1 – Introduction

1La course est un mode de locomotion qui apparaît spontané ment, sans apprentissage. Son apparition vers l’âge de 2 ans et sa maturité vers l’âge de 5 ans marquent des étapes importantes dans le développement psychomoteur de l’enfant. La course se différencie de la marche par une alternance de périodes de double suspension lors desquelles le corps n’est pas en contact avec le sol et de périodes d’appui unipodal. De ce fait, son apparition traduit la capacité de l’enfant à produire une force suffisante pour recevoir le poids du corps sur un membre après la poussée de l’autre membre (Gage & Schwartz, 2009 ; McCollum, Holroyd, & Castelfranco, 1995 ; Vaal, Van Soest, & Hopkins, 1995).

2La course a fait l’objet de nombreux travaux en particulier dans une optique biomécanique, qui vise souvent à une caractérisation en termes de performance cinétique, cinématique, voire métabolique (Higginson, 2009). Au-delà de ses caractéristiques spatio-temporelles (Novacheck, 1998 ; Thordarson, 1997), plusieurs aspects de la course ont été mis en évidence comme la capacité à résister aux impacts lors de la pose du pied au sol, à maintenir la stabilité du membre en appui ou à produire de la force pour la propulsion (Hunter, Marshall, & McNair, 2005 ; Simpson & Bates, 1990).

3Parmi tous ces indices, la stabilité lors de la phase d’appui apparaît comme cruciale. En effet, pendant cette phase, le membre inférieur doit dans un premier temps amortir le choc consécutif à la pose et stabiliser l’appui, puis dans un second temps, faciliter la transmission des forces de propulsion. Plus la période d’amorti et de stabilisation sera courte, plus la période de propulsion sera longue. Novacheck (1998) décrit le rôle de la hanche et du genou à cet effet, en particulier à travers une augmentation de la vitesse angulaire proportionnelle à la vitesse de course. De récents travaux ont par ailleurs précisé le rôle de l’organisation neuromusculaire et son lien avec les paramètres spatio-temporels de la course. Tout d’abord, l’action conjointe des fléchisseurs plantaires et du quadriceps, muscle bi-articulaire fléchisseur de la hanche et extenseur du genou, est décrite comme essentielle pour la stabilité du corps en appui et pour la propulsion (Hamner, Seth, & Delp, 2010; Krell & Stefanyshyn, 2006 ; Sasaki & Neptune, 2006). D’autre part, alors qu’à vitesse de course constante la fréquence de foulée est augmentée, l’activité musculaire est majorée en fin de phase de suspension, suggérant une anticipation du contact à venir mais n’est pas modifiée lors de l’appui (Chumanov, Wille, Michalski, & Heiderscheit, 2012; Hamner, et al., 2010).

4Cependant, plus que sur des effets spatio-temporels ou ceux liés à la qualité propre des muscles (Allison, Bailey, & Folland, 2008), Heiderscheit (2000), abordant la variabilité de la coordination inter-articulaire lors de la locomotion, précise que la seule prise en compte isolée des composantes biomécaniques du mouvement est insuffisante pour la bonne compréhension de la locomotion. Elle doit en effet intégrer la façon dont les différents segments corporels agissent ensemble. Ainsi, si de très nombreuses études permettent d’aborder la complexité de la réalisation du mouvement au travers de chaque composante du système neuro-musculo-squelettique, la façon dont elles s’organisent ensemble dans le temps et dans l’espace reste à préciser.

5Günther et Blickhan (2002) indiquent par exemple la nécessaire activité conjointe de la cheville et du genou afin de favoriser la stabilité dynamique de l’appui. Hunter, Marshall, & McNair (2004) mettent en évidence que l’interaction entre les articulations du membre inférieur est fortement liée aux conséquences des contraintes extérieures lors de l’appui. En effet, le contrôle des moments articulaires externes générés par les forces de réaction du sol lors de l’appui nécessite une action conjointe des différents groupes musculaires agissant sur le membre inférieur. Ces conclusions rejoignent les résultats d’une étude plus ancienne montrant des différences importantes de coordination entre la jambe et la cuisse lors de la marche et la course à vitesse identique, dans une décomposition fonctionnelle du pas et de la foulée (Li, van den Bogert, Caldwell, van Emmerik, & Hamill, 1999). Ces derniers auteurs relèvent en particulier une différence marquée de coordination lors de phases spécifiques du pas ou de la foulée en fonction des objectifs moteurs. Des travaux récents ont permis de préciser la coordination entre la cheville, le genou et la hanche lors du sprint (Gittoes & Wilson, 2010). Le rôle clé de la coordination entre la cheville et le genou a été particulièrement relevé dans la transition entre la phase de stabilisation et la phase de propulsion lors de l’appui.

