Intérêt de l’isométrie dans la préparation physique et en réhabilitation

1) C’est quoi l’ISOMETRIE ?

La contraction isométrique fait partie d’une famille de 3 autres régimes de contraction qui sont :

  • Le régime concentrique
  • Le régime excentrique
  • Le régime pliométrique
  • Le régime isométrique

 

Chaque régime de contraction induit une action en termes de mouvement.

Le régime de contraction concentrique correspond à un rapprochement des insertions musculaires. Par exemple lors d’un curl biceps, le muscle se raccourcit en entrainant avec lui l’avant-bras. C’est le régime de contraction sur lequel on détermine généralement notre Répétition Maximale sur un mouvement comme le squat, pour ensuite baser des séries de travail en musculation.

 

Le régime de contraction excentrique est un peu l’inverse du régime de contraction concentrique. Les insertions musculaires s’éloignent et le muscle se contracte en « s’allongeant ». On est globalement capable de retenir une charge supérieure à supérieur à ce que l’on est capable de soulever en concentrique (environ 120% de sa répétition maximale en concentrique).

 

Le régime de contraction pliométrique, qui est une combinaison d’une contraction excentrique suivie rapidement d’une contraction concentrique appelé « cycle étirement-détente » qui est utilisé lors de la course, ou lorsque l’on effectue des sauts.

Le régime de contraction pliométrique utilise la capacité élastique du muscle pour emmagasiner de l’énergie lors de son étirement (excentrique) pour ensuite la restituer lors du saut (concentrique).

 

 

Vient enfin le régime de contraction isométrique. C’est un régime de contraction musculaire caractérisé par le fait que les insertions musculaires lors de ce type de contraction ne s’éloignent pas ou ne se rapproche pas, c’est un régime de contraction qui est dit « statique » car il n’engendre pas de mouvement des segments corporel. On peut généralement maintenir une charge supérieure à notre Répétition Maximale en concentrique de l’ordre de 105 à 110%.

La contraction isométrique est un régime de contraction que votre corps connaît bien puisqu’il s’en sert tous les jours même lors des mouvements dynamiques. Par exemple lorsque vous courez, certains muscles comme les érecteurs du rachis sont contractés isométriquement dans le but de maintenir la posture nécessaire à la course tandis que vos bras bougent de façon dynamique pour vous aider à vous alléger. L’isométrie joue un rôle dans la stabilité de votre corps dans les mouvements de tous les jours, sans lui vos mouvements perdraient en efficience.

Néanmoins la contraction isométrique n’a pas uniquement le rôle de stabilisateurs, ce régime de contraction permet aussi le transfert d’énergie notamment lors de la course. En réalité les 3 régimes de contraction isométrique, concentrique et excentrique sont utilisés par le corps de multiples façons pour coordonnées le mouvement humain.

 

 

2) Les 2 types d’isométrie

Dans le régime de contraction isométrique on peut distinguer deux formes de contraction isométrique différentes (1) :

  • L’isométrie Overcoming (dit surmontoir)
  • L’isométrie Yielding (dit Isométrie-quasi excentrique)

Les deux types de contractions se différencient dans leurs utilisations.

L’isométrie overcoming est souvent exécutée contre une structure que l’on ne peut pas soulever. En utilisant un rack à squat avec les taquets de sécurité, on peut choisir dans quelle position et dans quel angle on veut effectuer notre contraction isométrique comme le montre la photo ci-contre. L’objectif de l’isométrie overcoming est comme son nom l’indique, d’essayer de « passer au-dessus » de la structure.

 

 

L’isométrie Yielding est quand elle un type de contraction isométrique que l’on doit maintenir jusqu’à épuisement. C’est-à-dire que la contraction isométrique est maintenue jusqu’à ce que le corps par fatigue ne puisse maintenir la position isométriquement et soit obligé d’utiliser le régime de contraction excentrique. L’objectif est de lutter contre la « chute » du corps et de maintenir la position le plus longtemps possible.

