Countermovement jump et fatigue

Primo rédacteur : TACHDJIAN Mathis

1. La fatigue neuro-musculaire : pourquoi la monitorer ?

La fatigue neuro-musculaire (FNM) se caractérise par une baisse de la capacité d’un athlète à produire de la force musculaire, induite par l’exercice¹. L’accumulation de fatigue neuro-musculaire amène une dégradation persistante de la capacité à produire de la force² et  altère la qualité de la commande motrice³ ce qui peut augmenter le risque de blessure. Pour que l’entrainement permette une amélioration des performances durables, il est nécessaire d’imposer au corps un stress, traduit par un niveau de fatigue plus ou moins élevé⁴, suivi d’une période de récupération adéquate⁵.

Il est donc primordial de pouvoir contrôler le niveau de fatigue de l’athlète pour s’assurer une permanente adaptation de ce dernier à l’entrainement. Afin de pouvoir mesurer objectivement le niveau de fatigue d’un athlète, plusieurs tests ont été proposés dans la littérature, dont le countermovement jump (CMJ). 

2. Le countermovement jump

Le countermovement jump est un saut souvent décomposé en 5 phases : relâchement, freinage, propulsion, vol et réception⁶. Il s’effectue à deux pieds. L’athlète est amené à garder les mains sur ses hanches ou autorisé à balancer ses bras. Ce test est l’un des plus utilisés par les staffs pour mesurer la FNM⁷. Le CMJ présente un coût réduit, un faible temps de mise en place^7,8, et est plutôt bien reçu par les joueurs⁹. Ce mouvement nécessite la production de hauts niveaux de force et de coordination neuromusculaire en un temps très court (300 ms) ¹⁰ ainsi qu'une utilisation optimale des structures élastiques (cycle étirement-raccourcissement)¹¹. Une baisse de performance au CMJ révèlerait alors un certain niveau de FNM chez l’athlète.

L’indicateur le plus fréquemment utilisé pour mesurer la performance au CMJ est la hauteur du saut¹². De nombreux autres indicateurs de performances peuvent être obtenus à partir d’un CMJ ⁷, comme la puissance maximale, la puissance moyenne, le temps avant envol, ou même le taux de montée en force^7,10,13,14. Ainsi, les staffs ont le choix parmi un grand nombre d’indicateurs pour tenter d’objectiver une baisse de performance liée à la présence de FNM. Une majorité des indicateurs exploitables à partir du CMJ sont à retrouver en table 1.

3. Les limites du CMJ : sensibilité, fiabilité et interprétation

3.1 Sensibilité des indicateurs à la fatigue 

Les indicateurs décrivant la performance d’un CMJ peuvent tous être obtenus à partir de la courbe force-temps via une plateforme de force. Ces indicateurs sont généralement séparés en trois catégories : relatives à la performance, relatives à la cinétique ou encore relatives à la cinématique^6,7,15.

Au regard de ces indicateurs de performance, la littérature s’est intéressée à leur sensibilité à la fatigue post-match/post-entrainement, et notamment à leur capacité à la détecter jusqu’à plusieurs jours suivant l’évènement stressant. Les indicateurs relatifs à la performance sont les plus simples à mesurer (hauteur de saut, temps de vol) ce qui explique l’intérêt particulier des staffs pour ceux-ci⁷. Cependant, leur diminution post-exercice est contestée^{7,10,13,16,17} en particulier 24h après l’activité^10,13,18,19. C’est aussi le cas d’indicateurs tels que la puissance maximale ou la vitesse maximale⁷.

A l’inverse, d’autres indicateurs semblent présenter une plus grande sensibilité à la fatigue et ce jusqu’à plus de 72h post-exercice. On retrouve par exemple le temps jusqu’à puissance maximale, le ratio (temps de vol)/(temps de contraction) (FT:CT) ou encore le taux de montée en force (RFD en anglais)^10,13, ainsi que des indicateurs concernant la phase de relâchement/freinage (descendante) : durée ; force et puissance max...

La sensibilité de la plupart de ces indicateurs a été peu investiguée dans la littérature scientifique. La mixité des résultats pour un même indicateur peut être due à de nombreux facteurs : contexte expérimental, population, niveau sportif, type d’activité.

3.2 La stratégie de saut : variabilité inter et intra-individuelle

La stratégie adoptée par un individu pour réaliser un CMJ est variable^8,14,20, même chez des athlètes élites réalisant un grand nombre de sauts dans leur pratique²⁰. Des indicateurs tels que la hauteur de saut, la puissance moyenne/maximale ou encore le temps de vol ne permettent pas une analyse suffisante de la stratégie de saut employée²¹. De plus cette variabilité dans la stratégie de saut est aussi observable chez un même individu^8,14,20. La variabilité intra-individuelle est d’autant plus importante que les athlètes sont inexpérimentés²².

La faible sensibilité du temps de vol, de la hauteur de saut ou encore de la force/puissance max à la fatigue neuro-musculaire peut s’expliquer par une modification de la stratégie de saut de l’athlète afin de produire les mêmes niveaux de force/puissance maximale, et ainsi parvenir à la même performance^10,13,15,21. Généralement, cette modification de la stratégie de saut se manifeste par un allongement de celui-ci : le temps pour sauter est plus long¹⁰.

Bishop et ses collaborateurs proposent aux staffs de s’intéresser à plusieurs indicateurs afin d’avoir plus d’informations sur la stratégie adoptée²¹, tel que le ratio (FT:CT). Ce ratio a généralement montré une sensibilité significative jusqu’à 72h post-exercice^10,13,19,23. 