6Si la coordination inter-articulaire permet de caractériser différentes phases de l’appui, plusieurs travaux ont tenté de mettre en évidence un lien entre la coordination inter-articulaire, en particulier entre l’arrière pied et le genou, et la présence de pathologies de contrainte chez des coureurs (De Leo, Dierks, Ferber, & Davis, 2004 ; Hamill, van Emmerick, Heiderscheit, & Li, 1999 ; Heiderscheit, Hamill, & van Emmerik, 2002 ; Stergiou & Bates, 1997). Les différences observées entre coureurs lésés et non lésés ont permis de déduire par contraste ce que devrait être la coordination typique entre les articulations étudiées. Cependant, elles n’ont pas permis de dégager une typologie générale de la coordination interarticulaire lors de la course.

7Concernant la locomotion de façon plus globale, une étude récente abordant la coordination entre les ceintures pelvienne et scapulaire lors de la marche et la course a permis de montrer que le couplage entre les ceintures augmente avec la vitesse, en particulier afin de contrebalancer les conséquences déstabilisatrices des forces de réaction du sol (Dedieu & Zanone, 2012). Cette approche, qui prend en compte de façon globale l’action des différentes composantes du système neuro-musculo-squelettique, a été suivie pour l’étude de nombreux actes moteurs, en particulier des gestes sportifs. Elle permet de mieux comprendre les phénomènes sous-jacents à leur réussite que ce soit, par exemple, pour la coordination interarticulaire du membre inférieur lors du triple saut (Wilson, Simpson, van Emmerik, & Hamill, 2008) ou la coordination intermembres lors de la natation (Chollet, Seifert, & Carter, 2008 ; Leblanc, Seifert, & Chollet, 2009).

8Comparant des sprinteurs de haut niveau et des étudiants en éducation physique courant un sprint, Babi?, ?oh, & Dizdar (2011) évoquent de possibles différences dans la coordination intermusculaire entre muscles agonistes et antagonistes. L’évocation de ces possibles différences rejoint les remarques de Hanon (2005) pour qui le niveau d’expertise semble influencer les activités musculaires enregistrées au cours de la course que ce soit pour les patterns d’activité des muscles biarticulaires ou pour le rapport pré-activité/activité des muscles mono-articulaires.

9De même, la fréquence élevée des coureurs n’ayant pas préalablement pratiqué l’athlétisme qui souffrent de pathologies tendineuses du genou comparativement à des coureurs ayant une éducation athlétique laisse envisager une différence dans la façon de courir entre ces deux populations de coureurs. Alors qu’une typologie de la coordination inter-articulaire de la course apparaît difficile à définir (Dierks & Davis, 2007 ; Hreljac, Marshall, & Hume, 2000) suggèrent que les coureurs experts ont un risque moindre de blessure grâce à un mode de course atténuant les conséquences des impacts au sol par un prépositionnement adapté du membre inférieur ou par une résistance musculaire active à l’impact (Hreljac, 2004). Aussi, si la course peut être abordée au travers des coordinations entre les ceintures ou au travers des coordinations entre les différentes articulations du membre inférieur, elle peut aussi être étudiée en comparant la spontanéité de son acquisition et le fait qu’elle est un geste sportif spécifique dans la pratique de l’athlétisme.

