Matériels et méthodes

Cette étude a été divisée en deux protocoles : un protocole #1 pour tester la validité de la méthode à différentes pentes, vitesses et patterns de pose de pied, un protocole #2 pour tester la validité de la méthode sous différentes conditions de chaussure, de vitesse et de fatigue (Figure 16). L’analyse des données a été similaire pour les deux protocoles. Pour chaque protocole, les sujets ont été recrutés après avoir donné leur consentement écrit à participer à cette étude conduite en accord avec la Déclaration d’Helsinki.

Partie I | Evaluation de la pose de pied en conditions de terrain

46 | P a g e 2.1.1. Protocole #1

Sujets

Quatorze coureurs expérimentés (11 hommes et 3 femmes, 24,6 ± 10,3 ans, 177 ± 6 cm, 68,1 ± 8,9 kg) ont été recrutés. Ils ont porté le même modèle de chaussure (Salomon XR Mission CS™, masse : 325 g, hauteur talon : 20 mm, drop : 11 mm). Naturellement, 61% des sujets adoptaient un pattern RFS, 31% un pattern MFS et 8% un pattern FFS, évalués à leur vitesse de confort, selon les critères cinématiques de Altman & Davis (2012).

Figure 16. Différentes conditions de pente, vitesse et pattern de pose de pied effectuées en

(A) Protocol #1 et (B) Protocole #2. VC : vitesse de confort; UT : ultra-trail; VMA10% : vitesse maximale aérobie évaluée avec une pente de 10%.

Design expérimental

Deux semaines avant l’expérimentation, la vitesse de confort (VC) des sujets a été évaluée au cours de 10 min de course sur tapis de course, avec cadran de vitesse masqué (Giandolini et al., 2013a). La VC moyenne obtenue a été 12,3 ± 2,8 km·h-1. Le jour de l’expérimentation,

Partie I | Evaluation de la pose de pied en conditions de terrain

47 | P a g e après un échauffement standardisé, les sujets ont effectué 10 conditions différentes de course de 2 min chacune dans un ordre quasi-randomisé sur tapis (Figure 16A). Les sujets ont rempli huit conditions sur le plat : à leur VC et à 14 km·h-1 pour les femmes ou 16 km·h-1 pour les hommes avec leur pattern de course naturel (aucune instruction), un pattern RFS (« Adopte une attaque talon la plus marquée possible »), un pattern MFS (« Fais en sorte que le talon et pied frappent le sol en même temps ») et un pattern FFS (« Attaque le sol par l’avant-pied »). Puis, une condition avec une pente de +10% à VC avec le pattern naturel et une condition avec une pente de -10% à VC avec le pattern naturel ont été effectuées. Une acquisition de 15 sec des accélérations et données vidéo était lancée à la fin de chaque condition.

2.1.2. Protocole #2 Sujets

Trente-quatre sujets (19 hommes et 15 femmes, 44,1 ± 8,9 ans, 173 ± 8 cm, 67,7 ± 9,5 kg) ont été recrutés. Tous étaient des coureurs d’ultra-trail expérimentés. Ils portaient leurs propres chaussures (masse : 345 ± 55 g, hauteur talon : 26,2 ± 7,2 mm, drop : 8,7 ± 2,9 mm). Naturellement, 70% des sujets adoptaient un pattern RFS, 23% un pattern MFS et 7% un pattern RFS, évalués à leur vitesse maximale aérobie obtenue avec une pente de 10%, selon les critères cinématiques de Altman & Davis (2012).

Design expérimental

Deux mois avant l’expérimentation, les sujets ont effectué un test standard incrémental sur tapis de course avec une pente de 10% visant à évaluer leur vitesse maximale aérobie (VMA10%). La vitesse obtenue (10,9 ± 1,4 km·h-1) a été utilisée par la suite comme vitesse relative. Trois conditions de course ont été réalisées à 10 km·h-1, 12 km·h-1 et VMA10% un ou

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48 | P a g e deux jours avant une course d’ultra-trail (pre-UT) (Figure 16B). Deux conditions ont été réalisées environ 3 h après la course (post-UT) à 10 km·h-1 et VMA10%. Toutes les conditions ont été effectuées sur tapis de course avec une pente de 0%. Vingt-neuf sujets ont terminé la course mais 6 ont été incapables d’effectuer les tests. Donc 23 sujets (13 hommes et 10 femmes) ont effectué les tests post-UT. Aussi, la condition 12 km·h-1 a été retirée post-UT du fait que la plupart des sujets n’ont pu remplir cette condition. La course était l’Ultra-Trail du Mont Blanc™ (104 km, dénivelé positif : 5 862 m). Une acquisition de 15 sec des accélérations et des données vidéo était lancée à la fin de chaque condition.

