Etat des lieux
En sport, d'un point de vue biomécanique, la production d'un geste performant est liée, entre autres, à l'efficacité du phénomène d'étirement-renvoi. Les sports de frappe (lorsqu'elle se déroule au-dessus de l'épaule) et de lancer n'y dérogent pas, en particulier en ce qui concerne l'épaule. La structure articulaire et myo-aponévrotique (muscle et tissus conjonctifs) est préalablement mise en tension (phase excentrique de grande amplitude) afin de produire un renvoi efficace. Pour caractériser l'efficacité de ce cycle d'étirement-renvoi, on évoque le coupling-time (temps nécessaire pour passer de l'excentrique au concentrique, ou, pour le dire plus simplement, de l'étirement au renvoi), qui garantit que le passage de la phase excentrique au renvoi concentrique se produit dans un temps court et génère une grande puissance. La contrainte sur la structure est maximale au moment où l'articulation atteint sa plus grande amplitude.
L'épaule d'un point de vue anatomique
Les sports de frappe et de lancer imposent pour le complexe articulaire de l'épaule une force phénoménale. En effet, les accélérations violentes qui sont produites génèrent des contraintes énormes.
L'épaule est appelée complexe articulaire car elle se compose de plusieurs articulations (figure 1) :
- Gléno-humérale (entre l'omoplate et l'humérus)
- Scapulo-thoracique (entre l'omoplate et la cage thoracique)
- Acromio-claviculaire (entre la clavicule et l'acromion de l'omoplate)
- Sterno-claviculaire (entre le sternum et la clavicule)
- Et enfin sous acromiale qui est une pseudo articulation.
Une grande partie de l'amplitude du mouvement se passe au niveau des articulations scapulo-thoracique et gléno-humérale. Cette dernière est sujette a beaucoup de pathologies et les populations d'athlètes qui pratiquent des sports de lancer ou de frappe ne sont pas épargnées.
L'articulation gléno-humérale peut être simplifiée par l'image d'une balle de golf sur un tee (figure 2).
Ainsi tous les mouvements se déroulant au sein de celle-ci sont forcément des rotations et c'est à retenir pour la suite.
Une séquence vidéo en 3D créée par l'université de Lyon 1 illustre la mobilité du complexe huméro-scapulo-thoracique https://www.youtube.com/watch?v=mD1ci3YtLDg.
L'importance de l'articulation
Les dernières études sur le fonctionnement du corps humain montrent que les images que nous avions des cortex moteur et pré-moteur sont erronées. Ces remises en question concernent aussi bien l'exactitude du modèle de l'homonculus cérébral que l'idée d'un mouvement stocké dans notre cerveau comme sur une disquette et pour laquelle il suffirait d'appuyer sur « play ».
Premièrement, la représentation la plus importante au sein de notre cortex moteur et pré-moteur est celle de nos articulations et notamment de la capsule articulaire. En effet, celle-ci étant au plus proche de l'articulation elle est la mieux placée pour sentir le moindre millimètre de mouvement, bien plus que n'importe quel tendon ou muscle. La représentation du mouvement que peut donner la capsule sera nettement plus précise (pour sentir un mouvement il vaut mieux être très proche de celui-ci que très loin). Cela est confirmé d'un point de vue physiologique car la capsule articulaire est composée de mécanorécepteurs de type 2 qui sont les seuls récepteurs de tout le corps humain à ne pas faire de relais neuronal au sein de la moelle épinière mais à remonter directement au sein du cortex cérébral. Ainsi, les quelques millisecondes gagnées et leur plus grande précision spatiale en font l'information la plus importante pour notre cerveau et notre cervelet.
Deuxièmement toutes les informations dont nous disposons aujourd'hui sur l'apprentissage moteur nous montrent bien qu'aucun mouvement n'est préenregistré au sein de notre cerveau. Ceux-ci se construisent sur la base de nos reflexes archaïques, notre volonté d'acquérir des informations (curiosité, notamment chez les enfants), et les essai-erreurs répétés que nous faisons. Ils permettent la correction et l'apprentissage du mouvement.
Ainsi, si le cerveau humain ne possède pas d'image de mouvement préenregistré, il a cependant besoin de feed-back pour apprendre le moyen le plus efficient de réaliser une tâche. Si nous acceptons l'idée que la capsule articulaire serait l'organe le plus important pour notre cerveau pour prendre de l'information sur ce qui se passe lors du mouvement, alors nous devrions nous assurer tous les jours que cette capsule articulaire soit en parfaite santé et pleinement fonctionnelle.
