Mécanique de l’accélération

  1. Le rugby, un sport de vitesse ?
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Les qualités de vitesses en rugby sont des facteurs de performances importants pour la compétition quel que soit le poste occupé. Parmi les nombreuses composantes de « la vitesse », la capacité d’accélération joue un rôle majeur en rugby qui est aujourd’hui décrit davantage comme un sport d’accélération que de vitesse maximale absolue, car il existe peu de situations ou le joueur peut s’exprimer à Vmax (kick and chase, long franchissement sans défenseur…). Bien qu’il existe d’autres qualités de vitesses importantes (vivacité), l’accélération se retrouve dans une majorité d’action lors d’un match et peut donc faire des différences significatives sur la performance du joueur car elle permet d’acquérir la plus grande vitesse possible dans le temps le plus court possible.

Cependant, en rugby, les accélérations se réalisent majoritairement dans des situations lancées. C’est-à-dire que les joueurs sont soumis à produire des grandes variations de vitesses à partir de vitesses non nulles (entre 2 et 5 m.s pour la majorité). De plus, ces accélérations lancées peuvent se produire avec une différence de direction entre celle de la vitesse initiale et celle de l’accélération à produire.

Pour cet article nous nous focaliserons sur l’accélération rectiligne, en notant que beaucoup de principes mécaniques sont transférables à la qualité de vivacité, qui fera l’objet d’une prochaine analyse.

2. L’accélération c’est quoi ?

Tout d’abord, comme rapidement décrit ci-dessus, l’accélération est une qualité de vitesse parmi beaucoup d’autres qui composent « les vitesses ». Car il existe plusieurs type de vitesses (cycliques-acycliques) qui s’expriment via différentes qualités (vitesse de démarrage, fréquence gestuelle, vélocité, vivacité ….).

D’un point de vue scientifique, l’accélération décrit les modifications de vitesse au cours du temps. Si un objet subit une augmentation de vitesse en fonction du temps alors on parle d’accélération et réciproquement pour la décélération. Enfin, même si l’objet se déplace à vitesse constante et qu’il subit un changement de direction, alors cela impliquera une accélération due au changement de direction du vecteur vitesse (pas de sa norme). L’accélération est exprimée en m.s2 qui représente donc des mètres seconde par seconde (on retrouve bien notre vitesse exprimée en fonction du temps).

Exemple : si un joueur passe de 5 à 15 km.h en 2 secondes alors il a effectué une accélération de (10 km.h/2s)=5 km.h.s= 1,39 m.s2 (car 1m.s2= 3,6 km.h.s).

Toutes ces données sont fondamentales pour comprendre qu’il existe un grand nombre d’accélérations pour le même évènement. Dans le cas de notre exemple, nous avons calculé une accélération moyenne entre deux temps distincts, mais que s’est-il réellement passé au cours de ces 2 secondes ? Mon joueur a t’il accéléré de façon constante de 1,39 m.s2?

Aujourd’hui il existe des outils très fiables pour mesurer avec plus grande précision les variations de vitesses « à tous les instants » comme les radars stalker par exemple. Ainsi, on obtient le spectre complet des vitesses de nos athlètes ce qui permet d’identifier précisément les points d’améliorations.

L’objectif de toute cette démonstration est de comprendre que chaque athlète a des capacités d’accélération individuelles qu’il est important de prendre en compte dans un travail de développement de l’accélération.

2.2 Comment obtenir une accélération efficace ?

Pour donner du sens à cette partie il est pertinent de partir d’un postulat très simple.

Que voulons-nous ? Que notre joueur atteigne sa vitesse maximale en un minimum de temps. Pour cela, un certain nombre de facteurs sont à observer chez nos joueurs. Notons que chaque paramètre ne peut pas être considéré de manière isolée car ils sont, pour la plupart, interconnectés. Également, il est important de rappeler que chaque athlète possède une façon spécifique de se mouvoir dans l’espace avec des coordinations intermusculaires et intra musculaires particulières, donc il ne s’agit pas ici d’établir la « technique parfaite » mais plutôt de comprendre les principes fondamentaux afin de posséder tous les outils nécessaires pour faire progresser nos athlètes de manière individuelle.

  • Principe mécanique fondamental

Orientation : c’est sans doute l’un des principes les plus importants dont découle beaucoup d’autre. Pour accélérer fort, il est fondamental de projeter son centre de gravité dans la direction voulue. Dans le cadre d’un sprint, l’orientation des forces sur la modalité horizontale doit être élevée pour permettre une projection en avant de notre masse. Vous pourrez retrouver des données qui renseignent sur cette capacité lors de la mesure des profils F-V avec la méthode de Morin et Samozino sous le nom de RFmax (qui représente la capacité maximale d’orientation des forces développées utilisées dans une direction horizontale) et de DRF (qui représente la perte d’efficacité mécanique avec l’augmentation de la vitesse). A noter que cette dernière est inévitable, cependant elle peut être optimisée chez certains sujets.

