’aide de ces outils sont des estimations. Les résultats présentés à la figure 1 de l’article de Sayers et al. (1999) montrent une variance importante entre les valeurs de puissance mesurées (cinétique) et les valeurs estimées à partir de la hauteur du saut. Dans un contexte où la puissance doit servir à sélectionner un athlète ou à évaluer sa progression suite à un programme d’entraînement, il importe de connaître la fidélité ainsi que la validité des mesures d’estimation de la puissance. Notre objectif était donc de déterminer la validité des mesures estimées.
[Seuls les membres peuvent voire les liens]
Nos analyses portent sur deux séries de données. Dans un premier temps, un groupe de 5 sujets actifs a effectué 30 sauts chacun (avec contre-mouvement). Les sauts étaient volontairement de hauteurs variables afin d’acquérir des sauts compris dans une large plage de puissance. Nous avons acquis des données cinétiques (plateforme de force AMTI OR6-1) et cinématiques (3 caméras IEEE-1394). Les données étaient synchronisées temporellement afin de pouvoir comparer différentes méthodes de calculs et d’estimations de la puissance (cinétique, cinématique, cinématique + cinétique, équations de régression). Notre figure 1 montre la relation entre les valeurs estimées à partir de l’équation de Sayers et al. (1999 ; Pmax = (60.7 • hauteur) + (45.3 • Masse) – 2055) et les valeurs cinétiques mesurées à l’aide de la plateforme de force. Tout comme dans l’étude de Sayers et al. (1999), on peut apprécier la variabilité entre les valeurs cinétiques et les valeurs prédites. L’encadré rouge de la figure 1 montre un ensemble de sauts pour lesquels une faible variation de puissance maximale mesurée est observée (? de 180 W). Ces sauts montrent une variation de la puissance maximale estimée de 1300 W. En d’autres mots, ces résultats suggèrent que 2 athlètes ayant produit des sauts avec moins de 180 W de différence pourraient être différenciés par 1300 W. On peut facilement imaginer l’impact d’une telle rétroaction auprès des athlètes et entraîneurs. Il est possible d’apprécier cette variance entre les mesures cinétiques et estimées pour toutes les méthodes indirectes que nous avons utilisées (encart de la figure 1).
Nous avons adopté la même approche afin d’évaluer des données provenant de sauts maximaux produits par des athlètes de haut niveau (Basset 1998). Ce groupe était composé de 22 athlètes (volley-ball, patinage de vitesse et athlétisme) familiers avec le saut vertical. Ils devaient produire 4 sauts maximaux (avec un contre-mouvement). Les données furent acquises avec un système d’acquisition semblable. Les résultats, présentés à la figure 2, montrent aussi une variabilité importante. L’encadré bleu illustre une série de sauts présentant une variabilité de la puissance maximale mesurée de 240 W. Ces mêmes sauts mènent à des variations de la puissance maximale estimée de 810 W. Comme mentionné ci-dessus, cette variabilité dans les mesures estimées ne provient pas d’une absence de familiarité avec la technique du saut vertical. On peut aussi observer cette variabilité pour un même individu. Les cercles bleus montrent 4 sauts d’un même athlète. Ces quatre sauts montrent une variation de la puissance maximale mesurée de 139 W alors que la variation de la puissance maximale estimée est de 362 W. Les cercles rouges montrent un athlète plus variable (variation de la puissance maximale mesurée de 119 W avec une variation de la puissance maximale estimée de 647 W). La puissance estimée par une formule de régression n’étant qu’une transformation linéaire de la hauteur ou du temps de vol par une équation incluant la masse du sujet, la même variabilité est donc présente en considérant ces paramètres seuls. L’évaluation de la fidélité intra sujet et intersession exige aussi une évaluation cinétique. Pour le moment, nos analyses ne permettent pas de suggérer qu’il puisse être possible d’utiliser des techniques indirectes afin de suivre l’évolution d’un individu.
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Comment expliquer cette variance importante entre les données mesurées et les données estimées? Nous avons examiné quelques hypothèses (temps d’application de la force, synergie entre la cinématique des articulations des genoux et de la hanche, expertise et familiarité avec le saut vertical) mais aucune d’elles ne permet d’expliquer la variance observée dans les deux séries de données. Il est important de comprendre que les valeurs estimées proviennent d’équations de régression. On peut présumer qu’une partie de la puissance produite lors d’un saut permet à l’individu de s’élever du sol mais qu’une autre partie est dissipée. Des facteurs divers pourraient expliquer cette dissipation (synergies musculaires, orientation des vecteurs de force, technique de saut, anthropométrie de l’individu . . .). En conclusion, l’utilisation du saut vertical comme mesure de puissance musculaire est à proscrire à moins d’utiliser un appareillage approprié (i.e., plateforme de force). L’utilisation des équations de régression et des appareils commerciaux courants estimant la puissance musculaire ne permettent pas d’adopter une démarche sérieuse et rigoureuse d’évaluation, de suivi ou de sélection d’athlètes. Ces techniques peuvent permettre une estimation des puissances produites par un groupe d’individus, sans plus.
