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Ligament croisé antérieur : Prophylaxie et rééducation

par A. Manolova | 16 Octobre 2012

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Dans la plupart des sports collectifs et dans les sports nécessitant des mouvements rapides et des changements de trajectoire brutaux, les blessures au niveau du genou sont courantes avec souvent une lésion au niveau du ligament croisé antérieur (LCA). Le LCA se situe à l'intérieur de l'articulation du genou (Fig. 1). Il assure le maintien de l'articulation et il s'oppose au déplacement du tibia vers l'avant et limite les rotations externes du genou excessives. Nombreuses sont les études scientifiques qui s'intéressent à mettre en place des protocoles de prévention et de rééducation pour limiter le risque de blessures au niveau du LCA. Ces protocoles impliquent des exercices d'équilibre, de coordination, de pliométrie et de renforcement musculaire. Il est reconnu que le rôle du groupe musculaire des ischio-jambiers est primordial dans la prévention des blessures du genou. Néanmoins les protocoles mis en place ne donnent aucune information quant à la façon dont ce groupe musculaire est sollicité.

Le groupe musculaire des ischio-jambiers est situé dans la loge dorsale de la cuisse. C'est un groupe antagoniste au quadriceps, sa principale action est la flexion de la jambe sur la cuisse et l'extension de la cuisse. Sa co-activation permet une stabilisation dynamique du genou et diminue les forces de cisaillement qui peuvent agir sur le LCA. Ce groupe musculaire est constitué de 3 muscles : le semi-membraneux, le semi-tendineux et le biceps fémoral (Fig. 2). Lorsque le genou est fléchi, le semi-membraneux et le semi-tendineux sont rotateurs internes du genou, tandis que le biceps fémoral est rotateur externe. Ces différentes fonctions impliquent un traitement différent dans la prévention des blessures du LCA.

L'articulation du genou et les principaux ligaments

Figure 1. L'articulation du genou... (Cliquez sur l'image pour l'agrandir)

Les muscles ischio-jambiers : semi-membraneux, semi-tendineux et biceps fémoral

Figure 2. Les muscles ischio-jambiers... (Cliquez sur l'image pour l'agrandir)

Le semi-tendineux semble d'autant plus important que sa contraction a le potentiel de comprimer la partie médiale de l'articulation du genou et donc de limiter les rotations externes trop importantes et par conséquent de réduire les blessures du LCA. Il a d'ailleurs été montré qu'une faible activation du semi-tendineux couplée à une forte activation du vaste latéral du quadriceps augmentent les risques de blessure du LCA. Il semble alors important de renforcer ce muscle, mais comment choisir les bons exercices ?

L'étude réalisée

Pour répondre à cette question, une équipe de chercheurs danois a publié récemment une étude qui avait pour objectif d'évaluer le niveau d'activation des muscles semi-tendineux et biceps fémoral lors de différents exercices fréquemment utilisés dans la prévention ou la rééducation des blessures du genou.

Pour cela, 16 joueuses de handball et de football de niveau Elite ont participé à l'étude. Le protocole se déroulait en une journée et consistait pour les sportives à réaliser un test de contraction maximale isométrique volontaire pour les ischio-jambiers pour mesurer l'activité musculaire de surface par électromyographie des muscles semi-tendineux et biceps fémoral. Puis, les athlètes devaient exécuter 14 exercices : 5 exercices d'équilibre (Fig. 3 à Fig. 7) et 9 exercices de renforcement musculaire (Fig. 8 à Fig. 16). Durant tous ces exercices, l'activité électromyographique des muscles semi-tendineux et biceps fémoral était enregistrée.

Note : L'activité électrique du muscle semi-membraneux n'a pas été mesurée dans cette étude car il est plus profond que le semi-tendineux et il n'est pas possible d'obtenir des résultats fiables via l'EMG de surface.

