Le test de saut vertical limite-t-il l’évaluation de la puissance des membres inférieurs chez les athlètes? (partie 1/2)

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1- Problématique

Dans le sport amateur ou de haut niveau, plusieurs tests sont utilisés afin d’évaluer, de contrôler et de prédire les performances sportives chez les athlètes. Dans plusieurs sports collectifs où la force-vitesse est un des facteurs déterminants (hockey, football, basketball, volleyball, etc.), le test de saut vertical est, depuis très longtemps, le plus utilisé afin de déterminer la puissance des membres inférieurs. Or, dans un monde évoluant sans cesse, de nombreux outils technologiques sont maintenant à notre disposition pour mesurer, directement ou indirectement, la puissance musculaire de l’athlète. De façon indirecte, ces outils mesurent la hauteur du saut vertical en se basant sur le temps d’envol ou sur la portée de saut atteinte (ex. avec le bras). De façon directe, ceux-ci mesurent les forces appliquées contre le sol. Il s’agit du Vertec, de l’Optojump, du Myotest, du Push, du Jump Mat, du Tapis de Bosco et enfin de la plate-forme de force.

2- Objectif(s)

Dans cet article, je m’attarderai essentiellement à 4 questions:

  1. Qu’est-ce que ces tests mesurent réellement?
  2. Ces tests sont-ils tous valides et fidèles?
  3. Le test de saut vertical et les mesures indirectes de la puissance musculaire sont-ils limitatifs dans leur rétroaction des données sur la performance exprimée?
  4. La plate-forme de force est souvent considérée comme un outil de référence pour l’évaluation et l’analyse de la puissance et des asymétries des membres inférieurs. Est-elle nécessaire voire indispensable à la pratique du préparateur physique?

3- Hypothèse de départ

Lorsque le protocole est bien effectué et la procédure standardisée, le test de saut vertical, et plus particulièrement le countermovement jump sans bras effectué sans équipement, ne limite pas les données nécessaires afin d’apprécier la puissance des membres inférieurs d’un athlète. Ceci, d’autant plus qu’il peut être pratiqué n’importe où et qu’il est beaucoup moins onéreux que plusieurs outils technologiques dont la plate-forme de force.

Une définition de la puissance:

La puissance est un terme largement employé dans le jargon de la préparation physique, et parfois de façon erronée (1). Avant de parler de sa mesure, il est important de la définir. La puissance est une variable de l’entraînement ou de la performance neuro-musculaire caractérisant un effort de haute intensité et de court terme (1). Elle s’exprime généralement en watts. La plupart des tests de saut vertical ne mesurent qu’indirectement celle-ci. Ils mesurent plutôt la hauteur d’un saut ou le temps d’envol, soit le temps écoulé entre le début d’un saut où les pieds d’un sujet quittent le sol et la réception de celui-ci. La puissance est donc extrapolée par une formule qui prend en compte la masse (kg) du sujet et la hauteur du saut (ou le temps d’envol), estimation qui amplifie nécessairement le risque d’erreurs.

Or, dans la préparation physique de haut niveau, l’évaluation standardisée des qualités physiques constitue une base solide et objective pour l’entraînement des sportifs. La précision, la validité et la fiabilité des instruments de mesure et des données sont d’une importance capitale dans le but d’évaluer et de suivre l’évolution des performances sportives.

4- Méthodologie

Standardisation de la procédure des tests:

Diverses techniques existent pour l’exécution du saut vertical: le Sargeant test, le jump and reach test, le test Albakov, le squat jump et le countermovement jump à titre d’exemples. Le test retenu ici sera celui du countermovement jump sans bras. D’une part, ce test permet d’isoler l’action des membres inférieurs de l’action des bras, qui peuvent avoir un effet sur la hauteur de saut atteinte. D’autre part, puisque le countermovement jump utilise le cycle étirement-raccourcissement des muscles, ou l’effet plyométrique de ceux-ci, il s’avère davantage représentatif de la plupart des gestes sportifs que les tests effectués à partir d’une position statique (ex. squat jump).

5- Résultats

Voici une présentation de la mesure, de la validité et de la fiabilité d’outils de mesure du saut vertical couramment utilisés, selon la documentation scientifique disponible.

Le Vertec

test saut vertical

1. Quelle est la mesure et sa précision?

Le Vertec mesure une hauteur de saut atteinte à l’aide du bras. Ce dernier est considéré aussi précis que le Jump mat, mais moins que la plate-forme de force (2, 3). Il s’agit d’une mesure indirecte de la puissance.