10Cette approche n’est pas nouvelle dans le domaine des sciences du sport en raison de la gestuelle spécifique requise. En effet, dans de nombreuses situations sportives comme le triple saut ou la natation évoqués plus haut, les mouvements demandés requièrent des coordinations rarement présentes spontané ment et de façon durable et répétée. Ils nécessitent un apprentissage, c’est-à-dire, en termes dynamiques, l’acquisition d’un nouveau patron de coordination (Zanone, 1999 ; Zanone & Kelso, 1992). La distinction entre un novice et un expert dans la réalisation d’un geste sportif (c’est-à-dire d’un patron de coordination) a ainsi été réalisée par l’étude des coordinations inter-articulaires dans plusieurs disciplines sportives. Temprado, Della-Grasta, Farrell, & Laurent (1997) ont abordé cette question lors du service en volley-ball en étudiant un groupe de débutants et un groupe d’experts. Si ces deux groupes se distinguent par des performances différentes, ils se distinguent aussi par un mode différent de coordination inter-articulaire du membre supérieur utilisé. En effet, le patron de coordination des débutants est caractérisé par un couplage rigide entre les différentes articulations (épaule, coude, poignet) avec une relation « en phase », c’est-à-dire évoluant de façon spatio-temporelle dans le même sens. En revanche, le patron de coordination des experts se caractérise par une déviation par rapport au mode de coordination « en phase » entre l’épaule et le coude et entre le poignet et le coude, relâchement des degrés de liberté. Delignières et al. (1998) ont étudié les modes de coordination adoptés par des débutants lors de la réalisation d’une tâche gymnique complexe, consistant à effectuer des oscillations en suspension entre des barres parallèles en position inversée. Cette tâche pouvait être décrite comme le résultat du couplage de deux oscillateurs, l’un caractérisant les oscillations du centre de masse autour des mains, l’autre caractérisant les oscillations verticales du centre de masse par rapport à la ligne des épaules et déterminées par les mouvements de flexion-extension de la hanche. Cette étude a mis en évidence la difficulté des débutants à s’éloigner d’un mode de coordination initial caractérisé par une coordination en phase et à la même fréquence entre les oscillations pendulaire et verticale pour obtenir une coordination experte montrant un rapport de fréquences 2:1 et un décalage de phase de 90° /270°, censé mieux prendre en compte les contraintes de la tâche. Les résultats de ces études sur des gestes sportifs suggèrent qu’un patron de coordination particulier distingue l’expert du novice.

11Plusieurs des travaux abordant la coordination interarticulaire ont utilisé la phase relative (continue) comme mesure de la coordination. Issue des outils de l’approche dynamique des patrons de coordination (Kelso, 1995), son application à la locomotion offre un moyen intéressant d’appréhender la complexité du comportement moteur coordonné au travers de variables simples, détachées de tout lien spécifique avec les composantes anthropométriques ou biomécaniques notamment (Kelso & Jeka, 1992 ; Scholz & Kelso, 1989; Schöner & Kelso, 1988). Utilisant dès le début des années 1980 l’étude des coordinations bimanuelles comme paradigme expérimental, Kelso va décrire la coordination motrice en tant que phénomène auto-organisé et mettre en évidence des réponses typiques en fonction de contraintes données (Kelso, 1981, 1984). Utilisant la phase relative (?) comme variable collective, il va montrer que deux patrons stables de coordination (correspondant aux attracteurs de la dynamique sous-jacente) peuvent apparaître spontané ment, c’est-à-dire sans consigne explicite autre que de faire osciller les segments ensemble : proche de 0°, elle indique une coordination en phase de ces segments, c’est-à-dire un mouvement synchrone dans la même direction, proche de ± 180°, elle indique une coordination en antiphase, c’est-à-dire un mouvement des segments synchrone mais de direction opposée. D’une valeur située entre 0° et ± 180°, elle indique un décalage temporel entre les deux éléments considérés. De valeur positive, elle indique alors une avance temporelle du segment distal sur le segment proximal, et inversement.

12Dans cette approche, ces principes assimilent l’appareil locomoteur à un système d’oscillateurs couplés, dont la dynamique détermine la coordination qui existe entre les segments mobilisés. La variabilité de la phase relative traduit la stabilité du patron. Elle renseigne sur la capacité du système neuromusculaire à maintenir un état stable de coordination, c’est-à-dire un même patron de coordination (Kelso, 1995). En particulier, la variabilité augmente de façon significative à l’approche de la vitesse de transition entre la marche et la course avant de revenir à des valeurs de variabilité moindre lorsque le nouveau patron de coordination est instauré (Diedrich & Warren, 1995). La coordination est un processus dynamique soumis à des contraintes qui évolue dans le temps. Reprenant les concepts proposés par l’approche dynamique des patrons de coordination, le mode de locomotion choisi, en tant que patron de coordination, résulte de l’interaction des différentes composantes du système neuromusculo-squelettique dont le couplage mutuel assure leur auto-organisation sous l’effet de contraintes, par exemple, environnementales.