La variation et les rotations
Il y a maintenant plusieurs années, Bernstein a démontré au cours d'une étude sur la cinématique du mouvement des forgerons professionnels qui battent le fer au marteau , que plus le mouvement nous parait, de l'extérieur, répétitif et strictement identique, plus il y avait en réalité des variations au sein des diverses articulations et muscles nécessaires au mouvement. Il s'est alors mis en quête de comparer les professionnels aux débutants dans ce domaine. Sa surprise fut que les débutants montraient une plus grande variabilité macroscopique du mouvement avec une plus faible variabilité microscopique du mouvement à l'inverse des professionnels qui montraient une plus faible variabilité macroscopique du mouvement mais une plus grande variabilité microscopique du mouvement. Cela pourrait tout simplement s'expliquer par le fait que les professionnels répétant ce mouvement beaucoup plus régulièrement ont appris à corriger le geste avec beaucoup d'adaptations des différentes articulations et muscles employés. Cela leur permettrait aussi de réduire le stress mécanique infligé en permanence aux mêmes tissus.
Dans son livre Synergy, M. Latash démontre quant à lui que pour tout mouvement linéaire d'un point de vue macroscopique il ne se déroule, en revanche, que des mouvements rotatoires au sein des différentes articulations employées. Cela s'explique par le fait que toutes les articulations du corps humain ne sont pas dans le même plan.
Ainsi, l'articulation de l'épaule est orientée dans une direction, alors que le coude est orienté dans une autre direction. Le seul moyen de produire un mouvement linéaire passe donc par la capacité synergique des mouvements rotatoires des articulations. Nous devrions nous en souvenir lorsque les sportifs s'entraînent sur des machines, ou dans des conditions, ne permettant que la production de mouvements linéaires, et pire encore lorsqu'ils isolent une articulation pour réaliser ce travail linéaire.
Rotation, rotation et encore rotation
Une articulation est le plus souvent composée de deux (ou plus) os, enchâssés dans une capsule articulaire composée de tissus conjonctifs et qui contient du liquide synovial. Le système sanguin n'irriguant pas directement l'intérieur de l'articulation, le seul moyen de maintenir une articulation en bonne santé c'est de produire du mouvement. Cela va créer un effet pompe sur le liquide synovial pour chasser le liquide usagé et ramener du liquide « frais ». De plus, la rotation est le mouvement qui permet de mettre en tension toute la capsule articulaire et non pas seulement une partie de celle-ci. Ainsi les informations renvoyées au cerveau par les mécanorécepteurs évoqués plus haut seront beaucoup plus nombreuses et donc le cerveau aura plus de matière informationnelle, et de meilleure qualité, à exploiter.
Au sein de toutes les articulations (exception faite des vertèbres) les rotations sont les premières amplitudes articulaires que l'on perd lorsque celles-ci deviennent défectueuses. Au sein de l'épaule ceci est encore plus vrai puisqu'on se rappelle qu'elle est, en partie, une balle posée sur un tee. Maintenir la capacité rotatoire d'une épaule par des exercices très spécifiques parait donc être un des fondamentaux de l'entraînement pour tous les sportifs qui lancent ou frappent grâce à leur épaule. Cela permettrait de maintenir la santé articulaire ainsi que ses capacités d'adaptation, d'apprentissage et de variation au cours du lancer. Ce travail de mobilisation aura pour conséquence de maintenir, voire d'améliorer l'amplitude de l'articulation, or plus l'amplitude est grande et plus l'accélération appliquée sera potentiellement longue. Rappelons de plus que, comme nous venons de l'expliquer, cette accélération se traduit forcément au niveau de l'épaule par une accélération rotatoire.
Pourtant, une grande partie de l'entraînement physique des sportifs semble être dévolue à l'augmentation des capacités de ces derniers à pousser des charges bien plus importantes que ce qu'il devra manipuler (bras, raquette, balle, javelot…), à des vitesses bien plus faibles, et qui plus est, dans des mouvements strictement linéaires (développé couché, pull-over, tirage planche…). Pour couronner le tout, dans des amplitudes bien souvent incomplètes et qui ne représentent pas les amplitudes clefs du lancer (rotation externe et rotation interne). Le principe de la spécificité de l'entraînement semble donc, dans ce cas, être négligé.
En résumé, on retiendra dans cette première partie que :
- La capsule articulaire est l'organe privilégié par le cerveau pour apprendre et avoir un feed-back à propos du mouvement.
- La variation au sein d'un mouvement est ce qui assure une plus grande expertise de celui-ci. Or plus il y a de variation, plus il y a de contrôle articulaire et plus il y a de contrôle, plus le mouvement est fluide d'un point de vue macroscopique et plus il y a des rotations d'un point de vue microscopique.
- Certains sports ont des exigences très importantes en termes de capacités à gérer les contraintes de rotations articulaires. Pourtant cette capacité n'est que peu entraînée de manière spécifique.