Le Projet de SPIP

1. Propriétés mécaniques musculaires

Cet axe de recherche s’intéressera aux propriétés mécaniques musculaires et aux mécanismes neuromusculaires et interactions musculo-tendineuses sous-jacents, dans la suite des travaux précédemment réalisés au sein du laboratoire (Morel et al. 2015; Samozino et al. 2016; Fouré et al. 2019; Trama et al. 2019). La finalité de ces travaux sera l’amélioration de la performance sportive par une optimisation des programmes de préparation (entrainement, récupération, prise en charge des pathologies, rééducation, réathlétisation, retour au sport, monitoring, suivi médical) visant à développer les propriétés mécaniques musculaires et à minimiser le risque de blessures. Cette finalité sera déclinée en trois objectifs.

Le 1er objectif sera de relier ces propriétés mécaniques musculaires, évaluées à différentes échelles (du niveau global en considérant les membres dans leur globalité jusqu’au niveau local en focalisant sur certaines caractéristiques tissulaires), à la performance sportive, notamment les performances explosives (ex: sprints et sauts). Par exemple, un des projets sera de déterminer le profil force-vitesse optimal en sprint en utilisant un modèle biomécanique et de valider expérimentalement ce modèle, ce qui permettra l’individualisation de l’entrainement des sportifs. Un autre projet portera sur l’identification (par imagerie et élastographie) des propriétés mécaniques locales du système musculo-tendineux déterminant l’efficacité de la production et de la transmission de la force musculaire dans le cadre de la performance motrice (Fouré et al. 2013).Un autre projet portera sur le lien entre les propriétés mécaniques locales du système musculo-tendineux et la performance en football lors de la répétition d’efforts maximaux.

Le 2ème objectif visera à mieux comprendre les altérations ou adaptations de ces propriétés mécaniques musculaires et de ses mécanismes face aux contraintes liées à l’exercice (fatigue, contraintes mécaniques intenses (ex: vibrations, chocs), contraction excentrique, âge ou blessures). Un projet portera par exemple sur les modifications du comportement de propriétés mécaniques locale du système musculo-tendineux lors d’un exercice créant des altérations tissulaires (Foure et al. 2019). Par ailleurs, il sera étudié l’effet des conditions d’exercice (force et vitesse de contraction, vibration musculaire) et du profil musculaire de l’individu sur l’altération induite par la fatigue des capacités de production de force et sur la coordination intermusculaire.

Le 3ème objectif sera focalisé sur la problématique de la performance en sprint et de la lésion musculaire des ischio-jambiers avec pour objectif d’analyser les déterminants de la performance et des blessures de manière concomitante afin d’identifier des facteurs de risques liés aux propriétés mécaniques musculaires (Morin et al. 2015). Ceci sera complété par une approche plus globale (épidémiologique et interventionnelle) de la prévention des blessures en athlétisme (Edouard et al. 2015a, 2015b, 2016). Un des projets visera à mieux caractériser l’altération des propriétés mécaniques des ischio-jambiers, que ce soit au niveau local ou au niveau de la production de force en sprint, induite par une déficience après blessures (aux ischio-jambiers ou ligament croisé antérieur), ou avant blessure, pour aider à une meilleure prévention du risque de blessure et une meilleure prise en charge lors du retour au sport.Ces objectifs seront atteints par des approches principalement biomécaniques, neuromusculaires, épidémiologiques et data management, et en privilégiant les modèles de sports d’explosivité (athlétisme/sprint, football, rugby).

2. Mobilité et stabilité articulaire

Cet axe de recherche sera centré autour de la mobilité et de la stabilité articulaire avec pour objectif de maximiser la performance sportive, minimiser le risque de blessure et optimiser la reprise du sport. Cette démarche sera appliquée à deux modèles articulaires : l’épaule et le genou.

Pour l’épaule, nos travaux ont apporté des connaissances additionnelles sur le fonctionnement asymptomatique de l’épaule en situation écologique et sur des facteurs clés d’adaptations de l’épaule à la pratique, identifiés en situation analytique (Rogowski et al. 2016; Gillet et al. 2017; Blache et al. 2018), afin de concevoir et valider des programmes d’amélioration des processus d’entraînement et de prévention primaire (Goulet & Rogowski, 2016). Dans la continuité, un premier objectif scientifique sera de comprendre les mécanismes d’instabilité de l’articulation scapulo-humérale et de valider des tests de performance physique évaluant les capacités fonctionnelles de l’épaule pour in fine déployer des programmes de développement de la performance sportive, de prévention des blessures et de réathlétisation de l’épaule du sportif. Un second objectif sera d’affiner les modèles cinématiques et musculo-squelettiques de l’épaule pour les rendre spécifiques à la population étudiée. Pour ce faire des études transversales avec l’axe «propriétés mécaniques musculaires» seront menées.