Exercices d'équilibre :

  • Saut vers l'avant sur une jambe (SA) : L'athlète doit se concentrer sur la stabilisation du genou lors de l'atterrissage (celui-ci ne doit pas avancer plus loin que les orteils), puis effectuer le saut vers l'arrière (Fig. 3).
  • Saut vers l'avant sur une jambe avec réception sur tapis d'équilibre (SAT) : L'athlète doit se concentrer sur la stabilisation du genou lors de l'atterrissage (celui-ci ne doit pas avancer plus loin que les orteils) (Fig. 4).
  • Atterrissage sur une jambe sur un tapis d'équilibre (AT) : L'athlète chute d'une hauteur de 37.5cm et doit se concentrer sur la stabilisation du genou lors de l'atterrissage (celui-ci ne doit pas avancer plus loin que les orteils) (Fig. 5).
  • Drop-Jump sur une jambe sur un tapis d'équilibre (DJT) : L'athlète chute d'une hauteur de 37.5cm et au contact du tapis, elle doit immédiatement sauter aussi haut que possible. A l'atterrissage final, l'athlète doit se concentrer sur la stabilisation du genou lors de l'atterrissage (celui-ci ne doit pas avancer plus loin que les orteils) (Fig. 6).
  • Saut latéral sur une jambe (SL) : L'athlète doit se concentrer sur la stabilisation du genou lors de l'atterrissage (celui-ci ne doit pas avancer plus loin que les orteils), puis effectuer le saut vers l'arrière (Fig. 7).
Saut sur une jambe vers l'avant

Figure 3. SA... (Cliquez sur l'image pour l'agrandir)

Saut sur une jambe vers l'avant avec réception sur un tapis d'équilibre

Figure 4. SAT... (Cliquez sur l'image pour l'agrandir)

Atterrissage sur un tapis d'équilibre

Figure 5. AT... (Cliquez sur l'image pour l'agrandir)

Drop-Jump sur une jambe sur un tapis d'équilibre

Figure 6. DJT... (Cliquez sur l'image pour l'agrandir)

Saut latéral sur une jambe

Figure 7. SL... (Cliquez sur l'image pour l'agrandir)

Exercices de renforcement musculaire :

  • Montée du bassin sur une jambe (SPL) : L'athlète est allongée sur le dos, les mains le long du corps et une jambe croisée sur la jambe de travail. Le but est de monter le bassin pour aligner le genou, le bassin et les épaules (Fig. 8).
  • Kettlebell Swing à deux mains (KBS) : Selon la force de chaque athlète, la kettlebell utilisée était soit de 12, soit de 16kg (Fig. 9).
  • Glute Ham Raise eccentrique (GHRe) : Les pieds bloqués, l'athlète doit retenir sa descente aussi longtemps que possible (Fig. 10).
  • Flexion du genou en position allongée sur le dos (SuLC) : Allongée sur le dos, un pied posé sur un objet glissant et l'autre jambe levée. L'exercice consiste à faire glisser le pied d'avant en arrière (Fig. 11).
  • Hyperextension du haut du corps (HE) : Allongée sur le ventre sur une table avec les hanches et le tronc dans le vide, l'exercice consiste à descendre puis remonter le haut du corps (Fig. 12).
  • Hyperextension du haut du corps avec charge additionnelle (HEC) : Idem mais avec une barre chargée (13.3 kg) dans les mains (Fig. 13).
  • Soulevé de terre jambes tendues (SDTjt) :Debout, une barre chargée dans les mains (12RM), l'exercice consiste à descendre et remonter la barre sans plier les genoux (Fig. 14).
  • Flexion du genou en position assise (SeLC) : Assise sur une machine avec chargement isocinétique, l'exercice consiste à réaliser une flexion du genou maximale à une vitesse de 60°·s-1 sur une amplitude de mouvement de 10° à 90° (Fig. 15).
  • Flexion du genou en position allongée sur le ventre (PrLC) : Allongée sur le ventre sur une machine avec chargement isocinétique, l'exercice consiste à réaliser une flexion du genou maximale à une vitesse de 60°·s-1 sur une amplitude de mouvement de 10° à 90° (Fig. 16).
Montée du bassin sur une jambe

Figure 8. SPL... (Cliquez sur l'image pour l'agrandir)

Kettlebell Swing

Figure 9. KBS... (Cliquez sur l'image pour l'agrandir)

Glute Ham Raise eccentrique

Figure 10. GHRe... (Cliquez sur l'image pour l'agrandir)

Flexion du genou allongé sur le dos

Figure 11. SuLC... (Cliquez sur l'image pour l'agrandir)

Hyperextension du haut du corps.

