CD Analyse biomécanique de la marche nordique : du laboratoire au terrain - implications pour la pratique et la santé

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La marche nordique est une modalité d'exercice où l'utilisation active et dynamique d'une paire de bâtons spécifiques est ajoutée, contraignant le participant à un schéma de marche particulier impliquant une sollicitation importante des membres supérieurs (Fritschi et al., 2012). En effet, les pratiquants doivent placer les bâtons au sol pour engager activement le haut du corps dans la propulsion vers l'avant. Cela implique deux actions propulsives supplémentaires dans le cycle de marche et se traduit par une augmentation du travail mécanique interne des membres supérieurs ainsi qu'une activation plus importante des muscles du tronc et des membres supérieurs (Pellegrini et al., 2015, 2017). De nos jours, marcher avec des bâtons devient un mode attrayant d'activité physique pour la remise en forme (Tschentscher et al., 2013). En 2016, la France comptait près de 2,7 millions de pratiquants, un chiffre qui a sans nul doute augmenté au cours de ces dernières années. Différents facteurs peuvent expliquer cet engouement, notamment la motivation que suscite la pratique en groupe (Bombieri et al., 2017), le faible niveau de perception de l'effort malgré une dépense énergétique accrue par rapport à la marche classique (Figard-Fabre et al., 2010) et également les preuves scientifiques concernant les bienfaits associés à l'état de santé (Tschentscher et al., 2013). En effet, des études observationnelles et des essais cliniques randomisés chez des sujets en bonne santé ont démontré que les effets à court terme ainsi qu'à long terme de la marche nordique sur certaines variables physiologiques (la fréquence cardiaque maximale, le rapport d'échange respiratoire, la consommation d'oxygène maximale, le seuil lactique, l'IMC et la masse grasse totale) sont égaux ou supérieurs à ceux de la marche rapide et de la course à pied (Hagner et al., 2009; Schiffer et al., 2006). Il a également été démontré que la marche nordique présente des bénéfices en termes d'amélioration de la qualité de vie et du développement de la motricité de sujets atteints de diverses pathologies : le cancer du sein (Sprod et al., 2005), la claudication intermittente (Oakley et al., 2008), la dépression (Suija et al., 2009), la maladie de Parkinson (van Eijkeren et al., 2008), les fractures de fatigue chez les athlètes (Knobloch et al., 2007), l'obésité (Gobbo et al., 2019) etc… Outre ses effets bénéfiques et le caractère sain de cette pratique d'autres études ont souligné son intérêt pour réduire des douleurs non spécifiques et chroniques ainsi que pour améliorer la qualité de vie des personnes souffrant des douleurs au cou (Henkel et al., 2008) et de lombalgie (Hartvigsen et al., 2010). D'un point de vue biomécanique, différents travaux se sont focalisés sur l'impact de l'utilisation des bâtons sur les variables cinématiques, cinétiques et électromyographiques. Il a été rapporté une modification significative des variables cinématiques, en particulier les paramètres spatiotemporels tels que la fréquence des pas, la longueur des pas, la fréquence et la durée des cycles et la vitesse de marche. En effet, Roy et al., (2020) ont démontré que la marche nordique, comparée à la marche classique, entraîne une augmentation de la longueur de la foulée, du temps de simple et de double support avec une diminution de la fréquence des pas. Tandis que Park et al., (2015) ont décrit une augmentation de la fréquence des pas et de la longueur des cycles avec une diminution du temps des cycles et des pas. Concernant la cinématique articulaire, les auteurs ont indiqué une plus grande amplitude de mouvement pour les membres supérieurs et inférieurs lors de la marche nordique, en particulier dans les articulations de l'épaule, du coude, de la hanche, du genou et de la cheville (Roy et al., 2020). L'activation des muscles des membres supérieurs est plus importante lors de la marche nordique alors qu'aucune différence significative n'a été observée au niveau de certains muscles des membres inférieurs (Shim et al 2013). Il n'existe pas à l'heure actuelle de consensus concernant la réduction des forces de réaction au sol (Koizumi et al., 2011 ; Park et al., 2015). Il a été observé que pendant le contact initial, les forces de réaction au sol étaient plus élevées par rapport à la marche classique (Encarnación-Martínez et al., 2023). En revanche, il a été démontré une diminution des forces de réaction du sol au moment du décollage d'environ 8 % grâce à l'action active