• David Chesaux

Le balancement des bras permet de limiter la dépense énergétique lors de la course à pied

Le mouvement des membres supérieurs ainsi que leur rôle lors de la course à pied sont souvent négligés et mal compris. En effet, pour beaucoup, seul le rôle des membres inferieurs influence la technique de course et la performance. Pourtant, le balancement des bras permet à l’homme d’économiser de l’énergie. Par conséquent, une mauvaise ou une sous-utilisation de ce mécanisme peut nuire à la performance de certain coureur.

Une étude menée par Arellano C. et Kram R. (2014) a démontré l’impact de la non-utilisation des bras lors de la course à pied. 13 sujets ont couru à une vitesse de 3m/s (10.8 km/h) dans 4 conditions différentes : utilisation normale du balancement  des bras (NORMAL), bras maintenus dans le dos (DOS), bras croisés sur la poitrine (POITRINE) et mains croisées derrière la tête (TETE).  L’énergie dépensée a été calculée grâce à l’analyse des gaz, c’est à dire la consommation d’oxygène (Vo2) et la production de Co2 (VCo2). Les amplitudes de rotation du bassin et des épaules ont été mesurées et la fréquence de foulée relevée.


Les résultats de l’étude indiquent que :


  • Comparée à une utilisation  normale des bras (NORMAL), la consommation moyenne d’énergie était supérieure dans toutes les conditions : + 3% (DOS), + 9% (POITRINE) et +13% (TETE).

  • Concernant les amplitudes de rotation des épaules et du bassin, elles furent également augmentées par rapport à la condition de référence :

- Amplitude de rotation des épaules : + 10 % (DOS), + 44 % (POITRINE) et + 8% (TETE). Toutefois, dans cette dernière condition (TETE), la différence n’était pas statistiquement significative (P = 0.08).


- Amplitude de rotation du bassin : + 63% (DOS), + 102 % (POITRINE), + 101 %  (TETE).


  • Finalement, concernant la fréquence de foulée, celle-ci a augmenté respectivement de 2.5 %, 2.9 % et 4.3 % pour les conditions DOS, POITRINE, TETE.


Discussion


Comme le démontre les résultats de l’étude menée par Arellano C. et Kram R. (2014), le balancement des bras permet de minimiser l’amplitude de rotation du tronc et ainsi de le stabiliser.  En l’absence de balancement des bras et afin de contrebalancer les forces de rotation engendrées par les membres inférieurs, ce sont les amplitudes des ceintures pelvienne et scapulaire qui vont augmenter. Toutefois, le tronc représentant environ 40 à 50% de la masse totale du corps, l’activité musculaire nécessaire au contrôle des mouvements du tronc demande plus d’énergie que le demande le balancement des bras. En effet, ces derniers comptent pour environ 10% de la masse du corps.


Ces explications mènent les auteurs à conclure :


« In summary, we find that arm swing reduces the demand for net metabolic power during human distance running. We also find that when arm swing is restricted, subjects increase the peak-to-peak amplitude of both shoulder and pelvis rotations, which likely explains the greater demand for net metabolic power. Our data suggest that actively swinging the arms provides both metabolic and biomechanical benefits during human distance running. » (Arellano C. et Kram R., 2014)


« En résumé, nous constatons que le balancement des bras réduit la demande nette en énergie durant la course de distance. Nous constatons également que lorsque le balancement des bras est restreint, les sujets augmentent l’amplitude de rotation des deux épaules et du bassin, ce qui explique probablement la plus grande demande énergétique. Nos données suggèrent que le fait de balancer activement les bras offre des bénéfices tant métaboliques que biomécaniques durant la course de distance »


Un autre point intéressant mais non discuté par les auteurs est la modification de la fréquence de foulée. Pour rappel, la fréquence de foulée augmente dans toutes les conditions (DOS, POITRINE, TETE). Comme la vitesse de course de l’étude est constante à 10.8 km/h, cela signifie que si la fréquence de foulée a augmenté, la longueur de foulée a diminué car ces deux paramètres sont inversement proportionnels.

En effet, vitesse de course = fréquence de foulée x longueur de foulée.

La diminution de la longueur de foulée permet de diminuer l’amplitude de mouvement des membres inférieurs et, par conséquent, l’amplitude de mouvement du bassin et du tronc. Cette diminution de la longueur de foulée est donc un mécanisme de compensation pour limiter les mouvements du tronc et ainsi limiter la dépense énergétique.


Concrètement, cela signifie aussi que :


  • Plus un coureur exploite la longueur de foulée au profit de la fréquence, par exemple dans le cas d’un coureur avec une attaque talon, plus ce dernier aura besoin d’exploiter pleinement son balancement des bras afin de stabiliser sont tronc.

  • Plus un coureur exploite la fréquence de foulée au profit de la longueur de foulée, par exemple dans le cas d’un coureur avec une attaque avant-pied, moins ce dernier aura besoin d’exploiter son balancement de bras pour stabiliser son tronc.


Ces notions sont importantes car elles permettent d’orienter le coureur dans sa manière de s’entrainer et de le guider dans le choix des exercices permettant d’optimiser sa technique de course.


L’analyse de la course à pied proposée au sein de notre cabinet permet au coureur de savoir dans quel cas de figure il se trouve, c’est à dire s’il doit davantage exploiter sa longueur de foulée et son balancement des bras ou s’il se situe dans la situation inverse.


David Chesaux, Physiothérapeute


Référence bibliographique


Arellano C. & Kram R. (2014). The metabolic cost of human running: is swinging the arms worth it ? Journal of Experimental Biology, 217(14), 2456-2461. doi : 10.1242/jeb.100420

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