2. Validité:

Assez faible, lorsque comparée à un système d’analyse du mouvement par caméras (4) ou une plate-forme de force (5).

Fiabilité :

Relativement bonne à élevée, mais limitée par l’habilité technique requise (6, 7).

Le Vertec est régulièrement utilisé par des équipes sportives, en raison de son faible coût et de sa relative simplicité d’utilisation. Cependant, ce test ne peut pas être exécuté en countermovement jump sans bras. Il devient donc difficile d’apprécier la contribution des jambes seulement puisque le résultat est largement influencé par la technique du saut et l’utilisation des bras.

L’Optojump

test saut vertical
Photo courtoisie: Paul Gagné www.posturalsportsperformance.com
1. Quelle est la mesure et sa précision?

L’Optojump mesure principalement un temps d’envol et un temps de contact à l’aide de cellules photoélectriques, et à partir desquels est estimée une hauteur de saut. La précision de la mesure est similaire à celle du tapis de Bosco (8). Il est aussi possible de combiner l’Optojump à des caméras d’analyse du mouvement pour la marche et pour la course afin de mesurer des longueurs de foulée par exemple.  Il s’agit d’une mesure indirecte de la puissance.

2. Validité:

Bonne à très bonne, lorsque comparée à une plate-forme de force (8,9)

Fiabilité :

Très bonne à excellente (10)

L’avantage principal de l’Optojump réside dans le fait qu’il est possible de le poser sur presque toutes les surfaces. Cela rend les tests plus proches des conditions réelles de l’activité pratiquée.

Le Myotest

test saut vertical
Photo courtoisie: www.physicalways.wordpress.com
1. Quelle est la mesure et sa précision?

Le Myotest est un accéléromètre, à partir duquel nous pouvons estimer la hauteur du saut vertical dans ce cas-ci. Ce dernier semble surestimer de 7cm la hauteur de saut et de 7% le temps d’envol, en comparaison de l’Optojump (9).  Il s’agit d’une mesure indirecte de la puissance.

Myotest-T: mesure le temps d’envol

Myotest-V: mesure la vitesse d’impulsion verticale (vertical takeoff velocity)

2. Validité :

Sa validité est semblable à celle de l’Optojump (9)

Myotest-T : excellente (11)

Myotest-V : pauvre (11)

Le Myotest est aussi valide afin d’évaluer la force et la puissance dans des mouvements comme le squat et le bench press, tout comme les encodeurs linéaires (i.e. Tendo) et la plate-forme de force (12).

Fiabilité :

Élevée pour le Myotest-T et faible pour le Myotest-V (11). Sa fiabilité est aussi considérée très bonne en comparaison du Vertec et du Tapis de contact Just Jump (13).

Le Push

test saut vertical
Photo courtoisie: Institut National du Sport du Québec
1. Quelle est la mesure et sa précision?

Le Push est un accéléromètre et un gyroscope qui fournit des données sur la vitesse et la puissance moyennes et maximales. Il se sert d’algorithmes afin d’estimer le mouvement dans plusieurs plans de mouvements (3D), plutôt que d’utiliser le déplacement seul tel les encodeurs linéaires (ex. Tendo). Dans le cas du saut vertical, il peut ainsi estimer la hauteur du saut.  Il s’agit d’une mesure indirecte de la puissance.

2. Validité :

Le Push est un instrument valide pour mesurer la vitesse de déplacement dans un mouvement relativement lent, pour le haut du corps, lorsque comparé à un instrument standard de mesure tel un système d’analyse et de capture du mouvement 3D (14). Le Push n’a pas encore été validé pour les exercices de bas du corps ou les exercices explosifs, comme des sauts ou des variations d’haltérophilie.

Fiabilité :

Comme l’outil est relativement nouveau, la précision des données nécessite un examen scientifique afin de déterminer de sa fiabilité. En outre, la fiabilité intra- et inter-session devrait également être évaluée dans les études futures, car elle n’a pas été testée dans cette étude (14).

Avantages : Étant sans fil, son avantage principal est sa polyvalence d’utilisation. Les encodeurs linéaires ne sont capables de mesurer la vitesse et la puissance d’un mouvement que lorsqu’il sont attachés à une barre fixe dans un mouvement guidé comme la machine smith. Le Push est capable de mesurer la vitesse et la puissance d’une variété d’exercices dans la salle de musculation avec haltères et avec le poids du corps, comme des push-ups, des sauts, ou encore des exercices avec des kettlebells et des ballons médicinaux.