2.1.3. Analyse de l’angle pied/sol

Pour le protocole #1 et le protocole #2, deux marqueurs réfléchissants ont été placés sur la face externe de la chaussure droite au talon et aux métatarses (Figure 17). Le système vidéo a été calibré en utilisant une croix dont les dimensions étaient connues, avec un marqueur réfléchissant fixé à chaque extrémité. Une fois les marqueurs placés sur le sujet, une calibration de 3 sec a été réalisée pendant laquelle le sujet se tenait debout, les pieds parallèles et les bras le long du corps. Cette position statique a été utilisée pour définir l’angle de référence entre le pied et le tapis lorsque le pied est posé à plat pour chaque condition de pente et chaque sujet. Cet angle de calibration, résultant principalement du drop de la chaussure, a été soustrait à l’angle mesuré au contact initial dans les différentes conditions afin que l’angle obtenu soit l’angle formé par la semelle extérieure de la chaussure et le tapis. Les données vidéo ont été échantillonnées à 120 Hz avec une caméra (Basler scA640-120gc, Basler AG, Allemagne) montée sur un trépied à 1,5 m perpendiculairement du tapis. Les données cinématiques ont été analysées avec le logiciel Simi Motion 2D (Simi Reality Motion System GmbH, Unterschleissheim, Allemagne). La variable cinématique extraite était

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49 | P a g e l’angle pied/tapis au contact initial (α). Une valeur α positive indique une pose de pied RFS tandis qu’un angle α négatif indique une pose de pied FFS.

Figure 17. Placement des marqueurs réfléchissants et des accéléromètres. 2.1.4. Accélérométrie

Pour le protocole #1 et le protocole #2, deux accéléromètres uni-axiaux (ADXL150, Analog Device, USA) ont été fermement fixés avec du Dual Lock (3M, St Paul USA) puis strappés sur la chaussure droite des sujets au talon et aux métatarses (Figure 17). Les données d’accélérations ont été synchronisées et échantillonnées à 1000 Hz, et un filtre passe-bas de 50 Hz a été appliqué aux signaux. Ce filtre permet de supprimer des signaux les fréquences dues au système d’attache typiquement comprises entre 60 Hz et 90 Hz (Shorten & Winslow, 1992). Les données ont été enregistrées sur LabChart 7.3 (ADInstruments, Bella Vista, Australia) par une carte d’acquisition A/D 12-bits (DAS8, national Instruments, USA). Pour chaque sujet, avant leur placement sur le sujet et pour leur calibration, les accéléromètres ont été maintenus 5 sec dans une position strictement verticale et 5 sec dans une position strictement horizontale. La variable extraite des signaux pour chaque pas était le temps entre le pic d’accélération du talon et le pic d’accélération des métatarses (THM). En prenant le pic talon comme t0, une valeur de THM positive indique un contact initial par le talon et une valeur de THM négative indique un contact initial par les métatarses (Figure 18).

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50 | P a g e Figure 18. Signaux d’accélération du talon (courbes noires) et des métatarses (courbes

grises) pour (A) un pas RFS, (B) un pas FFS et (C) un pas MFS.

2.1.5. Analyse statistique

Les variables mesurées ont été moyennées sur dix pas consécutifs. Après avoir vérifié la normalité des échantillons par le test de Shapiro-Wilk, les tests de Bravais-Pearson ou de Spearman ont été utilisés pour tester la corrélation entre THM et α pour toutes les conditions expérimentales du protocole #1 (n = 14) et du protocole #2 (n = 34 pour les conditions pre-UT et n = 23 pour les conditions post-pre-UT). Les corrélations ont également été testées à partir des valeurs individuelles de THM et α pour le protocole #1 (n = 140), le protocole #2 (n = 148) et pour les deux protocoles combinés (n = 288). Puis, une corrélation globale a été testée à partir des valeurs moyennes de chaque condition, protocole #1 et protocole #2 confondus (n = 15). Enfin, à partir des données individuelles du protocole #1, des corrélations intra-individuelles ont été testés (n =10). Le seuil de significativité a été fixé à P < 0,05.

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51 | P a g e Afin de proposer des critères objectifs de classification, les données des sujets du protocole #1 correspondant à un pattern MFS selon les critères cinématiques d’Altman & Davis (2012), i.e. α compris entre -1,6° et 8°, ont été extraites formant ainsi un sous-échantillon MFSα. La moyenne et l’écart-type des valeurs de THM du sous-échantillon MFSα ont été calculés. Les critères de classification par THM proposés ont alors été :

𝑚𝑜𝑦𝑒𝑛𝑛𝑒(𝑇𝐻𝑀_{𝑀𝐹𝑆𝛼}) ± 1 · 𝑆𝐷(𝑇𝐻𝑀_{𝑀𝐹𝑆𝛼})

Ainsi, les valeurs de THM comprises dans cet intervalle caractérisaient une pose MFS, les valeurs plus élevées caractérisant alors une pose RFS et les valeurs inférieures caractérisant une pose FFS. Toutes les données, protocole #1 et protocole #2 confondus, ont par la suite été classées selon les critères THM proposés et les critères α d’Altman & Davis (2012). Puis, les deux types de classification ont été comparés.