Core stability et force athlétique : analyse biomécanique de la performance au back squat

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Ce projet de thèse s'inscrit dans la continuité des travaux de thèse de Nicolas Hanen qui a caractérisé finement les stratégies cinématiques, cinétiques et neuromusculaires associées à des variantes techniques en force athlétique et plus spécifiques en soulevé de terre. Ces travaux ont mis en évidence une variabilité interindividuelle, notamment en termes de stratégies articulaires (hanche, genou), mais aussi une implication différentielle du core, qui traduit la capacité à contrôler la position et le mouvement du tronc par rapport au pelvis, sur les deux variantes de soulevé de terre. Dans la continuité, le projet Core-Squat vise à transposer cette démarche au squat, mouvement central en force athlétique, en raison de son rôle déterminant dans la production de force et de puissance, deux qualités majeures de la performance sportive. Présent dans de nombreux sports, le squat est un exercice de référence pour développer la capacité à produire, absorber et transférer des forces, en particulier au niveau des membres inférieurs et du complexe lombo-pelvien. À ce titre, il s'intègre pleinement à la préparation physique générale ; une compréhension fine des relations biomécaniques musculo-articulaires permet alors d'affiner les prescriptions et de renforcer la pertinence des recommandations en matière d'optimisation de la performance. Ce projet vise donc à approfondir l'analyse biomécanique des mouvements de force athlétique et à répondre aux enjeux d'optimisation de la performance identifiés dans le cadre de la collaboration entre le centre d'expertise CARE (Université de Lorraine) et les Fédérations Françaises de Force et d'Haltérophilie-Musculation. La force athlétique repose sur trois mouvements fondamentaux (squat, développé couché, soulevé de terre) réalisés à charges sous-maximales à l'entraînement et maximales en compétition. Parmi eux, le squat constitue un exercice central en préparation physique (Caterisano et al., 2002 ; Schoenfeld, 2010). Le back squat est la variante utilisée en compétition. D'un point de vue biomécanique, le squat est une tâche polyarticulaire complexe impliquant une coordination fine des mouvements de flexion/extension de la cheville, du genou et de la hanche, tout en exigeant une stabilisation active du rachis et du bassin. Les travaux récents consacrés à l'optimisation de la performance et à la prévention des blessures associées au squat se sont principalement attachés à divers aspects, notamment l'activation des muscles moteurs principaux, les analyses comparatives de différentes techniques de squat (squat avant versus squat arrière) (Santos Junior et al., 2021 ; Warneke et al., 2023), ainsi que l'influence des variations de largeur des appuis et de l'amplitude du mouvement sur la cinématique, la cinétique et l'activité électromyographique lors du squat (Larsen et al., 2021 ; Barrett et al., 2023). En ce sens, la littérature indique que la performance en squat et les contraintes mécaniques résultent d'interactions entre (i) la cinématique segmentaire (orientation du tronc, inclinaison tibiale, trajectoire de barre) (Straub & Powers, 2024), (ii) la cinétique (orientation des forces de réaction au sol, largeur des appuis, position et déplacement du centre de gravité, moments articulaires à la hanche/genou/cheville) (Escamilla et al., 2001 ; Swinton et al., 2012 ; Lahti et al., 2019), et (iii) l'organisation neuromusculaire (amplitudes et pattern d'activation EMG, co-contraction agonistes–antagonistes, coordination inter-musculaire) (Caterisano et al., 2002 ; Gorsuch et al., 2013 ; Da Silva et al., 2017). Pour autant, l'interprétation des résultats portant sur le squat demeure complexe, dans la mesure où de nombreuses études ne contrôlent pas l'ensemble des paramètres modulables lors de l'évaluation de l'influence d'une variable spécifique. Par exemple, une inclinaison antérieure du tibia accroît le moment de flexion du genou, tandis qu'une inclinaison plus marquée du tronc tend à le diminuer (Straub & Powers, 2024). Ainsi, considérer isolément le degré d'inclinaison du tibia sans intégrer sa relation avec l'inclinaison du tronc peut conduire à une interprétation erronée des contraintes biomécaniques appliquées à l'articulation du genou. La littérature montre notamment que la relation « tronc–tibia » module la distribution des moments articulaires hanche/genou selon l'amplitude, avec des implications à la fois pour la contrainte articulaire et l'organisation du mouvement de squat (Salem & Powers, 2001 ; Zavala et al., 2021 ; Straub & Powers, 2024). Dans cette perspective, la question du Core Stability devient centrale ; en renvoyant à la capacité à contrôler le tronc sur le bassin malgré la charge pour optimiser la production et surtout le transfert de force, un contrôle constant pendant l'exécution du squat favorise une technique plus reproductible, notamment dans la relation entre l'inclinaison du tronc et celle du tibia (Kibler et al., 2006 ; Ray et al., 2017). La performance en squat peut alors être entendue comme la capacité à produire un niveau élevé de force tout en préservant une organisation technique compatible avec la répétabilité du geste et la gestion des contraintes. Or, l'apport du Core à cette performance ne peut pas être considéré indépendamment de facteurs individuels et contextuels susceptibles de modifier simultanément la cinématique, la cinétique et l'activité neuromusculaire, et donc les déterminants mêmes de la performance. Premièrement, le sexe constitue un facteur à considérer car il peut s'accompagner de différences interindividuelles (morphologie, distribution des masses, capacités de production/contrôle) susceptibles de se traduire par des organisations de mouvement distinctes et, par conséquent, par des profils biomécaniques différents à performance apparente équivalente (Escamilla et al., 2001 ; Swinton et al., 2012 ; Straub & Powers, 2024). Deuxièmement, le niveau d'expertise au squat est susceptible d'influer sur la performance non seulement via la force maximale, mais aussi via la stabilité technique (variabilité inter-répétitions), la capacité à maintenir des relations segmentaires efficaces (dont le couple tronc–tibia) et, potentiellement, des modes de coordination neuromusculaire plus économes ou mieux adaptés à la charge (Straub & Powers, 2024 ; Caterisano et al., 2002 ; Gorsuch et al., 2013 ; Da Silva et al., 2017). Troisièmement, le port d'une ceinture abdominale représente un levier externe de modification des conditions mécaniques et de contrôle du tronc : malgré des effets documentés sur la pression intra-abdominale et certains paramètres neuromusculaires en situation de levage, les résultats restent hétérogènes, notamment à intensité élevée, et son impact fonctionnel sur les déterminants de la performance (production/transfer de force, reproductibilité technique, répartition des moments hanche/genou) demeure à clarifier (McGill et al., 1990 ; McGill, 1993). Ainsi, compte tenu (i) du nombre limité d'études portant sur les facteurs cinématiques et neuromusculaires du Core et (ii) de l'absence d'un cadre intégratif combinant les différentes dimensions biomécaniques et les facteurs sexe, expertise et port de ceinture, l'influence de l'activation et de l'engagement du Core pendant le squat mérite d'être investiguée de manière approfondie dans le cadre des stratégies d'optimisation de la performance sportive (Kibler et al., 2006 ; Walsh et al., 2007 ; DeBeliso et al., 2013 ; Ray et al., 2017 ; Babkair et al., 2025).

spécialité

Sciences de la Vie et de la Santé - BioSE

laboratoire

DevAH - Développement, Adaptation et Handicap