Question 1

Quelles implications pratiques découlent des différentes études cinétiques [forces propulsives des bras et des jambes] et cinématiques [longueur et fréquence d’enjambée, durée des phases, mesures angulaires, etc.] portant sur le ski de fond et qui ont été publiées au cours des dix dernières années ?

Au cours des dix dernières années, de nombreuses études sur le ski de fond ont été publiées. Cet engouement pour le ski de fond est apparu au début des années 1980 avec l’apparition des techniques de patinage. Plusieurs études en cinétique et en cinématique visaient à comparer les techniques classiques et celles du style libre. Pour répondre à la question de façon précise, je vais aborder d’abord les études cinétiques, puis les études cinématiques.

Études cinétiques

La plupart des études consacrées sur les forces appliquées aux bâtons et aux skis se font soit en utilisant une plate-forme de force sous la neige [qui mesure la force appliquée par le ski et le bâton], soit en utilisant un système de plate-forme placée entre le ski et la fixation [ou sous la botte]. Quelle que soit l’approche utilisée, ces méthodes mesurent la même chose.

La plupart des études sur le pas alternatif indiquent que ces forces représentent environ 10 à 24 % du poids du corps [EKSTRÖM, 1981; ROY et VOYER 1983; KOMI, 1987; PIERCE et al., 1987]. Malheureusement, aucune étude ne visait à étudier les mêmes forces avec la double-poussée ou le un-pas double-poussée. Les forces appliquées sur les skis lors du pas alternatif, quant à elles, représentent entre 1,5 et 2,5 fois le poids du skieur [EKSTRÖM, 1981; ROY et VOYER, 1983; KOMI, 1987; PIERCE et al., 1987], bien que cette force s’applique sur une période de temps très courte [0,02 à 0,03 s] [EKSTRÖM, 1981]. De plus,il semble que les skieurs plus rapides sont capables de produire des forces légèrement plus grandes que les skieurs moins habiles [KOMI, 1987; NORMAN et al., 1989].

En ce qui a trait aux techniques de patinage, plusieurs études démontrent que les forces appliquées aux bâtons sont nettement supérieures à celles observées lors du pas alternatif. En effet, ces mesures démontrent que ces forces varient entre 0,45 et 0,58 fois le poids du corps; cette grande variation étant due au fait que les deux bâtons [lors du Offset] ne poussent pas de façon égale [STREET, 1989; SMITH, 1989]. Ces forces sont donc de 2,0 à 3,5 fois supérieures à celles observées avec le pas alternatif. Les forces exercées sur les skis représentent entre 1,3 et 1,5 fois le poids du skieur, ce qui est nettement inférieur à ce que l’on observe au pas alternatif [SMITH, 1989; LEPPÄVUORI et al., 1993; STREET, 1989].

Malheureusement, l’équipement nécessaire pour analyser ces forces est extrêmement cher et pas très accessible pour les entraîneurs. Il est donc extrêmement difficile pour les entraîneurs d’avoir accès à ces analyses. Cependant, il ressort que les plus grandes forces appliquées aux bâtons avec les techniques de patinage devraent inciter l’entraîneur à mettre plus d’emphase sur la musculation du haut du corps.

Études cinématiques

La plupart des études traitant de la biomécanique du ski de fond porte sur les mesures cinématiques. Ces études visaient à investiguer plusieurs points, telles la vélocité, la longueur et la fréquence d’enjambée, la durée des phases et les mesures angulaires.

En décortiquant ce qui semble être la différence entre les skieurs des divers niveaux, on remarque que les plus performants ont une longueur d’enjambée nettement supérieure à celle des moins talentueux, et ceci pour les techniques suivantes: pas alternatif, 1-Skate, 2-Skate, Offset. Par ailleurs, la fréquence d’enjambée ne semble pas différencier les skieurs de différents niveaux de performance [SOLIMAN, 1977; WASER et DENOTH, 1979; WASER, 1983; DILLMAN et al., 1979; INDIA, 1979; MARINO et al., 1980; NORMAN et KOMI, 1987; NORMAN et al., 1985; BILODEAU et al., 1992; BILODEAU et al., Sous Presse; ROY et BARBEAU, 1990; HABERLI, 1977; MARTIN, 1979; NORMAN et KOMI, 1987; NORMAN et al., 1989; DILLMAN et SCHIERMAN, 1986; SMITH et al., 1988; SMITH et NELSON, 1988; HUMPHREYS et al., 1993; BOULAY et al., 1995; SMITH et HEAGY, 1994].

Cependant, pour les techniques de double-poussée, du un-pas double-poussée, et du pas marathon, les études indiquent que la vélocité dépend plus de la fréquence d’enjambée que de la longueur [ROY et BARBEAU, 1991; HOFFMAN et al., 1991; SMITH, 1990; ANDRES, 1977; SMITH, 1985].

En ce qui a trait à la durée des phases, on observe que les techniques de patinage ont des phases de propulsion beaucoup plus longues que les techniques classiques. Ces phases sont de l’ordre de 1,5 à 2 fois plus longues qu’avec les techniques traditionnelles [BILODEAU et al., 1992]. De plus, la phase de glissement est sensiblement plus longue en patinage, ce qui permet une plus grande récupération entre les phases propulsives [EISENMAN et al., 1989]. Ces phases de propulsion et de glissement plus longues en patinage semblent être responsables des vélocités plus importantes avec ces techniques, de l’ordre de 10 à 16 % [STREET, 1992; Frederick et Street, 1988; Pinchak et al., 1987; STREET et al., 1986; BILODEAU et al., 1991; CONCONI et al., 1984; KARVONEN et al., 1987].

