DOSSIER

Installés sur le site du campus santé innovation de Saint-Étienne, des membres du Laboratoire interuniversitaire de biologie de la motricité (LIBM) s’intéressent au fonctionnement du corps des sportifs. En étudiant la performance motrice ainsi que les causes de la déficience et des pathologies de l’appareil locomoteur, ils cherchent à identifier les paramètres à l’origine des blessures pour mieux les prévenir.

Les capteurs dans les dalles au sol et les caméras à infrarouges permettent d’analyser les forces qu’exerce le corps de l’athlète lors de changements de trajectoire.

Les capteurs dans les dalles au sol et les caméras à infrarouges permettent d’analyser les forces qu’exerce le corps de l’athlète lors de changements de trajectoire.

Comment fonctionnent les membres inférieurs d’un athlète ? Quels sont les effets de la fatigue ? Quelles structures sont sollicitées ?… C’est à ces questions notamment que tente de répondre le laboratoire interuniversitaire de biologie de la motricité (LIBM) à travers un travail sur l’appareil locomoteur des sportifs. Le LIBM dépend des universités Lyon 1, Jean-Monnet (Saint-Étienne) et Savoie Mont-Blanc (Bourget-du-Lac), ses activités bénéficient donc de plusieurs sites sur la région Auvergne-Rhône-Alpes. C’est à Saint-Étienne que se trouve une partie des activités de sa thématique « appareil locomoteur : performance, pathologie et prévention », au sein d’un nouveau bâtiment sorti de terre en 2015 sur le campus santé innovation (lire l’encadré ci-dessous).

Le travail qu’y réalise le LIBM  vise à la mise au point d’applications pratiques qui jouent favorablement sur la performance du sportif tout en limitant la survenue de blessures, comme des programmes de préparation physique ou des évolutions techniques de matériel. « La France n’est pas en avance en matière de recherche sur la prévention des risques dans le sport, affirme le Dr Pascal Édouard, responsable de la thématique. Grâce à leur laboratoire de recherche sur les traumatismes liés au sport  fondé au début des années 2000, les Norvégiens font figure de pionniers. Cette structure a en effet des entrées dans toutes les fédérations sportives du pays, lui donnant accès à de grandes cohortes permettant des études difficiles à réaliser ailleurs. »

UN POUR TOUS, TOUS POUR UN

Les locaux des équipes de la thématique « appareil locomoteur : performance, pathologie et prévention » du LIBM sur le site de Saint-Étienne sont intégrés au sein de l’Institut régional de médecine et d’ingénierie du sport (Irmis).

Celui-ci accueille également :

  • les unités de médecine du sport et de myologie du service de physiologie clinique et de l’exercice du CHUde Saint‑Étienne,
  • l’Institut français du textile et de l’habillement (IFTH) qui homologue et développe des tissus techniques,
  • le Centre technique du cuir,
  • le siège de Sporaltec, cluster des acteurs rhônalpins de la filière sport.

« Travailler dans un même lieu favorise les échanges et les synergies entre les différents partenaires de l’institut, souligne Jérémy Rossi, directeur de l’Irmis. Cela permet également de mutualiser des équipements parfois onéreux pour être plus efficaces dans l’acquisition de connaissances scientifiques et l’accompagnement des industriels dans le développement de produits innovants pour la pratique du sport. »

Le laboratoire stéphanois est équipé de matériel d’expérimentation innovant. Il possède notamment un tapis de course mesurant les forces exercées par le sujet sur le sol dans les trois axes de l’espace. Capable d’atteindre une vitesse constante de 25 km/h, l’appareil offre la possibilité d’enregistrer les pressions appliquées lors de sprints par un asservissement de la vitesse du tapis à celle du sujet. Seul un autre laboratoire dans le monde possède ce type de machine. Les données récoltées permettent de discerner des variations sur la durée de la course. Des informations inaccessibles sans cet appareil.

Le laboratoire dispose également de six dalles bardées de capteurs incrustées dans son sol. Si celles-ci ne peuvent recueillir les informations que sur quelques foulées, en revanche, elles sont sensibles aux rotations – les « moments », en langage scientifique – des forces exercées lors des foulées. De plus, l’agencement en T de ces plates-formes a été pensé pour permettre d’analyser des courses avec changements de direction. Enfin, des caméras à infrarouges saisissent les mouvements des athlètes grâce à des capteurs fixés sur leur corps pour créer des modèles numériques.

