Impact de la position des pieds sur la vitesse de sprint
Des recherches montrent comment la distance de touche horizontale influence la performance des sprinters.
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Le Sprint, c'est super important dans plein de sports, où les athlètes doivent courir vite sur de courtes distances. La vitesse à laquelle un athlète peut sprinter influence beaucoup les résultats des compétitions. Les athlètes doivent pouvoir accélérer rapidement et atteindre leur vitesse maximale. Des recherches ont montré que la vitesse maximale d'un sprinteur est cruciale, surtout dans des épreuves comme le 100 mètres. Avoir une vitesse de pointe plus élevée peut mener à des temps plus rapides. Dans les sports collectifs comme le foot, le rugby, être rapide peut changer le cours des actions importantes.
Les entraîneurs et les athlètes se concentrent sur l'augmentation de la vitesse de sprint. Y'a plein de facteurs qui entrent en jeu dans la façon dont les athlètes courent, mais les entraîneurs regardent souvent quelques éléments principaux pour améliorer la vitesse. Un de ces facteurs s'appelle la distance de touche horizontale (HTD). C'est combien le pied d'un athlète atterrit devant le centre de masse quand il touche le sol. On dit que le pied devrait être juste un peu devant le centre de masse à l'atterrissage pour que l'athlète ne perde pas de vitesse et passe moins de temps au sol. Certaines études ont suggéré qu'une HTD plus courte pourrait être mieux pour la vitesse. Cependant, des découvertes récentes ont montré que la HTD pourrait ne pas être très différente parmi les sprinteurs de différentes Vitesses, laissant les entraîneurs dans le flou sur ce qu'ils devraient privilégier.
Un autre facteur sur lequel les entraîneurs se concentrent, c'est la distance de touche inter-genoux (IKTD). C'est la distance entre les genoux au moment de l'atterrissage. Les entraîneurs recommandent souvent qu'un meilleur rendement se fasse en pliant la hanche de la jambe qui balance à l'atterrissage tandis que l'autre jambe reste droite. Comme ça, la jambe peut pousser plus fort après l'atterrissage, un peu comme les bras qui balancent aident à sauter plus haut. Certaines études ont lié une IKTD plus petite à des vitesses de sprint plus rapides, mais d'autres n'ont trouvé aucune connexion. Ça montre que même si l'IKTD pourrait être importante, il faut plus de recherches pour comprendre son rôle dans la vitesse de course.
Pour savoir comment la HTD et l'IKTD affectent la vitesse, les chercheurs ont souvent comparé différents athlètes. Ça peut être compliqué parce que chaque athlète a des traits physiques uniques qui peuvent influencer la vitesse. Tester le même athlète avec différentes méthodes peut donner des résultats plus clairs, mais beaucoup d'athlètes et d'entraîneurs hésitent à changer leurs techniques parce qu'ils craignent que ça puisse les ralentir ou leur causer des blessures. Utiliser des modèles informatiques permet aux chercheurs d'observer des changements dans le style de course et comment ça pourrait influencer la vitesse sans faire de changements physiques aux athlètes.
Dans cette étude, un modèle informatique d'un sprinteur a été créé pour tester différentes valeurs de HTD et d'IKTD et voir comment elles impactent la vitesse de course. La recherche a mesuré les changements dans les forces au sol, le timing des mouvements et les actions des articulations pour voir comment modifier ces distances influence la vitesse.
Modèle musculosquelettique
Le modèle utilisé représente le corps comme un système constitué de pièces rigides, comme les os, et permet d'analyser les forces musculaires et les mouvements. Il inclut des parties comme le pelvis et les membres, avec un total de 20 sections distinctes et 37 manières dont ces parties peuvent bouger. Différents muscles aident à faire bouger ces parties et à générer la force nécessaire pour courir efficacement.
Le modèle simule comment le corps se déplace en sprintant, en observant des trucs comme les positions des articulations et les forces au sol quand le sprinteur court. La recherche a essayé de s'assurer que la simulation ait l'air réaliste en adaptant le modèle aux caractéristiques physiques d'un sprinteur d'élite.
Les simulations ont été mises en place pour émuler un pas de sprint complet, cherchant les vitesses les plus rapides possibles. Différents tests ont été réalisés en changeant soit la HTD soit l'IKTD dans différentes quantités pour évaluer comment chaque changement impacte la vitesse. L'objectif était de voir quels ajustements sont importants pour atteindre la vitesse maximale.
Résultats de la simulation
Le modèle était configuré pour atteindre une vitesse de pointe similaire à celle des sprinteurs d'élite. La simulation optimale a montré une vitesse de 11,85 mètres par seconde avec des valeurs spécifiques pour la HTD et l'IKTD. Ça suggère que les Performances du modèle correspondaient bien à ce qu'on observe dans le sprint réel.