des bras sur les bâtons (Martinez et al.,2015). Pour étudier les contraintes articulaires des membres inférieurs, Koizumi et al., (2011) se sont concentrés sur les forces de compression et de cisaillement agissant sur les articulations de la région lombaire, de la hanche, du genou et de la cheville. Leurs résultats soulignent une diminution de la force de cisaillement au niveau de L4 (19,4 %), L5 (27,7 %), du genou (28 %) et de la hanche (10 %) ainsi que de la force de compression au niveau du genou (12,1 %) et de la hanche (8,6 %). Contrairement à ces résultats, les travaux de Jensen et al., (2011) soulignent l'absence de différences significatives pour les forces de cisaillement et de compression de l'articulation du genou entre les deux types de marche. Cette étude bibliographique de l'impact de la marche nordique sur les déterminants mécanistiques de l'activité témoigne de résultats controversés et de manque de connaissances concernant l'effet de l'utilisation des bâtons. Peu de données existent sur les déterminants de l'expertise et sur l'impact des conditions d'évaluation (nature du sol, vitesse de marche, taille des bâtons …) sur le pattern de marche et les paramètres biomécaniques associés. De plus, l'effet de l'utilisation des bâtons sur les membres supérieurs reste peu étudié, hormis quelques analyses électromyographiques (Shim et al. 2013) et cinématiques (Russo 2023)). Or, cette évaluation revêt un intérêt crucial pour quantifier les contraintes articulaires générées par l'application d'effort sur les articulations des membres supérieurs. En effet, l'impact répétitif des bâtons pourrait provoquer à long terme des troubles musculosquelettiques au niveau des membres supérieurs. En 2006, des évaluations prospectives menées auprès de 137 marcheurs nordiques ont révélé que, contrairement à la marche et à la course à pied, la majorité des blessures pour les marcheurs nordiques ont été localisées au niveau du dos, du cou, de la tête et des épaules (Knobloch & Vogt. 2006). La mesure des forces exercées à travers les bâtons peut être réalisée à l'aide de plates-formes de force. Toutefois, cette méthode présente certaines limitations, notamment la restriction des mesures à un nombre limité de contacts. Une alternative consiste à instrumenter les bâtons de capteurs de force (Mocera et al. 2018). Cette approche présente plusieurs avantages, en particulier en termes de portabilité, et permet d'élargir le champ d'évaluation de l'utilisation des bâtons à un éventail plus vaste de conditions réelles. Cependant, malgré l'intégration de l'utilisation des bâtons instrumentés dans certaines méthodologies de collecte de données, l'évaluation des contraintes articulaires demeure inexplorée. En 2011, Jensen et al. ont utilisé des bâtons instrumentés de jauges de contrainte disposées dans l'axe longitudinal afin d'examiner si une augmentation de la force transmise à travers les bâtons permettait de réduire la force de compression au niveau de l'articulation du genou. Il ressort également que la plupart des études portant sur la marche nordique portent en général sur un très faible échantillon (Szpala et al. 2022) et sont réalisées en conditions de laboratoire. Bien qu'elles se justifient, la connaissance de la biomécanique de cette activité en condition de terrain reste à développer (Mocera et al. 2018, Jensen et al 2011). Ce projet de thèse ambitionne d'investiguer à la fois des aspects méthodologiques, mais également les déterminants biomécaniques de l'interaction homme/bâtons. L'objectif principal de la thèse sera d'analyser les stratégies d'adaptation de l'appareil neuro-musculosquelettique lors de l'usage de bâtons en marche nordique pour approfondir les connaissances scientifiques en évaluant l'ensemble des paramètres cinématiques, cinétiques et électromyographiques. Cette évaluation sera effectuée en variant le niveau d'expertise des marcheurs, les conditions expérimentales (vitesse de marche, caractéristique du bâtons, type de sol et distance) en condition de laboratoire et sur le terrain. L'objectivation des adaptations biomécaniques de la marche nordique peut contribuer à améliorer la compréhension de ses bienfaits sur la santé et contribuer à une meilleure préconisation de cette pratique dans un objectif de sport santé. En outre, l'évaluation des contraintes subies et des caractéristiques des bâtons servira également dans le cadre de la pratique en compétition pour la prévention des blessures et l'optimisation de la technique et des réglages des bâtons.

spécialité

Sciences de la Vie et de la Santé - BioSE

laboratoire

DevAH - Développement, Adaptation et Handicap