En fonction du type de contraction isométrique que l’on utilise on aura des adaptations physiologiques différentes.

En fonction de la longueur musculaire à laquelle on réalise la contraction isométrique, cela engendrera des adaptations physiologiques différentes. En effet on peut réaliser une contraction musculaire isométrique en position étirée, ou en position raccourcie. Par exemple, effectuer une contraction isométrique en position étirée (angle >70°) entraine une hypertrophie musculaire plus importante qu’avec une position raccourcie (angle <70°)(2).

Une notion importante lorsque l’on utilise le régime de contraction isométrique dans l’entrainement est « l’intention » que l’on met dans notre effort isométrique.

Par exemple, en utilisant l’isométrie overcoming, on peut avoir la volonté d’arriver le plus rapidement à notre pic de force maximale en poussant contre le rack à squat le plus fort et avec la volonté d’atteindre notre force maximale le plus rapidement possible.

C’est ce que l’on appelle : le taux de montée en force ou Rate Force Développement (RFD).

L’intensité des contractions isométrique se mesure en « contraction maximale isométrique volontaire » (CMIV) qui permet alors de quantifier l’intensité des contractions isométriques que l’on effectue. Le CMIV est surtout utilisé avec l’isométrie overcoming puisque l’on doit pousser volontairement contre un objet que l’on ne peut pas déplacer.

Contrairement à l’isométrie yielding ou l’intensité peut être quantifiée avec un pourcentage de notre Répétition Maximale avec la volonté de le maintenir le plus longtemps possible.

Les durées de maintien de contraction isométrique seront alors dépendantes du type de contraction isométrique que l’on choisit.

Une contraction isométrique yielding aura tendance à avoir des durées de maintien plus long (20s à 1 min) puisque l’on recherche la fatigue musculaire donc le moment où l’on est plus capable de maintenir la charge de manière statique, là où l’isométrie overcoming sera plutôt utilisée pour des temps de contraction plus courts (3s à 10s).

Cependant ceci n’est pas une règle générale, est-on peu utilisé des durées de contraction longue avec de l’isométrie overcoming et inversement en fonction des besoins de chaque personne.

Voici un schéma récapitulatif des notions vues dans cette section pour vous aider à y voir plus clair.

 

 

3) L’utilité du régime de contraction isométrique

 

A. Isométrie renforcement spécifique d’un angle articulaire

Le régime de contraction isométrique permet la création d’une force spécifique à une angulation, ou position musculaire. C’est-à-dire que l’utilisation du régime de contraction isométrique peut nous permettre de renforcer un point spécifique d’un mouvement.

Par exemple sur les tractions, la partie difficile à valider est le passage du menton. Pour permettre de combler ce déficit de force en fin de mouvement, il est intéressant de rajouter dans son programme d’entrainement du temps de maintien en traction avec le menton au-dessus de la barre via l’utilisation du régime isométrique.

L’objectif étant de recruter des unités motrices (vulgairement ce sont des “câbles” qui relient notre cerveau à nos muscles et qui permettent de faire passer l’ordre de contracter plus ou moins fort et plus ou moins rapidement nos muscles) qui nous permettrons de générer la force musculaire nécessaire pour réussir à passer le menton en dessus de la barre.

Néanmoins il est bon de savoir que si l’on effectue une contraction isométrique maximale avec un muscle en position étiré, les gains en force seront transférables à une plus grande amplitude articulaire comparativement à une contraction isométrique maximale effectuée avec un muscle en position raccourcie (4)  (5)

Il en est de même en ce qui concerne les adaptations liées à l’hypertrophie musculaire. Une contraction isométrique avec un muscle en position étiré engendre une hypertrophie du tissu musculaire contrairement à une contraction isométrique qui serait effectuée sur un muscle en position raccourcie.(4)

 

B.Le taux de développement de la Force (ou RFD)

Le taux de développement de la force est la capacité à développer le plus de force possible dans un instant le plus court possible. Par exemple sur un arraché en haltérophilie, si je suis capable de développer un haut niveau de force le plus rapidement possible, alors je serais capable de faire bouger rapidement ma barre et donc potentiellement réussir à l’amener à plus facilement au-dessus de ma tête.