13Cette étude envisage la dynamique de coordination dans le cadre de la course, alors qu’elle a été pratiquée de manière spécifique ou non lors de la pratique de sports différents. Utilisant les outils offerts par l’approche dynamique des patrons de coordination, notamment la mesure de la phase relative continue, nous avons comparé les patrons de coordination à vitesse de course identique, tout particulièrement en termes de patron de coordination dans la course d’athlètes et de non athlètes dont le degré d’expertise en regard de la course est considéré comme différent. Ces résultats ont été mis en regard d’une analyse des données cinématiques obtenues.

2 – Matériel et méthode

2.3 – Traitement des données

16Les coordonnées 3D de marqueurs réfléchissants placés sur les repères corporels selon le Plug-in-Gait Marker Placement ont été enregistrées à 100 Hz à l’aide de six caméras du système d’analyse du mouvement Vicon (Oxford Metrics Ltd., Oxford, England). L’enregistrement a été effectué à partir de la 30^e s de course. Les données ont été filtrées à l’aide d’un filtre passe-bas (6 Hz) et ont été traitées par une programmation informatique spécifique réalisée par nos soins.

17Deux foulées successives au moins ont été traitées par essai pour chaque sujet. La durée de chaque foulée a été déterminée entre deux contacts au sol du même pied. Le rapport entre temps d’appui et durée totale de la foulée a été calculé et ramené en pourcentage de la durée totale de la foulée. L’analyse a porté sur l’enregistrement du membre inférieur droit.

18Pour chaque articulation (hanche, genou et cheville), l’angle articulaire a été calculé. Après normalisations temporelles en 100 points de chaque foulée afin de pouvoir effectuer une comparaison (Kurz & Stergiou, 2002) et afin de mesurer la coordination intra-segmentaire entre la cheville, le genou et la hanche, la phase relative continue, ?, a été calculée selon la méthode de la transformée de Hilbert. Cette méthode consiste en une transformation de la fréquence des séries temporelles obtenues par analyse en un signal résultant composé de nombres complexes (Pikovsky, Rosenblum, & Kurths, 2001, p. 362–370). Elle présente l’avantage d’être moins sensible aux variations d’amplitude et de fréquence. En revanche, la précision du résultat obtenu dépend des algorithmes utilisés pour le calcul.

19La valeur moyenne de chacune de ces données, l’amplitude articulaire ainsi que leur variabilité correspondant à l’écart-type ont été calculées pour l’ensemble des sujets (Burgess-Limerick, Abernethy, & Neal, 1993; Clark & Phillips, 1993; Li, et al., 1999).

20L’étude a été effectuée de façon distincte pour le cycle complet de la foulée (du contact du pied au sol jusqu’au contact suivant de ce même pied) et pour chaque phase du cycle de course tel que proposé par Novacheck (1998). La première période d’absorption débute au contact du pied au sol et se termine au point d’inversion d’appui (angle de flexion maximum du genou lors de l’appui) (« A » sur les figures). La période de « génération » d’énergie débute au point d’inversion d’appui (A) et se termine lorsque le genou a atteint son maximum de flexion lors de la phase oscillante (point d’inversion de la phase oscillante : « B »). La seconde période d’absorption débute au point d’inversion de la phase oscillante (B) et se termine lors du contact du pied au sol (Fig. 1).

Fig. 1

Phases du cycle de course (« A » : point d’inversion d’appui ; « B » : point d’inversion de la phase oscillante)

Phases du cycle de course (« A » : point d’inversion d’appui ; « B » : point d’inversion de la phase oscillante)

21En raison de l’effectif de l’échantillon étudié, les comparaisons entre les différentes variables ont été réalisées par le test U de Mann-Whitney à un facteur (expertise). Un seuil de significativité de 95 % a été retenu.