Finalement, il semble que les meilleurs skieurs ont quelques caractéristiques angulaires différentes de celles des athlètes moins performants. SMITH et HEAGY [1994] ont étudié le 2-Skate et ont démontré que les skieurs plus rapides ont une plus grande extension au niveau des genoux que les moins rapides. De plus, HUMPHREYS et al. [1993] ont observé que les athlètes les plus performants ont une longueur d’enjambée plus imposante que les moins rapides, possiblement due à une utilisation plus importante du tronc et de la jambe faible. Finalement, NORMAN et OUNPUU [1987] ont aussi observé que les meilleurs skieurs ont une plus grande implication du haut du corps et des bras, ce qui est expliqué par des angles au niveau des bras plus favorables à une génération de force.

L’entraîneur pourrait grandement utiliser ces études et ainsi améliorer la technique et la performance de ses athlètes. En utilisant le vidéo régulièrement, il pourrait ainsi mesurer certains de ces paramètres cinématiques et juger des forces et faiblesses des athlètes.

Comme on l’a vu précédemment, la longueur d’enjambée semble extrêmement importante dans la détermination de la vélocité optimale. En comparant certains athlètes de son club, il peut ainsi voir ceux qui ne semblent pas skier avec une longueur d’enjambée optimale et il pourra donc mettre l’emphase sur l’augmentation de cette longueur d’enjambée. Différents exercices pourront aider l’athlète à augmenter cette enjambée. De plus, une longueur d’enjambée plus courte peut être due à une force ou à une puissance musculaire inadéquate, ainsi qu’à une impulsion inappropriée ou insuffisante. En sachant cela, l’entraîneur pourra faire travailler son skieur sans bâtons, lui permettant ainsi de bien faire son transfert de poids et de skier de façon plus dynamique. De plus, en sachant qu’un athlète est moins fort ou moins puissant physiquement, l’entraîneur aura avantage à faire améliorer la force ou la puissance de son skieur lors de l’entraînement hors-neige. Quelques études démontrent que les athlètes plus rapides sont capables de générer plus de force lors de la propulsion, ce qui implique que la force ou la puissance musculaire est assez importante en ski de fond [NORMAN et al., 1989; BOULAY et al., 1995; HILDEN et al., 1993; RUNDELL et al., 1994].

Les études sur la durée des phases ne semblent pas démontrer que des différences significatives existent entre les skieurs de différents niveaux de performance. Cependant, ces études peuvent permettre à l’entraîneur de voir si certaines lacunes existent entre les skieurs. Avec ces études et celles sur les mesures angulaires, l’entraîneur peut voir si un athlète se sert suffisamment de son tronc, de ses bras et jambes, ainsi que de vérifier quels seraient les désavantages de ne pas se servir suffisamment de ses membres.

L’entraîneur doit donc, dans un premier temps, connaître les éléments biomécaniques qui sont importants dans la technique du ski de fond et, dans un deuxième temps, il doit être capable d’apprécier ces points chez ses skieurs. De plus, il doit être capable d’apporter les correctifs nécessaires et de suggérer les éducatifs qui permettront à l’athlète de s’améliorer. Enfin, l’entraîneur devra utiliser le vidéo régulièrement pour ainsi détecter si il y a eu amélioration de la technique chez le skieur.

Question 2

La performance dans le domaine du ski de fond dépend de plusieurs facteurs. Ceux-ci incluent la condition physique de l’athlète de même que divers aspects techniques susceptibles d’influencer l’efficacité du mouvement. Sur la base de vos connaissances et de vos travaux de recherche, pouvez-vous décrire brièvement quels sont les attributs des grands champions dans cette discipline ?

Il ne fait aucun doute que les meilleurs skieurs de fond au monde ont des qualités physiologiques qui sont supérieures ou à tout le moins égales à celles des meilleurs athlètes des épreuves de longue durée. Les facteurs qui influencent la performance en ski de fond sont la consommation d’oxygène maximale [VO2max], l’efficacité de chacune des techniques de ski, l’endurance, et la capacité anaérobie.

Consommation d’oxygène maximale

La consommation d’oxygène maximale ou VO2max observée chez des skieurs de fond de niveau international se situe définitivement au-dessus de la barrière des 87 ml.min-1.kg-1. Dans plusieurs études, on rapporte des valeurs dépassant les 90 ml.min-1.kg-1 chez certains skieurs internationaux mâles, alors que des valeurs dépassant les 70 ml.min-1.kg-1 sont nécessaires chez les femmes pour rivaliser au niveau international [RUSKO et al., 1978; INGJER, 1992; BERGH et al., 1978]. INGJER [1991] a mentionné que de très hautes valeurs de VO2max semblent nécessaires, mais que la variation entre les six meilleurs skieurs Norvégiens [qui étaient tous dans les dix premiers au monde lors de l’étude] était très minime [87 ± 1,6 ml.min-1.kg-1]. Les valeurs de VO2max chez les cinq à huit meilleurs skieurs de fond au classement de la Coupe du Monde sont toutes supérieures à 88 ml.kg-1.min-1.