Le plus important lorsque l’on veut utiliser l’isométrie pour développer notre taux de développement de la force est l’intention qui est donnée à la contraction isométrique. Il est montré dans la littérature scientifique, que s’entrainer avec la volonté d’effectuer la contraction isométrique la plus forte et la plus explosive possible permet d’améliorer la rapidité de la production de force (6)

Donc lorsque l’on cherche à améliorer sa capacité à produire de la force rapidement à un angle précis, il est indispensable d’avoir l’intention de produire cette force-là plus rapidement possible.

Pour cela on utilisera l’isométrie overcoming, par exemple en position de fente avec la barre sous les taquets de sécurité et l’objectif sera de produire la plus grande force le plus rapidement possible avec un maintien de la contraction isométrique sur 1 seconde(6)

 

C. La Potentialisation par PostActivation (PAP)

La Potentialisation par Post Activation est une technique que l’on utilise généralement avant son entrainement dans le but de “démarrer” notre corps dans le but d’optimiser sa capacité à générer de la force et de la puissance.

L’isométrie overcoming (contre un rack à squat) utilisée de façon maximale permet d’induire un effet de potentialisation par post-activiation (PAP) c’est-à-dire que la contraction isométrique permet d’augmenter l’excitabilité de nos neurones et donc permet d’activer plus de fibre musculaire pour un mouvement donné. (7)

C’est une technique que l’on peut utiliser pour “tromper” notre cerveau et nous permettre de produire plus de force temporairement.

Par exemple utiliser la PAP est un bon moyen d’améliorer ses performances en saut vertical (8) lorsque l’on effectue une contraction isométrique overcoming en position de squat avec un angle du genou à 140° (donc en position musculaire raccourcie).

Un petit tableau récapitulatif de ce que l’on peut mettre en place en d’isométrie pour utiliser la PAP.

Guide pour la Potentialisation par PostActivation avec Utilisation de l’isometrie Overcoming
Série Temps Charge/Intention
2-3 5-7 secs Maximale

Adapté de Max Schmarzo & Matt Van Dyke “Applied Principles of Optimal Power Development”(9)

 

D. La gestion des douleurs (tendinopathies, déchirure musculaire)

L’isométrie est aussi un régime de contraction beaucoup utilisé lorsqu’il s’agit de traiter les blessures, notamment les tendinopathies ou les déchirures musculaires.

L’isométrie est un régime de contraction qui est peu provocation est assez sécuritaire ce qui permet de l’utiliser en première intention lorsque l’on est blessé.

En effet il est montré que le régime de contraction isométrique peut être utilisé chez les patients atteints de fracture des membres inférieurs 4 heures après l’opération dans le but de réduire les douleurs post-opératoires et retrouver plus rapidement la force musculaire.(10)

Dans les cas de tendinopathie, l’utilisation de l’isométrie permet de réduire les douleurs au niveau tendineux et cette analgésie est durable jusqu’à 45 minutes après l’exercice.(11)

De plus, lorsque l’on est atteint d’une tendinopathie, les fibres de collagène qui compose le tendon se désorganisent et ne sont plus capables de répondre correctement à la contrainte mécanique imposée lors de mouvements ou de divers exercices.(12)

L’isométrie utilisée sous la forme yielding avec 3-5 séries de 30s à 45s de maintien à l’échec permet de réduire les douleurs mais aussi de renforcer le tendon en améliorant la synthèse de collagène (13). Le tendon gagne en épaisseur et en raideur ce qui permet de renforcer le tendon progressivement en l’exposant à des contraintes mécaniques, permettant le début de la guérison au niveau tendineux(2).