3 – Résultats

3.1 – Paramètres de la foulée (Tab. 1)

Tableau 1

Valeurs moyennes des différentes mesures caractérisant la foulée (écart-type entre parenthèses)^*

Non-experts (n = 7) Experts (n = 5) Paramètre de la foulé e Duré e 730 ms (32) 688 ms (74) Durée d’appui/durée de foulée* 43,43 % (1,99) 38,00 % (5,52) Durée relative des différentes phases de la foulé e 1re phase d’absorption* 16,43 % (1,51) 14,40 % (1,52) Phase de génération 55,71 % (3,50) 55,80 % (5,85) 2ème phase d’absorption 27,86 % (3,08) 29,80 % (6,72) Phase relative moyenne Cheville – genou –60,31°(33,70) –68,38°(8,42) Cheville – hanche –24,60° (12,29) –18,01°(14,94) Genou – hanche 28,91° (19,50) 45,84°(11,95) Variabilité moyenne inter-essais de la phase relative Cheville – genou 52,95° (17,65) 60,22°(17,36) Cheville – hanche 47,73° (24,13) 36,82°(5,46) Genou – hanche 79,21° (19,25) 77,35°(10,23)

Valeurs moyennes des différentes mesures caractérisant la foulée (écart-type entre parenthèses)^*

? Différence significative entre experts et non-experts, p < 0,05.

22La durée de la foulée n’est pas significativement différente entre les deux groupes. En revanche, le rapport entre le temps d’appui et la durée de la foulée est plus faible pour le groupe « expert » que pour le groupe « non-expert » (38 % vs. 43,43 %) (p = 0,047). Ces valeurs sont comparables à celles habituellement citées dans la littérature (Novacheck, 1998).

3.3 – Evolution de la coordination intra-segmentaire

3.3.1 – Coordination entre la cheville et le genou

24Pour l’ensemble de la foulée, la différence de la valeur moyenne de la phase relative ne diffère pas significativement entre les deux groupes (p = 0,808) (Tab. 1). De même, la variabilité de la phase relative entre les essais ne diffère pas significativement (p = 0,495) (Tab. 1). En revanche, lors de la 1^re phase d’absorption, la valeur moyenne de la phase relative diffère significativement entre les deux groupes (groupe « expert » : ? = 14,21°, groupe « non-expert » : ? = –16,08°) (p = 0,048) (Fig. 2c). La valeur moyenne de la phase relative du groupe « expert » est positive ce qui indique une avance temporelle du segment distal (la cheville) sur le segment proximal (le genou).

3.3.2 – Coordination entre la cheville et la hanche

25Pour l’ensemble de la foulée, la valeur moyenne de la phase relative entre la cheville et la hanche ne diffère pas significativement entre les deux groupes (p = 0,421). De même, la variabilité de la phase relative entre les essais ne diffère pas significativement entre les deux groupes (« expert » et « non-expert ») pour l’ensemble de la foulée ou pour chacune des phases. En revanche, lors de la phase de génération, la valeur moyenne de la phase relative diffère significativement entre les deux groupes (groupe « expert » : ? = –8,85°, groupe « non-expert » : ? = –29,08° ; p = 0,030) (Fig. 2c). Dans les deux cas, cette valeur est négative ce qui indique une avance temporelle du segment proximal (la hanche) sur le segment distal (la cheville) avec une synchronisation plus forte (davantage proche de 0°) pour le groupe « expert ».

Fig. 2

Valeurs moyennes d’angle, d’amplitude articulaire et de phase relative moyens par phases de la foulée. Les barres d’erreur indiquent l’écart-type du groupe

Valeurs moyennes d’angle, d’amplitude articulaire et de phase relative moyens par phases de la foulée. Les barres d’erreur indiquent l’écart-type du groupe

26L’observation du tracé des phases relatives entre la cheville et la hanche indique une transition de phase marquée en milieu de phase d’appui dans le groupe « nonexpert » avec inversion de l’avance temporelle entre la cheville et la hanche alors que le tracé de la phase relative dans le groupe « expert » indique une dérive régulière correspondant à la partie « appui » de la phase de génération pour atteindre une valeur proche de 0° lorsque le pied quitte le sol (Fig. 3).

3.3.3 – Coordination entre le genou et la hanche au cours de la foulée

27Pour l’ensemble de la foulée, la valeur moyenne de la phase relative ne diffère pas significativement entre les deux groupes ainsi que sa variabilité inter-essais (p = 0,118) (Tab. 1). En revanche, lors de la phase de génération, la valeur moyenne de la phase relative est significativement plus grande pour le groupe « expert » (groupe « expert » : ? = 49,81°, groupe « non-expert » : ? = 28,07° ; F (1,10) = 5,05 ; p = 0,048) (Fig. 2a).

