اثر زین ارگونومیک بر روی راندمان مکانیکی، فعالیت عضلانی و میزان اعمال درک شده زیرحداکثر در طی ورزش بر روی ارگومتر چرخه

Purpose The aim of this study was to analyse perceptive, muscular and physiological modifications induced by an ergonomic saddle that has no perineum support and allowing pelvis mediolateral movement. Method Eight non cyclists conducted a cycle exercise on an ergometer corresponding to four bouts (3-min each bout) at incremental power output (50 to 200 W) with standard and ergonomic saddles, in randomised order between saddles. Rate of perceived exertion, electromyography activities of six lower limb muscles and mechanical efficiency were continuously measured during each bout. Conclusions Efficiency at 50 W was significantly reduced with ergonomic saddle versus standard, which could be explained by an increase of the internal work with the ergonomic saddle due to the pelvis movement. In contrast, at the higher workload of 200 W, the gross efficiency was not different between saddles and the rate of perceived exertion was significantly reduced with ergonomic saddle versus standard. Moreover, lower muscular activation (−18 and −23%) was shown at 200 W on vastus lateralis muscle (one of the mean muscular force producers) and tibialis anterior muscle (one of the muscles facilitating top and bottom dead centres). All these results allowed to expect a pedalling efficiency improvement with the ergonomic saddle.

