Marjolaine ASTIER (LAMHESS EA 6312)

Madame Marjolaine ASTIER

doctorante au laboratoire LAMHESS EA 6312,

sous la co-direction de Mr Arnaud FAUPIN, maître de conférence à l’Université de Toulon, de Mr Eric Watelain, maître de conférence- HDR à l’Université de Toulon et de Mr Jean-Marc VALLIER professeur des universités à l’université de Toulon,
soutiendra publiquement sa thèse en vue de l’obtention du doctorat « sciences du mouvement humain » sur le thème suivant :

Analyses biomécanique et physiologique des modes de propulsion synchrone et asynchrone chez les basketteurs en fauteuil roulant manuel

Mardi 24 septembre 2019 à 14h00 à l’université de Toulon, campus de La Garde, bâtiment K, Amphi K020

devant un jury composé de :

  • M. Joseph Bascou, PhD, INI-CERAH, examinateur
  • M. Félix Chénier, PU-Canada, UQAM, rapporteur
  • Mme Caroline Cohen, MCF, Ecole Polytechnique, examinateur
  • Mme Pascale Duché, PU, U Toulon, présidente
  • M. Arnaud Faupin, MCF, U Toulon, co-directeur de thèse
  • M. François Genêt, PU-PH, U Versailles-Saint-Quentin, rapporteur
  • Mme Mai-Anh Ngo, Ingénieur de recherche CNRS, Docteur, HDR de droit privé, invité
  • M. Jean Marc Vallier, PU, U Toulon, directeur de thèse
  • M. Éric Watelain, MCF-HDR, U Toulon, co-directeur de thèse

Résumé

Le handibasket est pratiqué par des sportifs en Fauteuil Roulant Manuel (FRM) dont la déficience a un impact direct sur leurs capacités physiques et leurs performances. L’évaluation des capacités physiques des sportifs est un élément essentiel du suivi de leur entraînement, leur permettant de maintenir voire améliorer leurs performances et de limiter les risques de blessures. Si nous savons que les athlètes utilisent principalement deux modes de propulsion (Synchrone - Syn - et Asynchrone - Asy), peu d’études ont porté sur leur analyse comparée chez des handisportifs et la majorité d’entre elles ont été réalisées en laboratoire, avec des sujets sains. Or, nous disposons de très peu d’études comparées laboratoire - terrain et valides - handisportifs permettant d’affirmer que les tests effectués en laboratoire, de surcroit sur des sujets sains, sont représentatifs de la réalité de la pratique handisport sur le terrain.

Ainsi, cette thèse a pour objectif d’étudier les différentes techniques de propulsion en FRM chez des handisportifs dans l’optique de contribuer à améliorer la performance et de réduire les facteurs de risque de blessures liés aux contraintes de la discipline.
Pour cela, la première étape a consisté à comparer les réponses physiologiques et biomécaniques de la propulsion Asy entre le tapis roulant et le terrain. Nous avons montré que l’analyse de la propulsion Asy n’est pas préconisée sur un tapis roulant car il ne reproduit pas fidèlement les conditions de terrain, notamment à cause des mouvements latéraux du FRM (steering) plus important pour ce mode de propulsion, qui sont neutralisés par le maintien du FRM sur le tapis roulant. Nous avons montré que la dépense énergétique est alors plus importante et que certains paramètres biomécaniques sont modifiés par rapport à une propulsion sur le tapis roulant où le steering est neutralisé. Nous émettons l’hypothèse qu’en fonction de ses capacités résiduelles, l’athlète utilise de manière accrue ses muscles du tronc pour assurer sa stabilité posturale lors du mode Asy.

