Profilage en sprint, force / vitesse ou charge / vitesse ?

Les profils charge/vitesse ou force vitesse sont tous les deux des méthodes de profilage des athlètes sur leur capacité à produire de la vitesse. Lorsque celles-ci sont bien réalisées elles permettent d’élaborer des méthodes d’entraînement rationnelles et spécifiques et de suivre de manière qualitative la progression des athlètes et de déterminer des intensités d’entrainement.

Avant tout, il faut dire qu’il existe une multitude de méthodes permettant d’obtenir ces profils ou similaires avec d’autre outils comme le GPS, des applications, des cellules photoélectriques, des radars avec ou sans l’utilisation d’un chariot de traction. L’utilisation du système 1080 dans ce but va permettre l’amélioration de la précision et standardiser la méthode sur plusieurs points clé.

En premier lieu, le système va automatiser le process de captation, de calcul des différents KPI ou la détermination des vitesses cibles, pour faciliter la vie des utilisateurs et standardiser la méthode, et tout cela sans traitement a postériori. Dans un second temps, l’appareil va rendre plus robuste la détermination de ces profils grace à la précision de mesure ou la détermination du démarrage de la course. Pour finir, l’avantage fondamental de la machine réside dans le fait qu’il permet à la fois la détermination du profil ainsi que l’entrainement dans les mêmes conditions, ce qui favorise la création de références chiffrées et leurs appropriations par les athlètes à l’entrainement.

La relation charge/vitesse n’est pas quelque chose de récent, c’est une méthode bien connue et utilisée depuis des années sur ergomètres ou dans l’axe vertical en musculation (en squat par exemple) (Kaneko et al. 1983).  Dans le plan horizontal, l’utilisation est plus récente et pas mal de méthodes se sont développées récemment avec l’arrivée de différentes technologies. Techniquement, les choses sont plus compliqués pour plusieurs raisons techniques ; en premier lieu la méthode requière une résistance constante et précise, même si des méthodes existes avec des chariots lestés ou une friction de corde, la quantification des résistances restent insatisfaisante et non reproductible.   Le second point important, c’est qu’il faut mesurer de manière précise la vitesse avec une fréquence suffisamment élevé pour obtenir une mesure robuste de la vitesse max (généralement lissée sur 0,5s).

L’arrivée de l’appareil 1080 doté d’une résistance motorisée a permis de lever les verrous technologiques et de simplifier la captation sur le terrain. 

En pratique, l’exercice consiste à réaliser plusieurs sprints à vitesse maximale avec un panel de résistances suffisamment large, allant de léger à lourd, pour balayer la relation de manière importante. La méthode repose sur le postulat d’une relation linéaire reliant la vitesse maximale atteinte pour chaque charge appliquée. Avec des charges légères la vitesse sera rapide et celle-ci diminuera avec l’augmentation de la charge appliquée. Cette relation est propre à chaque athlète et c’est bien ce qui fait l’intérêt de ce profilage. Au-delà d’un profil qui permettra d’observer des variations de performance spécifiques, le profil permet également l’utilisation de la méthode d’entraînement basé sur la vitesse (le VBT, Velocity Based Training) pour construire des programmes de sprint individualisés en choisissant les charges exactes nécessaires pour atteindre une diminution de vitesse (Vdec) précise, plutôt que de deviner avec des résistances arbitraires.

Sur cette partie, la machine permettra d’optimiser l’utilisation du profil charge / vitesse en individualisant avec grande précision la résistance permettant d’atteindre la vitesse spécifique (Vdec) (par exemple 10 %, 25 %, 50 %), et en indiquant la charge exacte dont chaque athlète a besoin pour atteindre cette Vdec.

Pour la réalisation, il faut donc au moins 3 sprints avec 3 charges ; légère, moyenne et lourde.

Dans un des podcast 1080 donne quelques repères pour les charges.  La première étant 3 pour les hommes ou 2 Kg pour les femmes semblent bien. Il s’entend que les distance de sprint doivent leurs permettre d’atteindre la vitesse max. Il est donc important de garder un œil sur la courbe de vitesse et refaire un sprint si nécessaire.