Rédacteur
[Seuls les membres peuvent voire les liens]
Éditeur
André Fournier, INFE, Montréal
Mots clefs
Saut vertical, puissance musculaire, force, vitesse
Sports ciblés
« multisport ». Tous les sports utilisant le saut vertical comme outil d’évaluation de la puissance musculaire des membres inférieurs sont concernés par les résultats de cette expérience.
Lectures suggérées
Basset F. Rapport de projet : Détermination de la force explosive chez des patineurs et des patineuses de vitesse (longue piste) de l’équipe nationale 1998. Rapport présenté au CNMM 1998;1-6
Bosco C., Luhtanen P., Komi P.V. A simple method for measurement of mechanical power in jumping. European Journal of Applied Physiology 1983;50:273-282
Dugan E.L. Doyle T.L.A., Humphries B., Hasson C.J., Newton R.U. Determining the optimal load for jump squats : a review of methods and calculations. Journal of Strength and Conditioning Research 2004;18:668-674
Linthorne N.P. Analysis of standing vertical jumps using a force platform. American Journal of Physics 2001;69:1198-1204
Sayers S.P., Harackiewicz D.V., Harman E.A., Frykman P.N., Rosenstein M.T. Cross-validation of three jump power equations. Medicine & Science in Sports Exercise 1999;31:572-577
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la source: savoir-sport.org
Pour plusieurs sports, la puissance (mécanique) musculaire des membres inférieurs est l’un des déterminants de la performance. La puissance étant le produit de la force et de la vitesse, lorsqu’un saut vertical est produit, elle peut être calculée directement par la cinétique à l’aide d’une plateforme de force (Linthorne 2001). Brièvement, cette technique consiste à diviser la force par la masse pour obtenir l’accélération, à faire l’intégrale de ce résultat pour obtenir la vitesse et à multiplier cette dernière valeur par la force pour obtenir la puissance. Des méthodes indirectes permettent aussi d’estimer la puissance à l’aide d’une analyse cinématique du déplacement et de la vitesse du centre de masse (Dugan et al. 2004). Celles-ci consistent à multiplier la masse du sujet par l’accélération du centre de masse pour obtenir la force et à multiplier cette force par la vitesse du centre de masse pour obtenir la puissance. Afin de rendre cette mesure plus accessible, plusieurs auteurs ont aussi développé des équations de régression permettant d’estimer la puissance à partir de la simple mesure du temps de vol ou de la hauteur du saut (Bosco et al. 1983 ; Sayers et al. 1999). Ces dernières méthodes ont l’avantage d’être faciles d’accès et plusieurs commerçants ont tablé sur cet aspect afin de promouvoir des outils plus ou moins automatisés de mesure de la puissance (par exemple, Ergojump™, Optojump™, Vertec™, etc…). Toutefois, les valeurs obtenues à l’aide de ces outils sont des estimations. Les résultats présentés à la figure 1 de l’article de Sayers et al. (1999) montrent une variance importante entre les valeurs de puissance mesurées (cinétique) et les valeurs estimées à partir de la hauteur du saut. Dans un contexte où la puissance doit servir à sélectionner un athlète ou à évaluer sa progression suite à un programme d’entraînement, il importe de connaître la fidélité ainsi que la validité des mesures d’estimation de la puissance. Notre objectif était donc de déterminer la validité des mesures estimées.
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Nos analyses portent sur deux séries de données. Dans un premier temps, un groupe de 5 sujets actifs a effectué 30 sauts chacun (avec contre-mouvement). Les sauts étaient volontairement de hauteurs variables afin d’acquérir des sauts compris dans une large plage de puissance. Nous avons acquis des données cinétiques (plateforme de force AMTI OR6-1) et cinématiques (3 caméras IEEE-1394). Les données étaient synchronisées temporellement afin de pouvoir comparer différentes méthodes de calculs et d’estimations de la puissance (cinétique, cinématique, cinématique + cinétique, équations de régression). Notre figure 1 montre la relation entre les valeurs estimées à partir de l’équation de Sayers et al. (1999 ; Pmax = (60.7 • hauteur) + (45.3 • Masse) – 2055) et les valeurs cinétiques mesurées à l’aide de la plateforme de force. Tout comme dans l’étude de Sayers et al. (1999), on peut apprécier la variabilité entre les valeurs cinétiques et les valeurs prédites. L’encadré rouge de la figure 1 montre un ensemble de sauts pour lesquels une faible variation de puissance maximale mesurée est observée (? de 180 W). Ces sauts montrent une variation de la puissance maximale estimée de 1300 W. En d’autres mots, ces résultats suggèrent que 2 athlètes ayant produit des sauts avec moins de 180 W de différence pourraient être différenciés par 1300 W. On peut facilement imaginer l’impact d’une telle rétroaction auprès des athlètes et entraîneurs. Il est possible d’apprécier cette variance entre les mesures cinétiques et estimées pour toutes les méthodes indirectes que nous avons utilisées (encart de la figure 1).