28L’analyse du tracé de la phase relative et de sa variabilité entre le genou et la hanche pour le groupe « expert » (Fig. 3) indique une brusque dérive de la phase au début de la période de génération avec inversion de l’avance temporelle entre le genou et la hanche. À la fin de la 2^e période d’absorption, on note une nouvelle dérive de phase mais de direction opposée. En revanche, pour le groupe « non-expert », la dérive de phase s’effectue plus régulièrement lors de la 1^re période d’absorption et au début de la période de génération (Fig. 3).

Fig. 3

Évolution de la phase relative continue (°) au cours de la foulée (non-experts) (« A » : point d’inversion d’appui ; « B » : point d’inversion de la phase oscillante)

Évolution de la phase relative continue (°) au cours de la foulée (non-experts) (« A » : point d’inversion d’appui ; « B » : point d’inversion de la phase oscillante)

29La variabilité inter-essais est grande pour le groupe « expert » au début de la période de génération, ce qui indique une stabilité moindre du mode de coordination, et tend ensuite à diminuer. En revanche, pour le groupe « non-expert », la variabilité inter-essais reste faible lors de la période de génération, ce qui indique une stabilité plus forte du couplage inter-articulaire, et grandit brusquement lors de la 2^e phase d’absorption.

3.3.4 – Variabilité moyenne inter-essais de la phase relative par phases

30La variabilité moyenne inter-essais de la phase relative ne diffère pas significativement entre les deux groupes quelle que soit la phase de la foulée considérée (Tab. 1).

3.6 – Évolution angulaire des articulations au cours de la foulée

35Pour les deux groupes, si l’allure générale des différentes courbes traduit une cinématique sensiblement identique, on peut noter cependant quelques différences.

36Pour la cheville, lors de la 1^re phase d’absorption, caractérisée par un mouvement de flexion dorsale, la variabilité inter-essais est plus faible au moment du contact au sol pour le groupe « expert » (Fig. 4) et tend à augmenter jusqu’au début de la phase de génération. Pour le groupe « non-expert » au contraire, elle tend à diminuer après 5 % du cycle environ (Fig. 4).

Fig. 4

Évolution angulaire de la cheville, du genou et de la hanche au cours de la foulée (« A » : point d’inversion d’appui ; « B » : point d’inversion de la phase oscillante)

Évolution angulaire de la cheville, du genou et de la hanche au cours de la foulée (« A » : point d’inversion d’appui ; « B » : point d’inversion de la phase oscillante)

37Au cours de la phase de génération, la variabilité inter-essais est importante pour le groupe « expert » et tend à diminuer pendant de la 2^e phase d’absorption. En revanche, elle reste faible pour le groupe « non-expert » lors de la phase de génération et augmente de façon conséquente lors de la 2^e phase d’absorption.

38L’évolution angulaire du genou au cours de la foulée se déroule de façon parallèle entre les deux groupes, le groupe « expert » (Fig. 4) étant significativement plus en flexion. Le corridor de variabilité inter-essais est plus étroit pour le groupe « non-expert » (Fig. 4).

39De même au niveau de la hanche, l’évolution angulaire au cours de la foulée se déroule de façon parallèle entre les deux groupes, le groupe « expert » étant significativement plus en flexion (Fig. 4). Le corridor de variabilité inter-essais est sensiblement identique entre les deux groupes.

4 – Discussion

40L’objet de cette étude était d’étudier la course, pratiquée de manière spécifique ou non dans le cadre de la pratique sportive, en termes de patron de coordination selon une approche dynamique de la coordination.