Pour la charge légère, on préconise 30 mètres, pour l’intermédiaire 25 mètres et 20 pour la charge lourde. Evidement avec des athlètes spécialistes du sprint cela peut varier, donc la vérification est importante.

Quelques rappels méthodologiques importants : 

• Avec un échauffement optimal, et réaliser des sprints maximaux du début à la fin.
• Il est conseiller de placer la machine 10 mètres derrière le départ pour avoir un angle de corde le plus constant possible et limiter les frottements.
• Un point zéro à 5 mètres sera également une bonne chose 
• Utiliser le mode NFW pour tous les sprints
• Vous pouvez randomiser et faire le sprint léger, lourd puis moyen de manière à ne pas avoir la charge la plus lourde en dernier
• Au moins 5 minutes de récupération entre les efforts

Fiabilité : viser un R² > 0,985

Espace limité : si votre installation ne permet que 20 mètres, choisissez une charge initiale plus lourde qui permet malgré tout d’atteindre la vitesse maximale dans cette distance, puis sélectionnez des charges moyenne et lourde bien espacées à partir de là.

Vidéo complète: Load-Velocity Profiling – Guide pratique et bonnes pratiques  (Load–Velocity Profiling for Sprint Training | How-To and Best Practices)

Le profil force vitesse en sprint direct.

Contrairement au profil charges/vitesse, ce profil peut se réaliser en un seul sprint maximal. Il est possible voir recommandé d’en faire deux pour prendre le meilleur résultat mais, les indicateurs sont extraits d’une seule course.

La méthode de détermination du profil Force-Vitesse (F-V) constitue une approche biomécanique visant à analyser la manière dont un athlète produit de la force et de la vitesse lors d’actions explosives, notamment le sprint et le saut vertical. Elle repose sur le principe fondamental de la relation force-vitesse, selon lequel la capacité à produire de la force diminue à mesure que la vitesse de contraction musculaire augmente (Hill, 1938). L’objectif de cette méthode est de caractériser le profil mécanique individuel d’un athlète afin de mieux comprendre les déterminants de sa performance et d’orienter l’entraînement de manière individualisée (Morin & Samozino, 2016).

Dans le cas du sprint, la méthode consiste à analyser un sprint maximal sur une distance de 30 à 40 mètres. Les vitesses de déplacement sont mesurées à l’aide d’outils tels qu’un radar Doppler, laser, des systèmes GPS haute fréquence ou le 1080 Sprint.

La première étape consiste à de réaliser un fitting de la courbe de vitesse jusqu’à la vitesse maximale par une mono-exponentielle et de trouver le coefficient τ (tau). En d’autres termes, on recherche la valeur de tau qui permet d’avoir une courbe qui représente le mieux la vitesse de l’athlète.

v(t)=Vmax​(1−e−t/τ)

où : 

• v(t) : vitesse instantanée à l'instant t
• Vmax : vitesse maximale théorique atteinte en fin d'accélération
• τ(tau) : constante de temps caractérisant la vitesse d'accélération
• e : base du logarithme naturel 

Du peux s’ajuster pour décrire l’accélération comme suit.

a(t)=τVmax​​e−t/τ

 A partir de cette relation donnant l’accélération et en appliquant la seconde loi de Newton (F = m × a) et en tenant compte des forces de résistance comme la traînée aérodynamique, on peut estimer la force horizontale produite par l’athlète (Samozino et al., 2016).

Ces calculs permettent de déterminer plusieurs variables mécaniques clés décrivant la relation force-vitesse. La première est F0, qui correspond à la force horizontale théorique maximale qu’un athlète pourrait produire à vitesse nulle. La seconde est V0, qui représente la vitesse maximale théorique atteinte lorsque la force horizontale devient nulle. La relation entre ces deux variables est généralement linéaire, ce qui permet de modéliser la capacité mécanique de l’athlète sur l’ensemble du sprint. À partir de F0 et V0, il est également possible de calculer la puissance mécanique maximale (Pmax), qui correspond au produit optimal de force et de vitesse (Morin et al., 2011).