Nous avons adopté la même approche afin d’évaluer des données provenant de sauts maximaux produits par des athlètes de haut niveau (Basset 1998). Ce groupe était composé de 22 athlètes (volley-ball, patinage de vitesse et athlétisme) familiers avec le saut vertical. Ils devaient produire 4 sauts maximaux (avec un contre-mouvement). Les données furent acquises avec un système d’acquisition semblable. Les résultats, présentés à la figure 2, montrent aussi une variabilité importante. L’encadré bleu illustre une série de sauts présentant une variabilité de la puissance maximale mesurée de 240 W. Ces mêmes sauts mènent à des variations de la puissance maximale estimée de 810 W. Comme mentionné ci-dessus, cette variabilité dans les mesures estimées ne provient pas d’une absence de familiarité avec la technique du saut vertical. On peut aussi observer cette variabilité pour un même individu. Les cercles bleus montrent 4 sauts d’un même athlète. Ces quatre sauts montrent une variation de la puissance maximale mesurée de 139 W alors que la variation de la puissance maximale estimée est de 362 W. Les cercles rouges montrent un athlète plus variable (variation de la puissance maximale mesurée de 119 W avec une variation de la puissance maximale estimée de 647 W). La puissance estimée par une formule de régression n’étant qu’une transformation linéaire de la hauteur ou du temps de vol par une équation incluant la masse du sujet, la même variabilité est donc présente en considérant ces paramètres seuls. L’évaluation de la fidélité intra sujet et intersession exige aussi une évaluation cinétique. Pour le moment, nos analyses ne permettent pas de suggérer qu’il puisse être possible d’utiliser des techniques indirectes afin de suivre l’évolution d’un individu.
[Seuls les membres peuvent voire les liens]
Comment expliquer cette variance importante entre les données mesurées et les données estimées? Nous avons examiné quelques hypothèses (temps d’application de la force, synergie entre la cinématique des articulations des genoux et de la hanche, expertise et familiarité avec le saut vertical) mais aucune d’elles ne permet d’expliquer la variance observée dans les deux séries de données. Il est important de comprendre que les valeurs estimées proviennent d’équations de régression. On peut présumer qu’une partie de la puissance produite lors d’un saut permet à l’individu de s’élever du sol mais qu’une autre partie est dissipée. Des facteurs divers pourraient expliquer cette dissipation (synergies musculaires, orientation des vecteurs de force, technique de saut, anthropométrie de l’individu . . .). En conclusion, l’utilisation du saut vertical comme mesure de puissance musculaire est à proscrire à moins d’utiliser un appareillage approprié (i.e., plateforme de force). L’utilisation des équations de régression et des appareils commerciaux courants estimant la puissance musculaire ne permettent pas d’adopter une démarche sérieuse et rigoureuse d’évaluation, de suivi ou de sélection d’athlètes. Ces techniques peuvent permettre une estimation des puissances produites par un groupe d’individus, sans plus.
Rédacteur
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Éditeur
André Fournier, INFE, Montréal
Mots clefs
Saut vertical, puissance musculaire, force, vitesse
Sports ciblés
« multisport ». Tous les sports utilisant le saut vertical comme outil d’évaluation de la puissance musculaire des membres inférieurs sont concernés par les résultats de cette expérience.
Lectures suggérées
Basset F. Rapport de projet : Détermination de la force explosive chez des patineurs et des patineuses de vitesse (longue piste) de l’équipe nationale 1998. Rapport présenté au CNMM 1998;1-6
Bosco C., Luhtanen P., Komi P.V. A simple method for measurement of mechanical power in jumping. European Journal of Applied Physiology 1983;50:273-282
Dugan E.L. Doyle T.L.A., Humphries B., Hasson C.J., Newton R.U. Determining the optimal load for jump squats : a review of methods and calculations. Journal of Strength and Conditioning Research 2004;18:668-674
Linthorne N.P. Analysis of standing vertical jumps using a force platform. American Journal of Physics 2001;69:1198-1204
Sayers S.P., Harackiewicz D.V., Harman E.A., Frykman P.N., Rosenstein M.T. Cross-validation of three jump power equations. Medicine & Science in Sports Exercise 1999;31:572-577