  • Principes mécaniques secondaires

Orientation du tronc : lors d’un sprint, l’angle entre le tronc et les membres inférieurs doit se réduire, pour adopter une posture « inclinée » qui permettra une meilleure orientation des forces vers l’avant et donc une poussée plus efficace.

Cet angle est amené à diminuer à mesure que la vitesse augmente.

 

Evolution de l’angulation du tronc par rapport au sol. J.Dodoo

Jambe swing : Un autre facteur qui influence la qualité d’accélération est le retour de la jambe swing. Directement après la poussée, l’athlète doit produire une haute vitesse de rétraction. Un repère intéressant pour constater si ce swing de jambe est suffisamment rapide est d’observer l’écart entre les deux genoux au moment de l’appui opposé (si cet écart est faible alors le swing de la jambe est assez rapide). Cet effort a pour incidence de limiter le temps de trajet du pied arrière et améliorera la vitesse de poussée du pied d’appui. Enfin, l’athlète devra engager avec intensité son genou en avant et en haut (« punch » du genou), ce qui améliorera, (1) l’angle d’attaque de la poussée, (2) une meilleure translation horizontale du CG.

Poussée de la jambe : La poussée de la jambe d’appui doit s’effectuer de façon engagée dans une direction verticale et en avant. Avant le contact, il apparait une légère « pré-extension » de hanche auto-organisée qui permet au corps d’améliorer la transmission horizontale des forces. Lors du temps de contact, il va se produire principalement une extension de hanche (accompagnée d’une extension de genou), l’athlète doit avoir la volonté de pousser la jambe loin en arrière ce qui est synonyme de poussée complète. Pour observer ce phénomène il suffit de regarder l’écart entre les deux hanches au dernier instant de la poussée (toe-off), si cet écart est grand alors on a d’un côté une poussée complète et de l’autre un engagement maintenu vers l’avant avec la jambe libre. Notons que dans cette phase d’accélération, le temps de vol doit être inférieur au temps de poussée car notre corps recherche l’adhérence et la réaction du sol pour exercer un maximum de force.

Large séparation entre les hanches en fin de poussée. A noter que ce critère doit absolument s’accompagner d’un swing de jambe libre rapide. Kinogramme ALTIS

Un critère pouvant être observé à l’oeil nu et qui résulte de la majorité de ces principes techniques et d’observer la poulaine du pied lors de la course.

Comparaison de deux trajectoires de pieds lors d’un sprint. F.Bosch

On remarque que, sur la trajectoire la moins efficace, la poussée incomplète ajoutée à la faible vitesse de rétraction ne permet pas au sujet d’appliquer efficacement un haut pourcentage de force horizontale. Généralement, si votre athlète a une technique très éloignée de ces points clés (sans chercher a reproduire « la technique idéale » car chacun possède des motricité propres), il y aura des dégradations « en cascade » (temps de vol trop élevé supprimant l’adhérence, poussée incomplète et mal orientée…) car tous sont intrinsèquement connectés.

Comparaison de deux trajectoires de pieds (poulaine) lors d’un sprint. F.Bosch

Principaux principes physiques

Grande force d’extension : C’est la qualité physique centrale lors d’une accélération, quelle force d’extension est on capable de produire ? Et à quelles vitesses ? Un athlète faible de la chaîne postérieure, même optimisé, ne pourra pas atteindre des hautes performances d’accélération (comme une voiture avec une cylindrée basse). Ce phénomène est encore une fois lié au principe mécanique fondamental d’orientation d’un maximum de force vers l’avant. Pour assurer cela, les muscles glutéaux (fessiers) et les ischios-jambiers (biceps fémoral) sont les principaux puissants extenseurs de hanche lors de la course. Les quadriceps quant à eux vont accompagner ce mouvement par une extension de genou qui reste limitée par rapport aux muscles précédents.

Les athlètes ayant des indices de forces supérieurs sur la chaîne postérieure seront potentiellement plus en capacité de produire cette force horizontale. Evidemment il faudra optimiser cette production de force par une technique adéquate et connaître quel niveau de force est appliqué pour chaque vitesse chez cet athlète. De façon générale, les sujets ayant des extenseurs de hanche puissants auront des valeurs de F0 et Pmax plus élevées. Il sera également important d’observer pour quelle vitesse s’exprime le Pmax de mon athlète et d’analyser si ce profil F-V est pertinent par rapport à la tâche qu’il effectue.