3.3 Significativité d'un changement

Au regard de la complexité du mouvement humain et des nombreux facteurs mis en jeu, le CMJ est soumis à des variabilités intra-individuelle naturelles, même lorsque deux essais sont effectués avec 5 min d’intervalle, sans fatigue. C’est pourquoi les staffs doivent s’interroger sur l’importance d’un changement au regard de la variabilité aléatoire naturelle du CMJ.

Parmi les indicateurs de performance discutés depuis le début de cet article, tous n’ont pas la même fiabilité[1] (tendance à être soumis à cette variabilité aléatoire). La hauteur de saut présente par exemple un coefficient de variation (CV%) généralement faible (<5%).

A l’inverse, les indicateurs obtenus après des étapes de calcul (RFD, raideur) et ceux concernant l’étude de la portion descendante du mouvement (phase de relâchement et phase de freinage) ont une fiabilité bien plus faible, certains obtenant un coefficient de variation pouvant aller jusqu’à 50%^6,10,13. 

L’outil de référence pour l’analyse du CMJ est la plateforme de force⁶. D’autres outils de mesure ont été validés, comme l’application MyJump2, mais seulement pour la mesure de la hauteur de saut et de la durée de saut²⁴, tout comme le contact mat²⁵. Des outils plus sophistiqués permettent d’obtenir des données sur le déplacement uni-vectoriel (encodeurs linéaires) ou sur des accélérations tri-vectorielles (IMU), à partir desquelles, nous pouvons obtenir des informations sur la vitesse, la force et la puissance. En dehors des interrogations concernant la validation de ces outils, l’accès à la courbe Force-temps à partir de ces derniers nécessitent un certain nombre d’étapes de calculs, réduisant la validité des données ainsi obtenues⁶.

De plus, certaines techniques de saut peuvent altérer la qualité de la mesure selon les modes de calculs et le matériel utilisé. Par exemple, la hauteur de saut mesurée via un Vertec ou un smartphone va être influencée par l’amplitude d’extension de cheville ou la position à la réception.

Table 1 : vue d’ensemble non exhaustive, simplifiée et limitée par l’interprétation de l’auteur et la densité de la littérature, de la sensibilité et de la fiabilité d’un ensemble d’indicateurs de performance issus du CMJ, réalisée à partir des sources en bibliographie.

4. Surmonter les limites du CMJ 

4.1 Choisir les indicateurs

Dans la partie portant sur les limites du CMJ, nous avons pu extraire deux critères de décisions quant aux choix des indicateurs : fiabilité et sensibilité à la fatigue. Il est nécessaire de choisir des indicateurs pouvant détecter la fatigue neuro-musculaire jusqu’à 72h post-exercice afin d’objectiver une fatigue résiduelle, et qui présentent une fiabilité suffisamment élevée (relativement aux changements observés).

De plus, ce qui a été suggéré par de nombreux auteurs^{6–8,10,13,14,21}, c’est d’utiliser les indicateurs relatifs à la cinématique puisqu’ils sont sensibles aux changements de stratégie souvent observées sous fatigue : temps avant puissance max, déplacement du centre de masse, FT:CT, temps de freinage...etc.

4.2 Réduire la variabilité

Il est essentiel d’utiliser une plateforme de force pour maximiser l’interprétabilité de ce test, tant en termes de justesse que de disponibilité des indicateurs. Afin de réduire la variabilité des indicateurs, la solution la plus simple est d’effectuer plusieurs sauts par session test afin d’utiliser des valeurs moyennes sur ces sauts⁷. Le nombre de sauts choisis devraient être au minimum de 3⁷. De plus, il est conseillé de réaliser ces tests au même moment de la journée, la performance au CMJ étant influencée par cette variable. La consigne verbale et les encouragements doivent aussi être similaires entre les essais et les individus. Enfin, il est idéal de pouvoir implémenter ce test chez des sujets suffisamment entrainés, puisqu’il présente une forme de stratégie de saut plus stables^22,26.

4.2 Relativiser les résultats 

Même sous des conditions parfaites, les indicateurs présentent une variabilité intra-individuelle naturelle. Il est alors primordial d’interpréter tout changement d’un indicateur au regard de la variabilité intra-individuelle constatée pour celui-ci⁸. Puisque cette variabilité est dépendante de l’individu (expérience, sport pratiqué), il est suggéré d’évaluer en amont de la saison le CV% pour chaque indicateur choisi par le staff, pour chaque athlète⁸. Ainsi, nous pouvons directement comparer le changement au CV% et statuer sur la significativité de celui-ci via un outil statistique comme le Smallest Worthwhile Change.

Enfin, un contrôle du poids régulier est nécessaire afin de pouvoir contextualiser certains résultats selon les évolutions récentes du poids : si un athlète saute aussi haut avec 2kg de plus, sa capacité à produire de la force s’est a priori améliorée.

5. Conclusion : le CMJ, un test pas si simple

Le CMJ est l’un des tests de suivi de la fatigue les plus utilisés par les staffs. Il attire par son faible coût, sa vitesse de mise en place et son écologie (au sens expérimental). Seulement, la sensibilité à la fatigue contestée de certains indicateurs ainsi que les nombreux facteurs impactant la fiabilité du test viennent rompre l’utopie. Une mise en place sérieuse et utile nécessite de réaliser plusieurs sauts, d’établir une base de données sur la variabilité des sauts intra-individuelle en amont, de s’assurer de conserver les mêmes conditions de test et enfin de posséder une plateforme de force. Ainsi, le test peu coûteux et rapide devient un test pesant sur les finances et chronophage. 

Références

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[1] Fiabilité (statistiques) : capacité d’une série de mesures à ne pas subir d’erreur aléatoire (variabilité aléatoire).