Figure 12. HE... (Cliquez sur l'image pour l'agrandir)

Hyperextension du haut du corps avec charge additionnelle

Figure 13. HEC... (Cliquez sur l'image pour l'agrandir)

Soulevé de terre jambes tendues

Figure 14. SDTjt... (Cliquez sur l'image pour l'agrandir)

Flexion du genou en position assise

Figure 15. SeLC... (Cliquez sur l'image pour l'agrandir)

Flexion du genou en position allongée sur le ventre

Figure 16. PrLC... (Cliquez sur l'image pour l'agrandir)

Résultats & Analyses

Figure 17. Différence d'activation électromyographique... (Cliquez sur l'image pour l'agrandir)

Le principal résultat de cette étude montre que les exercices utilisés pour le renforcement des ischio-jambiers dans un but de prévention ou de rééducation peuvent être divisés en deux catégories : les exercices agissant majoritairement sur le muscle semi-tendineux et les exercices agissant majoritairement sur le muscle biceps fémoral (Fig. 17).

Pour le muscle semi-tendineux, ce sont les exercices Kettlebell Swing et Soulevé de terre jambes tendues qui permettent le mieux de le cibler spécifiquement. D'après les auteurs de l'étude, cette activation préférentielle pourrait être expliquée en partie par l'arrangement parallèle des fibres musculaires et leur grande longueur. Cela permet au muscle une meilleure capacité de raccourcissement sur des mouvements d'amplitudes importantes. Ces deux exercices sont donc recommandés dans une optique de renforcement musculaire du muscle semi-tendineux.

Pour le muscle biceps fémoral, ce sont les exercices de flexion du genou allongé sur le dos et d'hyperextension du haut du corps qui permettent le mieux de le cibler spécifiquement. Le biceps fémoral est un muscle important des ischio-jambiers, et dans un cadre prophylactique il doit être renforcé pour diminuer les risques de blessure.

Les exercices d'équilibre et de coordination ont pour but de développer une bonne technique d'atterrissage et ainsi améliorer le pattern de stabilisation dynamique du genou. Les résultats montrent que ces 5 exercices présentent un degré d'activation équivalent entre le semi-tendineux et le biceps fémoral. Ils peuvent donc être considérés comme des exercices universels pour les ischio-jambiers.

Applications pratiques

Cette étude basée sur l'électromyographie met en avant le fait qu'il est possible de diviser les exercices habituellement utilisés pour la prévention ou la rééducation des ischio-jambiers en deux groupes selon le muscle à travailler. Le rôle du semi-tendineux est important car il est rotateur interne du genou et par son action, il est capable de protéger le ligament croisé antérieur. Un exercice explosif tel que le Kettlebell Swing permettrait de le renforcer d'une manière à optimiser les mouvements brefs et intenses (e.g., déplacements latéraux, atterrissage, etc.)

Ces résultats ne signifient pas pour autant que les autres exercices ne ciblent pas les ischio-jambiers, mais simplement qu'ils ont tendance à activer les muscles semi-tendineux et biceps fémoral de manière équivalente. Par exemple, l'exerice Glute Ham Raise eccentrique a montré des bénéfices dans la diminution du taux de blessures (nouvelles et récurrentes) des ischio-jambiers. Il nous semble important d'intégrer ces différents exercices en fonction de l'intensité recherchée et de la situation de l'athlète, c'est-à-dire prévention ou rééducation.

Enfin, la plupart de ces exercices sont simples à mettre en place (utilisation majoritaire du poids de corps) et ne nécessitent que peu de matériels (une kettlebell, quelques poids et haltères et un patin en teflon). Ils permettront donc à tous les entraîneurs et préparateurs physiques d'introduire une routine de prévention chez leurs athlètes afin de limiter les risques de blessure à moindre coût.

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Références

  1. Zebis MK, Skotte J, Andersen CH, Mortensen P, Petersen MH, Viskaer TC, Jensen TL, Bencke J and Andersen LL. Kettlebell swing targets semitendinosus and supine leg curl targets biceps femoris: An EMG study with rehabilitation implications. Br J Sports Med doi:10.1136/bjsports-2011-090281.

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