Le cyclisme est une activité physique durant laquelle la qualité de l’interaction entre l’homme et son matériel est déterminante. Partant de ce constat, de nombreuses études ont été menées pour améliorer la performance du cycliste en optimisant l’interface bicyclette–cycliste, c’est-à-dire en jouant sur la variable bicyclette (e.g. revue de littérature de Too [17]). Il en ressort que des paramètres tels que la posture du corps ou la géométrie de la bicyclette permettent d’optimiser les relations tension–longueur des muscles effecteurs, tout comme l’efficience mécanique des forces appliquées sur la pédale. L’approche biomécanique de l’activité a donc permis d’établir précisément les meilleurs réglages de la bicyclette à adopter, compte tenu des spécificités morphologiques de chaque cycliste, de sa condition de pratique, de l’intensité de l’exercice… De façon à mieux appréhender l’interface bicyclette–cycliste, trois points d’appuis entre ces deux éléments peuvent être définis : la selle permettant l’appui du bassin, la pédale permettant l’appui du pied et le guidon permettant l’appui des mains. Le réglage de l’ensemble de ces trois points va conditionner la posture générale du cycliste, sa motricité et donc sa performance. Le point d’appui selle a déjà largement été étudié dans la littérature (e.g. revue de littérature de Belluye et Cid [1]). La hauteur de selle fut l’un des premiers paramètres étudié, car faire varier cette hauteur entraîne des modifications d’angles articulaires et de longueur de bras de levier des muscles modifiant ainsi l’ensemble de la cinématique et de la cinétique de pédalage. Dès 1977, Nordeen-Snyder [13] a montré qu’il existe une hauteur de selle optimale entraînant une moindre dépense énergétique minimale, cette hauteur étant proche de 100 % de la distance grand trochanter du fémur–sol. S’il s’agit de développer le maximum de puissance, cette hauteur optimale devient alors légèrement inférieure et passe à 97–98 % [8] ou à 94,5–96,5 % [11]. Selon Cavanagh et Sanderson [4], une autre méthode peut être envisagée, consistant à régler l’angle formé par le genou à 30° quand la pédale est au point mort bas. Une dernière méthode établie empiriquement sur une observation de 47 coureurs cyclistes du Tour de France [7] a aussi relié par un coefficient statistique la hauteur de l’entrejambe (E) à la hauteur optimale de selle (Hs) : Hs = 0,885 × E, la hauteur de selle était définie comme la distance entre l’axe du pédalier et le haut de la selle. L’angle que fait le tube de selle avec l’horizontale est également un paramètre déterminant puisqu’il conditionne en partie la géométrie de la bicyclette ainsi que la manière dont le cycliste est placé sur sa bicyclette. En effet, cet angle détermine l’angle formé entre le tronc et le fémur, la position du bassin par rapport à l’axe du pédalier mais aussi la longueur entre la selle et le guidon et influe donc directement sur des facteurs biomécaniques et aérodynamiques de l’activité. Les angles relevés sur le terrain vont de 90° à 70°, le choix entre les deux se faisant selon le paramètre à optimiser. Un angle faible (69° vs 90°) permet d’augmenter la puissance développée de près de 8 % lors d’un effort maximal [5], compte tenu que le maximum de force effective intervient pour des angles d’ouverture de hanche, de genou et de cheville plus faibles. Les ratios tension–longueur des muscles extenseurs du membre inférieur étaient également différents au moment de ce pic de force effective. À l’inverse, un angle plus faible allonge la distance selle–guidon et donc va réduire la résistance aérodynamique grâce à une moindre surface frontale du cycliste. Heil et al. [9] ont aussi montré qu’un angle de tube de selle important – de 90° et 83° par rapport à 69°– permettait de réduire significativement la dépense énergétique, la fréquence cardiaque et la perception subjective de l’effort, expliqué par une relative minimisation des contraintes cardiorespiratoires du cycliste. Il faut ajouter que l’angle du tube de selle est étroitement lié au recul de selle (distance bec de selle/verticale de l’axe du pédalier) puisque modifier l’un va influencer le réglage de l’autre. Ces deux paramètres jouent dans le même plan et donc sur la même variable. Aux vues de la littérature, il est possible d’affirmer qu’il existe un réglage optimal de la selle, tant en hauteur qu’en recul. L’optimisation du point d’appui selle s’est alors intéressée à la mobilité de cette selle puisque Neptune et Hull [12] ont montré que le bassin se déplace au cours d’un cycle de pédalage dans l’axe antéropostérieur (13 à 20 mm) et dans l’axe vertical (20 mm), le déplacement médiolatéral étant nul du fait de la fixité imposée au bassin par la selle. Il faut souligner que le déplacement antéropostérieur est limité par l’appui du périnée sur la selle et n’existe qu’au prix de l’écrasement et de l’irritation de l’appareil génito-urinaire. D’autres auteurs ont d’ailleurs constaté une diminution de la pression en oxygène au niveau des vaisseaux du pénis, après un exercice sous-maximal de pédalage de 20 minutes [16]. Et si cette mobilité médiolatérale était possible, existerait-elle et permettrait-elle d’optimiser la cinétique de pédalage ? Et si la mobilité antéropostérieur était moins contrainte, qu’en serait-il aussi de cette cinétique de pédalage ? Une hypothèse avancée est que la mobilité du bassin permettrait d’optimiser la production de force effective au niveau de la pédale par une modification de l’orientation du membre inférieur au cours du cycle de pédalage. Fort de ce constat, des équipementiers ont travaillé sur des selles ergonomiques. Des selles sans bec ont ainsi été développées et Schwarzer et al. [16] ont montré qu’elles présentaient une moindre diminution de la pression en oxygène au niveau des vaisseaux du pénis, d’où une moindre compression périnéale par rapport à une selle classique (SC). Récemment, un nouveau type de selle a été développée par D. Proust (Isoselle, Bignan, France), avec une double spécificité (Fig. 1a,b). Elle ne possède pas de bec de selle, d’où une assise uniquement ischiatique et non plus sur le périnée ou l’appareil génital (Fig. 1a). Et elle possède un point de rotation suivant l’axe vertical du tube de selle, ce qui lui confère une mobilité médiolatérale d’une amplitude de 10° de part et d’autres (Fig. 1b).

L’ensemble de ces résultats amène à penser que pour des puissances de travail élevées, le travail interne légèrement plus important avec la SP versus la SC était compensé par un travail externe plus efficace. Une économie musculaire serait même très sérieusement envisageable pour de plus fortes puissances. Tout d’abord, le ressenti subjectif de l’effort significativement plus faible avec la SP plaidait pour cette thèse. Par ailleurs, le travail des muscles VL et TA était également significativement réduit avec l’augmentation de la puissance. Une des hypothèses retenues serait que la mobilité du bassin en rotation permet un meilleur alignement bassin–genou–cheville tout au long du cycle de pédalage. Ce meilleur alignement serait alors à l’origine d’un travail musculaire plus efficace pour des puissances de travail suffisamment élevées. Néanmoins, il pourrait être pertinent d’étudier l’influence de cette selle sur l’évolution de la fatigue neuromusculaire au cours d’un exercice à puissance élevée de type temps limite.