On pourrait pousser la réflexion plus loin et effectivement supposer que le régime de contraction isométrique pourrait être utile en cas de déchirure musculaire légère à modérée, puisque le régime de contraction isométrique se réalise par définition sans mouvement, il permet de ne pas engendrer les douleurs liées à la déchirure musculaire, mais aussi il permet de resynthétiser le collagène nécessaire à la guérison du tissu lésée (13) et d’induire une hypertrophie du tissu (4).

Voici un tableau récapitulatif de ce qu’il pourrait être recommandé en première intention pour réduire les douleurs en utilisant l’isométrie yielding

Guide pour la réhabilitation et la réduction des douleurs avec l’utilisation de l’isométrie Yielding( 12)
Série Temps Charge/Intention
3-5 30-45 secs 3-4/10 sur l’échelle de Borg (échelle de douleur)

 

Article écrit par Théo CAVAZAS

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4) Références

  1. Schaefer LV, Bittmann FN. Are there two forms of isometric muscle action? Results of the experimental study support a distinction between a holding and a pushing isometric muscle function. BMC Sports Sci Med Rehabil. 11 mai 2017;9(1):11.
  2. Oranchuk DJ, Storey AG, Nelson AR, Cronin JB. Isometric training and long-term adaptations: Effects of muscle length, intensity, and intent: A systematic review. Scandinavian Journal of Medicine & Science in Sports. 2019;29(4):484‑503.
  3. Schmarzo M. Isometrics for Performance. :115.
  4. Noorkõiv M, Nosaka K, Blazevich AJ. Neuromuscular Adaptations Associated with Knee Joint Angle-Specific Force Change. Medicine & Science in Sports & Exercise. août 2014;46(8):1525‑37.
  5. Bogdanis GC, Tsoukos A, Methenitis SK, Selima E, Veligekas P, Terzis G. Effects of low volume isometric leg press complex training at two knee angles on force-angle relationship and rate of force development. Eur J Sport Sci. avr 2019;19(3):345‑53.
  6. Balshaw TG, Massey GJ, Maden-Wilkinson TM, Tillin NA, Folland JP. Training-specific functional, neural, and hypertrophic adaptations to explosive- vs. sustained-contraction strength training. J Appl Physiol (1985). 1 juin 2016;120(11):1364‑73.
  7. Esformes JI, Keenan M, Moody J, Bampouras TM. Effect of Different Types of Conditioning Contraction on Upper Body Postactivation Potentiation. The Journal of Strength & Conditioning Research. janv 2011;25(1):143‑8.
  8. Tsoukos A, Bogdanis GC, Terzis G, Veligekas P. Acute Improvement of Vertical Jump Performance After Isometric Squats Depends on Knee Angle and Vertical Jumping Ability. The Journal of Strength & Conditioning Research. août 2016;30(8):2250‑7.
  9. Schmarzo M. Applied Principles of Optimal Power Development.
  10. Khosrojerdi H, Tajabadi A, Amadani M, Akrami R, Tadayonfar M. The Effect of Isometric Exercise on Pain Severity and Muscle Strength of Patients with Lower Limb Fractures: A Randomized Clinical Trial Study. Med Surg Nurs J [Internet]. 2018 [cité 8 déc 2022];7(1). Disponible sur: https://brieflands.com/articles/msnj-68104.html#abstract
  11. Rio E, Kidgell D, Purdam C, Gaida J, Moseley GL, Pearce AJ, et al. Isometric exercise induces analgesia and reduces inhibition in patellar tendinopathy. Br J Sports Med. oct 2015;49(19):1277‑83.
  12. Cardoso TB, Pizzari T, Kinsella R, Hope D, Cook JL. Current trends in tendinopathy management. Best Pract Res Clin Rheumatol. févr 2019;33(1):122‑40.
  13. Kjær M, Langberg H, Heinemeier K, Bayer ML, Hansen M, Holm L, et al. From mechanical loading to collagen synthesis, structural changes and function in human tendon. Scandinavian Journal of Medicine & Science in Sports. 2009;19(4):500‑10.

 

 

 

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