Quand la HTD était réduite de 6 centimètres, la vitesse a diminué de 7,3%. Cette diminution a été accompagnée d'un temps passé plus court au sol pendant chaque pas et de forces de poussée moins importantes. Ça indique qu'une HTD plus courte pourrait effectivement freiner la vitesse en empêchant l'athlète de pousser efficacement.
D'un autre côté, quand la HTD était augmentée de 6 centimètres, la vitesse a diminué de 1,6%. Cette distance plus longue a entraîné un temps plus long au sol, soulignant que plus de HTD ne favorise pas la vitesse en sprint.
Les résultats suggèrent qu'il y a une HTD idéale vers laquelle les athlètes devraient tendre. Si la HTD est trop courte ou trop longue, la vitesse en pâtira. Les ajustements apportés à l'IKTD n'ont pas eu d'impact significatif sur la vitesse, ce qui implique que même s'il pourrait être important dans certains aspects de la course, ça n'influence pas directement la vitesse maximale de la même manière que la HTD.
Implications pour les entraîneurs et les athlètes
Ces résultats mettent en lumière l'importance de la HTD dans la performance en sprint. Les entraîneurs devraient mettre plus l'accent sur la HTD lors de l'entraînement des athlètes, car elle a un impact clair sur la vitesse. Bien que l'IKTD puisse encore avoir de la valeur, il ne semble pas influencer la vitesse de sprint de manière aussi significative.
En travaillant avec des athlètes, les entraîneurs peuvent tirer profit de la recherche de la bonne HTD pour chaque coureur. Atteindre une HTD optimale peut faire toute la différence dans la performance. Les résultats montrent que même de petits ajustements à la façon dont les athlètes atterrissent peuvent entraîner des changements de vitesse qui pourraient affecter les résultats des courses.
Conclusion
En résumé, modifier la HTD peut avoir des effets significatifs sur la vitesse d'un sprinteur, alors que changer l'IKTD ne semble pas avoir le même impact. Comprendre et cibler la HTD peut aider les athlètes à améliorer leur performance en sprint et pourrait être la clé pour gagner des courses. L'étude souligne la nécessité pour les entraîneurs de prioriser cet aspect dans l'entraînement, car même de petits changements techniques peuvent faire une grande différence en compétitions. En gros, cette recherche fournit une direction plus claire pour les stratégies d'entraînement visant à maximiser la vitesse de sprint.
Titre: Simulations reveal how touchdown kinematic variables affect top sprinting speed: implications for coaching
Résumé: Sprint performance is a priority for coaches and athletes. Several kinematic variables, including horizontal touchdown distance (HTD) and inter-knee touchdown distance (IKTD), are targeted by coaches to increase top sprinting speed. However, the results of past research are conflicting, potentially due to the use of experimental inter-athlete study designs where it is not possible to establish cause-effect relationships. In this study, we used a predictive simulation approach to assess cause-effect relationships between HTD and IKTD and sprinting speed. We scaled a three-dimensional musculoskeletal model to match the anthropometry of an international caliber male sprinter, and generated predictive simulations of a single symmetric step of top-speed sprinting using a direct collocation optimal control framework. We first used our simulation framework to establish the models top speed with minimal constraints on touchdown kinematics (the optimal simulation). Then, in additional simulations we enforced specific HTD or IKTD values ({+/-} 2, 4 and 6 cm compared to optimal). The model achieved a top speed of 11.85 m/s in the optimal simulation. Shortening HTD by 6 cm reduced speed by 7.3%, while lengthening HTD by 6 cm had a smaller impact on speed, with a 1.6% reduction. Speed in the simulation was insensitive to the IKTD changes we tested. The results of our simulations indicate there is an optimal HTD to maximize sprinting speed, providing support for coaches and athletes to adjust this technique variable. Conversely, our results do not provide evidence to support utilizing IKTD as a key technique variable for speed enhancement. We share the simulation framework so researchers can explore the effects of additional modifications on sprinting performance (https://github.com/nicos1993/Pred_Sim_Sprinting).
Auteurs: Scott L. Delp, N. Haralabidis, A. J. Eaton, J. L. Hicks
Dernière mise à jour: 2024-10-12 00:00:00
Langue: English
Source URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.10.08.617292
Source PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.10.08.617292.full.pdf
Licence: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
Changements: Ce résumé a été créé avec l'aide de l'IA et peut contenir des inexactitudes. Pour obtenir des informations précises, veuillez vous référer aux documents sources originaux dont les liens figurent ici.
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