Pour le genou, la littérature met en avant que la reconstruction du ligament croisé antérieur seule ne permet pas de retrouver des fonctions du genou équivalentes à celles pré-blessures (Webster & Hewett, 2019). Nos études ont en effet montré, par exemple, des déficits de coordination inter-articulaire post-chirurgie (Pairot de Fontenay et al. 2014; Blache et al. 2017). De plus, nous avons montré qu’une reconstruction des structures antérolatérales du genou semble être une approche prometteuse pour augmenter la stabilité du genou après une lésion du LCA (Neri et al. 2018, 2019; Blache et al. 2019). Ainsi,l’objectif scientifique sera de déterminer les critères prédictifs de réussite d’une ligamentoplastie du genou (reconstruction du ligament croisé antérieur, multi-ligamentaires, des structures antérolatérales) (Rambaud et al. 2017). Deux niveaux d’évaluation seront pris en compte: le premier concernera l’acte chirurgical (i.e. évaluation in-vitro et simulation), le second se fera par l’analyse des facteurs de retour au sport (rééducation, réathlétisation, et reprise du sport).

Ces objectifs seront atteints par une approche mécanistique (compréhension de mécanismes et facteurs à l’origine de la blessure par une évaluation biomécanique analytique et fonctionnelle et la modélisation) et une approche interventionnelle (mettre en place les mesures/stratégies permettant d’améliorer la performance tout en limitant le risque de blessures et d’améliorer le retour au sport tout en limitant le risque de récidive).

3. Locomotion en milieu montagnard

De part notamment la localisation géographique de l’un de ses sites (Chambéry et son arc alpin), le laboratoire a toujours eu des relations privilégiées avec le milieu de la montagne, que ce soit avec le milieu industriel et le développement de matériel (skis, chaussures, équipements de compression), mais aussi le milieu sportif sur le versant de la performance (ski alpin et nordique, trail) (Falda-Buscaiot et al. 2017; Giandolini et al. 2017; Balducci et al. 2017; Alhammoud et al. 2019). Plus récemment, cet axe de recherche s’est vu enrichi de la thématique escalade dans la logique des Jeux Olympiques, en lien avec les fédérations nationales et internationales. Un dénominateur commun à tous ces travaux de recherche est la spécificité des locomotions dans le milieu montagnard. Notons tout d’abord le facteur dénivelé, que ce soit un dénivelé positif type montée (course de type trail, ski de randonnée ou nordique, VTT, voire escalade avec une verticalité maximale) ou négatif type descente (ski alpin, course de type trail). Cette particularité modifie significativement la biomécanique et l’énergétique de la locomotion humaine. La particularité du support, et donc de l’interface avec le pratiquant, est aussi source d’intérêt scientifique. Le coureur de trail foulera un sol instable et variable passant de surfaces terreuses, caillouteuses à herbeuses. Quant au skieur, il sera en contact avec un support enneigé, donc tout aussi instable et variable, et nécessitant une motricité différente de type glisse. Ces notions d’instabilité, variabilité et spécificité du support sont caractéristiques des locomotions en milieu montagnard. Par conséquent, le matériel devra lui aussi s’adapter, tant pour prévenir les blessures liées à ces milieux de pratiques spécifiques, que pour améliorer la performance sportive des athlètes. Enfin, relevons aussi la complexité d’évaluer finement ces locomotions, dans ces conditions extrêmes de pratique.

Ce sont donc ces challenges scientifiques et technologiques que des chercheurs de l’équipe SPIP ont comme objectifs de relever, forts de leurs expériences et de leurs collaborations sportives (fédérations nationales et internationales d’escalade, de ski alpin et ski alpinisme) ou industriels. Ainsi, cet axe de recherche vise à mieux comprendre les déterminants des locomotions en situation montagnarde, dans une logique de performance motrice et sportive, mais aussi de prévention des blessures.