Raideur du pied : Souvent négligé dans nos pratiques de sports collectifs le travail du pied est un facteur majeur lors de la course. C’est lui qui sera en contact avec le sol, subissant d’un côté les forces d’un corps en mouvement concentré sur un seul pied, et d’un autre la réaction du sol opposée. Ceci requiert à la fois une grande stabilité de l’articulation de la cheville mais aussi une grande fermeté (appelée raideur) des structures musculaires et tendineuses pour être capable de recevoir la grande énergie élastique et surtout de la transmettre rapidement à la périphérie de l’articulation, à savoir l’avant pied en flexion plantaire qui sera la dernière extension du corps avant la phase de vol.

A noter que comme vu ci-dessus, l’axe d’attaque de la jambe d’appui est important car il permettra d’orienter cette réaction du sol vers l’avant.

Contrôle tronc : Le contrôle du tronc et du bassin via un engagement des structures abdominales et pelviennes est indispensable lors d’une accélération. En effet, l’athlète capable de créer de la tension musculaire dans cette zone (carrefour pelvien) aura un tronc et un bassin beaucoup plus stable dans l’espace ce qui a le double avantage de (1) optimiser le transfert de force produite par les muscles du sol jusqu’au centre de gravité, (2) améliorer la translation horizontale de ce dernier car il gomme les mouvements parasites ( de flexion –extension du tronc par exemple que l’on peut souvent observer chez les sujets déficitaires sur cette zone). A noter que les psoas et le droit fémoral antérieur jouent également un rôle de stabilité notamment lors du swing de la jambe libre.

2.3  Comment améliorer la capacité d’accélération des athlètes?

Cette partie est très ouverte car elle est très dépendante des qualités des joueurs, de leurs tâches en match et de l’analyse du préparateur physique.

Prenons des exemples concrets pour deux sujets occupant le même poste de jeu (ailier) :

 Sujet ASujet B
F0 (N.kg-1)6,829,70
V0 (m.s-1)9,439,21
Pmax (W.kg-1)16,3922,33
FV slope-0,71-1,07
RFmax48,06%58,47%
DRF-6,46%-9,43%
Temps au 30m (s)4,184,17
Tableau comparatif du profil F-V de 2 athlètes ayant un temps de sprint au 30m équivalent.

Pour le sujet A :

  • On remarque une valeur faible de F0 qui renseigne sur un manque de force de démarrage
  • Une valeur plutôt faible de Pmax
  • Un profil force vitesse plutôt en faveur de la vitesse
  • Un RF max très faible

Sujet qui manque de puissance d’extension ainsi que de technique de poussée à basse vitesse. L’objectif va être d’augmenter sa puissance d’extension et d’améliorer son transfert de force de manière horizontale. Profil plutôt « véloce ».

Thèmes de travail :

  • Travail de puissance sur les extenseurs de hanche
  • Travail de sous vitesse modérée qui a deux objectifs, (1) améliorer la puissance lors du sprint en ramenant légèrement le pic de puissance vers des vitesses plus basses, (2) améliorer la transmission horizontale de force
  • Travail technique d’accélération en reprenant les points clés décrits plus haut

A noter que si ce sujet avait été un seconde ligne, le travail de sous vitesse très lourd aurait été un parfait thème de travail pour amener l’athlète à exprimer le plus haut pic de puissance dans une zone de vitesse spécifique au poste.

Pour le sujet B :

  • Bonne valeur de F0
  • Bonne valeur de Pmax
  • Pic de puissance proche des basses vitesses (Pente du F-V de -1,07 dû à cette grande valeur de F0)
  • Bon RFmax
  • Valeur de Drf trop élevée

Sujet qui possède une grande force d’extension, qu’il arrive à orienter dans une modalité horizontale. Cependant cette efficacité mécanique se dégrade fortement à mesure que la vitesse augmente. Parallèlement, le pic de puissance de cet athlète s’exprime dans des vitesses plus basses que ce qu’il rencontrera sur le terrain. Profil plutôt « explosif ».

Thèmes de travail :

-Maintien des qualités physiques d’extension

– Travail d’accélération lancée à partir de vitesses spécifiques. Ici on peut utiliser de l’accélération avec ou sans résistance avec un départ lancé, la difficulté du travail avec résistance sera de ne pas « freiner » l’athlète afin qu’il reste dans la bonne zone de vitesse définie (si je fais accélérer mon athlète à partir de 4m.s mais qu’en appliquant la résistance il descend en dessous de cette vitesse alors mon travail sera contre-productif par rapport aux objectifs.