41Lors de la 1^re phase d’absorption, la valeur moyenne de la phase relative entre la cheville et le genou indique, pour les deux groupes étudiés, un léger décalage de phase mais reste proche de la valeur en-phase. Ces deux articulations se meuvent de façon synchrone et dans une direction identique. Ces résultats rejoignent les conclusions proposées par De Leo, et al. (2004) faisant état, en terme d’évolution temporelle relative, d’une synchronisation entre le pic maximal d’éversion de l’arrière pied, le pic maximal de rotation interne du segment jambier et le pic maximal de flexion du genou au cours de la phase d’appui. De même, l’évolution de la phase relative entre la cheville et le genou pourrait confirmer les résultats de Gittoes et Wilson (2010). Ces derniers mettent en évidence, lors d’une course à vitesse maximale, une progression de la valeur de la phase relative de l’anti-phase vers l’en-phase tout au long de l’appui. Cependant, l’évolution vers une coordination en-phase de la cheville et du genou dans la présente étude s’effectue seulement au cours de la 1^re phase d’absorption et évolue à nouveau vers un décalage de phase sensible lorsque le pied quitte le sol. Cette différence peut s’expliquer par la différence de vitesse lors du protocole expérimental, la durée relative de l’appui étant diminuée dans l’étude de Gittoes et Wilson (2010). La coordination en-phase est considérée comme plus stable que la coordination en antiphase (Jeka, Kelso, & Kiemel, 1993a, 1993b; Scholz & Kelso, 1990). Alors qu’à vitesse maximale, cette stabilité semble primordiale pour la phase de génération de mouvement (Gittoes & Wilson, 2010), à vitesse de course modérée, elle intervient lors de la période intermédiaire d’appui entre absorption et génération de mouvement. Nos résultats viennent confirmer les résultats de Seay, Haddad, van Emmerik, & Hamill (2006) qui décrivent une évolution identique de la phase relative pour une vitesse de course sensiblement supérieure à la vitesse de transition marche-course. De même, ils s’inscrivent dans la continuité des résultats de Dierks et Davis (2007) qui rapportent que la coordination en-phase entre la cheville et le genou est présente sensiblement au-delà du point de mise en charge maximum chez des coureurs loisirs. Si l’on s’intéresse aux différences observées entre les deux groupes étudiés, la valeur moyenne de la phase relative entre la cheville et le genou est positive pour le groupe expert. Alors que le genou est significativement plus en flexion avec une amplitude articulaire moindre, le signe positif de la valeur moyenne de la phase relative signifie une avance temporelle de la cheville qui contribue à résister aux contraintes mécaniques liées à la prise de contact et à l’amortissement lors de la 1^re phase d’absorption (Hunter, et al., 2005). Ce comportement différencié en fonction du groupe tend à indiquer une meilleure adaptation de la coordination inter-articulaire entre la cheville et le genou chez l’expert face aux contraintes inhérentes à la prise de contact et à la mise en charge.

42Dans notre étude, la phase de génération se caractérise par une première partie en appui au cours de laquelle les forces transmises au sol propulsent le corps vers l’avant et par une seconde partie aérienne, au cours de laquelle le membre inférieur en oscillation se déplace rapidement vers l’avant pour se préparer à une nouvelle prise de contact avec le sol. Le groupe expert se différencie du groupe non-expert avec le genou et la hanche davantage en flexion et une amplitude articulaire du genou plus importante pour l’ensemble de cette phase. La valeur moyenne de la phase relative entre la cheville et le genou, sensiblement identique pour les deux groupes, est négative. Elle indique une avance temporelle de l’articulation proximale (le genou) sur l’articulation distale (la cheville). Elle évolue de façon asynchrone pour les deux groupes avec un décalage de phase plus important pour le groupe expert. Cette évolution est à mettre en relation avec le phénomène identique, mais de signe opposé, observé pour le binôme genou-hanche. Lorsque le pied quitte le sol, la valeur de la phase relative entre le genou et la cheville est comparable à celle observée par Gittoes et Wilson (2010). La rapide évolution de la phase relative entre le genou et la hanche de l’expert entre la fin de la 1^re phase d’absorption et le début de la phase de génération semble confirmer une prise d’avance temporelle du genou sur la cheville et sur la hanche, alors que ces deux articulations agissent de façon synchrone et dans une direction identique. Lorsque le pied quitte le sol, la valeur de la phase relative entre le genou et la hanche est comparable à celle observée par Gittoes et Wilson (2010). Cette valeur est en moyenne davantage proche de l’enphase chez le non-expert évoquant un couplage plus stable et l’amplitude plus faible de sa variabilité évoque un couplage plus fort entre ces deux articulations. Cette situation est comparable à celle observée par Seay et al. (2006). Dans les mouvements cycliques, la stabilité de la coordination se manifeste plus clairement autour de points d’ancrage, c’est-à-dire de moments particuliers du cycle lors desquels la synchronisation est plus marquée (Byblow, Carson, & Goodman, 1994). Ainsi, il est intéressant de noter que si la variabilité de la phase relative entre le genou et la hanche est faible chez le non-expert lorsque le pied quitte le sol, il en est de même pour la variabilité entre la cheville et le genou, et la cheville et la hanche. Cette situation est révélatrice d’une stabilité forte de la coordination entre ces articulations. En revanche, la variabilité de la phase relative entre le genou et la hanche est plus importante chez l’expert lorsque le pied quitte le sol, contrairement à la variabilité de la phase relative entre la cheville et le genou, et la cheville et la hanche. La variabilité peut être perçue comme l’expression de l’adaptabilité de la dynamique sous-jacente pour maintenir un même patron. Mise en évidence en particulier par l’utilisation de la théorie des patrons dynamiques dans le domaine de la pathologie (Wagenaar & van Emmerick, 1994, 1996), la variabilité suggère alors dans notre étude une meilleure adaptabilité des experts aux contraintes liées à la propulsion. La coordination entre le genou et la hanche contribuerait à cette adaptabilité.