En combinant toutes les données que récupèrent ces deux équipements, les scientifiques approfondissent leur compréhension des tensions et des contraintes que subissent les muscles, les tendons, les ligaments ainsi que le squelette des athlètes. « Il est possible de réduire les moments articulaires de la cheville, en modifiant le drop des chaussures, c’est-à-dire la différence de hauteur entre l’avant et l’arrière de la semelle, et par conséquent de prévenir d’éventuelles douleurs ou blessures », illustre Jérémy Rossi, directeur de l’Irmis (Institut régional de médecine et d’ingénierie du sport) et enseignant chercheur en Staps (Sciences et techniques des activités physiques et sportives).

Un sportif préparé est un sportif protégé

Dans une autre salle, trône une chaise à l’aspect d’instrument de torture médiéval. « C’est vrai qu’il y a un peu de ça, plaisante Jérémy Rossi. Les patients qui y prennent place reçoivent des stimulations électriques dans les muscles de la jambe ou électromagnétiques directement dans le cerveau. Le but est d’obtenir les réponses physiologiques amenant à des mouvements, comme l’extension du genou, par exemple. » La comparaison des caractéristiques de ces réponses chez des sujets présentant différents profils (sains, blessés, opérés, fatigués…) est riche d’enseignements. Elle participe à l’élaboration de programmes de préparation physique et à la description d’équipements destinés à diminuer les blessures.

En 2015, les chercheurs ont suivi pendant une saison des licenciés de la Fédération française d’athlétisme qui complétaient leur pratique habituelle par un programme de préparation physique. Les déclarations des participants ont mis au jour une diminution des douleurs ou plaintes apparaissant sur une année. « Avec seulement 63 sportifs, l’étude ne peut être considérée comme représentative d’un point de vue statistique, concède Pascal Édouard. Nous avons néanmoins pu nous appuyer sur ses résultats encourageants pour lancer en 2017 une étude de plus grande ampleur et de meilleure qualité méthodologique avec 880 athlètes volontaires. » L’expérience en cours, qui sépare l’échantillon de participants en deux groupes, l’un suivant son entraînement classique, l’autre y ajoutant le programme prévention, doit permettre de valider scientifiquement les répercussions positives de ce dernier.

PARTAGE DE DONNÉES

L’unité de médecine du sport du CHU de Saint-Étienne occupele même bâtiment que les équipes du LIBM. Elle pratique notamment la mesure du VO2max, soit la quantité maximale d’oxygène consommée par le corps pour créer de l’énergie et lui permettre la réalisation de l’effort.
Pour ce faire, les sportifs sont équipés de masques reliés à un dispositif de mesure alors qu’ils courent sur un tapis ou pédalent sur un vélo. C’est également sur un deux-roues qu’est réalisée la mesure de l’activité cardiaque. Pour les sportifs de haut niveau ou les professionnels, ces explorations sont obligatoires pour éliminer une contre-indication à la pratique sportive et valider leur aptitude à la pratique de leur métier, mais des amateurs s’y soumettent également par choix, pour mieux connaître leur capacité et prévenir d’éventuels problèmes de santé. Les données recueillies à l’occasion de ces différents tests alimentent les projets de recherche des équipes du Dr Pascal Édouard qui ont pour objectif de protéger la santé des sportifs.

« Dans les clubs, des entraîneurs et préparateurs physiques mettent au point des exercices destinés à gagner en performance et à limiter les blessures, affirme Pascal Édouard. Notre volonté est de proposer des exercices ou stratégies dont l’efficacité a été validée avec une véritable rigueur scientifique, à l’image de ce qui est réalisé pour les médicaments. » Ces programmes seront d’autant plus utiles dans les clubs de sport collectifs qui ont moins la culture du sur-mesure, et qui doivent préparer de nombreux sportifs. Ils permettront en outre à tout sportif de s’en emparer, même dans des structures moins bien dotées financièrement et qui ne peuvent s’offrir les services de préparateurs.

Ainsi, en approfondissant les connaissances scientifiques sur le fonctionnement du corps, les chercheurs du LIBM identifient les leviers à actionner pour prévenir les blessures. En les combinant avec les caractéristiques individuelles des athlètes et à celles des différentes disciplines, il sera possible d’affiner davantage les préparations physiques des athlètes et d’améliorer les équipements qu’ils utilisent. Et cela aussi bien dans une optique de prévention des blessures que d’optimisation des performances.

Damien Larroque

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