La méthode ne se limite pas à l’évaluation de la force horizontale totale. Elle s’intéresse également à l’orientation de la force appliquée au sol, c’est-à-dire à la capacité de l’athlète à orienter efficacement sa force vers l’avant pour produire de la propulsion. Cet aspect est évalué à l’aide du ratio de force horizontale (RF), ainsi que de la diminution de ce ratio au cours de l’accélération (DRF). Ces indicateurs fournissent des informations sur l’efficacité mécanique du sprinteur, notamment sa capacité à maintenir une orientation propulsive de la force lorsque la vitesse augmente (Morin et al., 2011).

Le 1080 sprint permet cette méthode d’une manière un peu différente, avec une approche permettant d’éliminer quelques biais techniques. Contrairement à la méthode originale, le 1080 sprint demande une charge entre 1 et 3 Kg (on recommande 2 ou 3 kg), mais pas de panique, cette charge est bien évidemment incluse dans les calculs. Ce point permet d’obtenir une tension du câble qui réduit les erreurs potentielles de vitesse liées à l’inertie du moulin. Également, cette charge et tension permanente permet d’obtenir plus facilement un engagement maximal des athlètes dès le départ. On le rappelle, la relation mono-exponentielle qui est à la base de la méthode a été démontrée pour des efforts maximaux du départ à Vmax.

Ici aussi, l’identification du départ est un point clé. Le 1080 et la méthode utilisée pour déterminer le départ permettent de lever toute ambiguïté sur celui-ci contrairement à l’utilisation avec des applications ou des cellules.  Tout comme le départ, la détermination de la Vmax sera très simple et automatique avec la fréquence de mesure à 200 Hz.  Un des gros intérêts, c’est l’obtention de ce profil instantanément et surtout de manière standardisée pour éviter la variabilité induite par la méthode.

Alors que choisir.   

La méthode PFV est plus simple et rapide car elle ne demande qu’un sprint, alors que la méthode charge/vitesse nécessite plus de sprints et l’utilisation de charge. Il est certain qu’avec un groupe conséquent, certains préféreront la méthode du PFV avec un seul sprint. Cependant, la méthode reposant sur plusieurs charges possède de nombreux avantages, et en premier lieu une seule courbe ne porte pas le poids de tous les indicateurs de manière interconnectée.  Dans le cas de du PFV, une petite réduction de la Vmax induira directement une modification (et contre intuitivement à la hausse) de F0 (Ettema 2023). Certaines études avancent une moins bonne reproductibilité de cette méthode, principalement liée à l’incapacité des athlètes à faire des sprints de 0 à 40 m à 100%.

Si vous travaillez régulièrement avec des sprints chargés, alors la méthode charge vitesse sera parfaite car l’évaluation constituera un réel avantage pour une approche VBT et renforcera l’encrage des valeurs de référence pour chaque athlète. Elle peut d’ailleurs s’implémenter dans un monitoring invisible si ce type de travail est récurent.

Si vous manquez de temps et vous souhaitez avoir des repères sur vos athlètes afin d’orienter la typologie de travail, le PFV simple sprint sera un outil de choix.

Chacun voit le profilage à sa porte et peut importe votre choix, le 1080 Sprint sera la manière la plus robuste et la plus facile de l’aborder. 

Références

• Hill, A. V. (1938). The heat of shortening and the dynamic constants of muscle. Proceedings of the Royal Society B.
• Kaneko, M., Fuchimoto, T., Toji, H., & Suei, K. (1983). Training effect of different loads on the force-velocity relationship and mechanical power output in human muscle. Scandinavian Journal of Sports Sciences, 5(2),
• Morin, J.-B., Edouard, P., & Samozino, P. (2011). Technical ability of force application as a determinant factor of sprint performance. Medicine & Science in Sports & Exercise.
• Samozino, P., Morin, J.-B., Hintzy, F., & Belli, A. (2012). A simple method for measuring force, velocity and power output during squat jump. Journal of Biomechanics.
• Morin, J.-B., & Samozino, P. (2016). Interpreting power-force-velocity profiles for individualized and specific training. International Journal of Sports Physiology and Performance.
• Ettema G. (2023) The Force–Velocity Profiling Concept for Sprint Running Is a Dead End. International Journal of Sports Physiology and Performance