Sciensport© - Force maximale : page 5.23/6

De façon très intuitive on sait que, pendant un travail statique (contration isométrique, maintien d'une posture donnée), la durée de maintien de la contraction musculaire va être fonction de l'apparition du seuil d'épuisement au niveau local. Le moment où apparaît cet épuisement correspond au temps-limite (temps de maintien maximal à un % de FMV donné). Ce temps-limite (tlim) varie en fonction de l'intensité de la force que l'on souhaite maintenir de façon isométrique (Figure 1 A,B,C).

Figure 1: Détermination du temps-limite en fonction de l'intensité de la contraction isométrique continue. Ce temps correspond à la durée pendant laquelle un certain niveau de force peut être maintenu. Il est d'autant plus long que la force (F) est faible. Dans l'exemple ci-dessus la force F1 est plus élevée que F2, elle-même plus élevée que F3. Par conséquent, le temps-limite de F1 est plus courte que celui de F2, lui-même plus court que celui de F3.

La relation entre le temps de maintien d'une contraction isométrique et la force développée est de type hyperbolique. Généralement, le temps de maintien pour un travail statique en continu devient infini lorsque la force ne dépasse pas 15 à 20% de la FMV (Fmax) ; cette force correspond à la force-limite (f) ou force critique. Pour une force égale à 50% de la FMV, le temps-limite est d'environ 1 min. Dans le maintien postural, les muscles anti-gravifiques présents dans les mollets qi nous empêchent de tomber en avant (triceps sural) travail à 10% de leur Fmax : ils sont donc sollicités à des intensités très inférieures à leur seuil d'apparition de la fatigue. Cela permet de comprendre comment ils sont capables de maintenir leur contraction pendant de longues durées sans fatigue.

où k est une constante, n un exposant de lordre de 2.5, Fmax est la FMV, F est la force maintenue et f la valeur de la force en-dessous laquelle le temps-limite tend vers l'infini (Figure 2, gauche). Elle correspond à l'asymptote (droite en traits pointillés) aux courbes de temps-limite (courbe A et B) en ajustant au mieux l'hyperbole aux points obtenus expérimentalement. La pose d'un garrot permet de démontrer que le travail statique continu est dépendant : des réserves énergétiques locales et du réapprovisionnement du muscle en substrat énergétique grâce à la circulation sanguine. Plus la contraction est intense, moins le sang circule, provoquant ainsi une ischémie (absence locale de flux sanguin) du fait des très fortes pressions générées par la force musculaire sur les vaisseaux sanguins (Figure 2, droite). Cette relation a été établie pour un grand nombre de muscles.

Figure 2. Capacité de travail statique.
A gauche, relation force-temps limite en fonction du pourcentage de FMV pour les fléchisseurs du coude. La courbe A correspond aux données de Monod et Scherrer (1957) ; la courbe B à celles de Rohmert (1960) et les cercles pleins à celles de Cadwell (1963).
A droite, Effet de la pose d'un garrot sur le temps-limite. Le garrot diminue le temps-limite pour une force donnée et provoque un épuisement quelle que soit l'intensité de la force (In: Monod et Flandrois, 1990, p.57)

Comme l'ischémie musculaire limite la durée de travail musculaire continu, l'introduction d'une pause entre chaque contraction musculaire isométrique permettra d'augmenter la durée de l'exercice car elle permettra au sang de circuler dans le muscle et de pouvoir ainsi continuer l'exercice. Cette pause devra être d'autant plus longue que la force sera élevée. L'élément clé de cette relation force isométrique - récupération est la proportion (pourcentage) entre ces deux phases (travail-repos) par rapport au temps total de travail.
En partant du principe que pour le travail statique continu, le temps de contraction musculaire correspond à 100% du temps de travail et que la repos est de 0% du temps de travail (courbe de gauche dans la Figure 2), l'introduction d'une pause dans le temps de travail va progressivement diminuer la part du temps de contraction et permettre de maintenir une contraction musculaire pendant une plus longue durée puisque celle-ci aura diminué d'intensité : la force critique du muscle augmente. Ainsi, elle est relativement de 40% et 83% pour des valeurs de 50% et 10% de la force isométrique maximae (Figure 3).