43Dans leur versant cinématique, nos résultats confirment ces aspects tout en révélant des différences entre les deux groupes étudiés. Les résultats du groupe expert tendent à montrer une meilleure adaptation cinématique aux contraintes mécaniques induites par les différentes phases de la foulée. L’amplitude articulaire du genou, significativement plus faible lors de la 1^re phase d’absorption et plus élevée lors de la phase de génération, contribue respectivement à résister aux forces dues à la vitesse et au poids du corps et à restituer et à produire l’énergie nécessaire à la propulsion (Hunter et al., 2004). Cette position tend à diminuer les moments articulaires de flexion produits par les forces de réaction du sol et à augmenter la raideur articulaire, facilitant ainsi la propulsion (Hobara, et al., 2010; Moritz & Farley, 2004). Lors de la 2^e phase d’absorption, si la valeur moyenne de la phase relative continue est identique entre les deux groupes quel que soit le binôme étudié, il convient de noter une variabilité plus importante de la phase relative continue entre la cheville et la hanche aux instants précédents la pose du pied au sol chez l’expert. Lors de cette phase, l’amplitude articulaire plus faible de la cheville, mise en lien avec une valeur angulaire proche de la position neutre, semble être une préparation à la prise de contact du pied au sol. Ces éléments articulaires rejoignent les résultats d’Aramptzis, Schade, Walsh, & Brüggemann (2001) et de Kyröläinen, et al. (2005) qui ontmis en évidence une préactivation musculaire autour de la cheville précédant la réception au sol et préparant le membre inférieur à l’impact à venir. Cette préparation et la stabilité en appui du membre inférieur contribuent à diminuer les déplacements verticaux du centre de masse ainsi que la durée de la phase de contact, un résultat que l’on retrouve dans notre étude : La 1^re phase d’absorption est significativement plus courte pour le groupe expert (Hunter, et al., 2005).

44La coordination entre les segments du membre inférieur participe, au même titre que la contribution cinématique, à la diminution des déplacements verticaux et au raccourcissement de la durée de la phase de contact, aspects primordiaux de la performance à la course. Le décalage de phase observé pour les deux groupes entre la cheville et la hanche et entre le genou et la hanche lors de la 1^re phase d’absorption avec, dans les deux cas, avance temporelle de la hanche, contribue à un allégement des contraintes subies par anticipation cinématique de l’articulation proximale. L’avance de la cheville sur le genou pour le groupe expert est un apport supplémentaire dans l’objectif de résistance à l’écrasement.

45Si, dans son ensemble, le patron de coordination interarticulaire de la course n’apparaît pas fondamentalement modifié entre les deux groupes étudiés, experts et non-experts, des différences sont notables lors de phases très précises du cycle de course. On peut supposer que ces différences de coordination inter-articulaire traduisent l’adaptation du patron de coordination aux contraintes liées à la course. Pour Hreljac, et al. (2000), les coureurs qui ont une foulée qui permet une diminution de l’intensité des impacts au sol réduisent le risque de blessure chronique et augmentent l’efficacité de leur foulée. Si la course peut être considérée comme l’expression d’une coordination spontanée, notre étude précise les synchronisations établies entre les articulations des membres inférieurs et montre une optimisation des relations inter-segmentaires par l’entraînement. Si la coordination entre les segments du membre inférieur chez le coureur expert n’est pas l’expression d’un patron fondamentalement différent de celui du coureur non-expert, les différences exprimées par nos résultats relèvent davantage d’ajustements significatifs qui permettent l’optimisation de la course.