Ensuite, une comparaison des deux modes de propulsion a été réalisée sur le terrain lors de trois types de tests : premièrement, lors de tests sous-maximaux (session de 4 min à 8 km.h-1), deuxièmement, lors de tests d’endurance progressif type Vameval permettant de mesurer la capacité aérobie des athlètes, et enfin lors de sprints permettant de mesurer la capacité anaérobie des athlètes. Les résultats montrent que la propulsion Asy augmente les paramètres temporels (temps de recouvrement et temps de cycle) ainsi que l’efficacité de la propulsion alors que la propulsion Syn semble être plus performante et davantage à risque de développer des blessures.
Enfin, à l’aide d’un ergomètre instrumenté FRET couplé à un système d’analyse du mouvement, nous avons quantifié l’effet de ces deux modes de propulsion sur la symétrie et les mouvements du tronc. Pour cela, nous avons choisi d’analyser l’influence des modes de propulsion Syn et Asy lors du démarrage et lors de la propulsion à vitesse stabilisée, chez des sujets sportifs. Les résultats montrent que la propulsion Asy induit plus d’asymétrie par rapport à la propulsion Syn. Les mouvements médio-latéraux du tronc associés aux amplitudes de déplacement du centre de gravité supérieure dans le plan médio-latéral ainsi qu’aux mouvements de steering plus importants observés lors du mode Asy suggèrent une plus grande instabilité posturale et une activité musculaire accrue des muscles du tronc.
Ainsi, au regard de ces résultats, en fonction des capacités physiques de l’athlète, des phases de jeux et de la période d’entrainement, il serait plus recommandé de choisir l’un ou l’autre des modes de propulsion. L’amélioration des performances lors de la propulsion en ligne droite et sans ballon, nous semble passer par l’utilisation de la propulsion Syn alors que la propulsion Asy serait à préconiser pour la prévention des blessures et la récupération.

Mots clés : mode de propulsion, biomécanique, fauteuil roulant manuel, tests de terrain, handibasket

Biomechanical and Physiological Analysis of Synchronous and Asynchronous Propulsion Modes in Manual Wheelchair Basketball Players

Abstract

Wheelchair basketball (WB) is practiced by sportsmen in Manual Wheelchair (MWC) whose deficiency has a direct impact on their physical capacities and their performances. The evaluation of the physical capacities of the athletes is an essential element of the follow-up of their training, allowing them to maintain or improve their performances and to limit the risks of injuries. Although we know that the athletes use mainly two modes of propulsion (Synchronous - Syn - and Asynchronous - Asy), few studies have focused on their comparative analysis in WB players and most of them have been carried out in the laboratory, with healthy subjects. However, we have very few studies comparing laboratory - field and valid – WB players allowing to affirm that the tests carried out in the laboratory, in addition on healthy subjects, are representative of the reality of the WB practice in the field.
Thus, this thesis aims to study the various techniques of MWC propulsion with WB players to help improve performance and reduce the risk of injuries’ factors related to the constraints of discipline.

For this, the first step was to compare the physiological and biomechanical responses of Asy propulsion between the treadmill and the field. We have shown that the analysis of the Asy propulsion is not recommended on a treadmill because it does not completely reproduce the ground conditions, in particular because of the greater steering movements for this mode of propulsion, corresponding to the lateral movements of the MWC, which is neutralized by the attach of the MWC on the treadmill. However, on the field, this steering makes the athlete to correct his trajectory to be as straight as possible. We found that the energy cost is higher and that some biomechanical parameters are modified compared to a propulsion on the treadmill where the steering is neutralized. We hypothesize that, depending on his residual abilities, the athlete uses his trunk muscles more intensively to ensure his postural stability during Asy mode of propulsion.

Then, a comparison of the two modes of propulsion was carried out in the field during three types of tests : firstly, during submaximal tests (session of 4 min at 8 km.h-1), secondly, during progressive endurance test like Vameval to measure the aerobic capacity of athletes, and finally during sprints to measure the anaerobic capacity of athletes. The results show that the Asy propulsion increases the time parameters (recovery time and cycle time) as well as the efficiency of the propulsion while the Syn propulsion seems to be more efficient and more at risk of developing injuries.

Finally, using a FRET instrumented ergometer coupled to a motion analysis system, we also quantified the effect of these two modes of propulsion on symmetry and trunk movements. For this, we chose to analyze the influence of Syn and Asy propulsion mode during start-up and during steady state propulsion, with sport subjects. The results show that Asy propulsion induces more asymmetry compared to Syn propulsion. Medial-lateral trunk movements associated with medial-lateral superior amplitudes of center of pression displacement and higher steering movements observed in the Asy mode suggest greater postural instability and increased muscular trunk activity.

Thus, in view of these results, depending on the physical abilities of the athlete, the game phases and the training period, it would be more recommended to choose one or other of the propulsion modes. The improvement of the performances during the propulsion in straight line and without ball, seems to us to pass by using the Syn mode of propulsion whereas the Asy propulsion would be to recommend for the prevention of the injuries and the recovery.

Keywords : propulsion mode, biomechanical, manual wheelchair, field test, wheelchair basketball