Le tapis de contact (ex. Jump Mat)

test saut vertical
Photo courtoisie: Institut National du Sport du Québec
1. Quelle est la mesure et sa précision?

Le tapis de contact mesure un temps de contact ou un temps d’envol. À partir du temps d’envol, on peut estimer une hauteur de saut vertical. La précision de sa mesure est parfois comparée à celle du Vertec mais ses valeurs sont plus élevées qu’avec la plate-forme de force (15, 16) et légèrement plus basses qu’avec les cellules photoélectriques (17).  Il s’agit d’une mesure indirecte de la puissance.

2. Validité :

Faible à très bonne, selon le tapis utilisé (18, 19, 20).

Fiabilité :

Élevée à très élevée (18, 21, 22, 23).

L’ergojump ou « tapis de Bosco »

test saut vertical

1. Quelle est la mesure et sa précision?

Le tapis de Bosco (24, 25) est un système optique similaire à l’Optojump. Il s’agit d’un tapis de chronométrage numérique relié par un câble à deux barres infrarouges. Selon le type utilisé, il prend parfois le nom d’ErgoJump, ErgoPower ou de système Muscle-Lab.  Il s’agit d’une mesure indirecte de la puissance.

Il mesure principalement un temps d’envol et un temps de contact, à partir duquel est estimée une hauteur de saut. La précision de sa mesure se compare à l’Optojump (8).

2. Validité :

Bonne (16).

Fiabilité :

Aucune donnée n’est disponible.

La plate-forme de force

Test saut vertical
Photo courtoisie: Institut National du Sport du Québec
1. Quelle est la mesure et sa précision?

La plate-forme de force est souvent considérée comme le standard par excellence pour évaluer la puissance musculaire d’un athlète. La puissance est le produit de la force et de la vitesse. Lorsqu’un saut vertical est produit, la plate-forme mesure les forces appliquées contre le sol pour en extraire, avec la masse du sujet, l’accélération, la vitesse et autres données. Son coût peut osciller entre 400$ et 40 000$. Certaines sont portatives, mais la plupart sont fixes et nécessitent des logiciels d’analyse coûteux et complexes à utiliser.

Contrairement aux autres tests de détente verticale, qui permettent d’estimer indirectement la puissance à l’aide de mesures de la cinématique du déplacement et de la vitesse du centre de masse, la plate-forme de force est l’instrument qui fournit la mesure la plus directe de celle-ci. La plate-forme de force nous permet non seulement d’apprécier le résultat de la puissance mais également de révéler comment la performance a été produite ou générée par le mouvement. Elle a donc l’avantage de nous donner de meilleurs indices au niveau des qualités musculaires requises afin de l’améliorer.

2. Validité et fiabilité :

La plate-forme de force est l’instrument le plus valide et le plus fiable pour mesurer la puissance musculaire des membres inférieurs chez les athlètes (26, 27).

La plate-forme de force est capable de fournir une panoplie de données sur la cinématique du mouvement, autres que la hauteur du saut :

  • Impulsion
  • Forces de réaction verticales maximales isométriques, concentriques ou excentriques
  • Puissance verticale maximale ou moyenne
  • Profondeur du contre-mouvement
  • Longueur de l’amortissement
  • Temps de contact concentrique/excentrique
  • Force réactive (distance/temps de contact total)
  • Asymétries entre les deux jambes
  • Taux de croissance de la force (rate of force development)
  • Accélération horizontale/verticale du centre de masse
  • Etc.

 

Articles/sites web d’intérêt

Le saut vertical n’est pas un test valide de l’expression de la puissance musculaireSavoir-Sport.org, Jean-François Tessier et André Fournier, 22 octobre 2012.

Puissance musculaire et saut vertical, SciencePerfo.com, 03 mai 2015.

Site de Paul Gagné, www.posturalsportsperformance.com

PUSH: The first fitness tracker to measure strength and power, Jordan Shakeshaft, site de Dailyburn.com, 08 janvier 2014.

Références

1- Knudson DV. Correcting the use of the term « power » in the strength and conditioning literature. J Strength Cond Res. 2009 Sep;23(6):1902-8.

2- Whitmer TD, Fry AC, et al. Accuracy of a vertical jump contact mat for determining jump height and flight time. J Strength Cond Res. 2015 Apr;29(4):877-81.

3- Magnúsdóttir Á, Þorgilsson B, et al. Comparing three devices for jump height measurement in a heterogeneous group of subjects. J Strength Cond Res. 2014 Oct;28(10):2837-44.

4- Leard JS, Cirillo MA, et al. Validity of two alternative systems for measuring vertical jump height. J Strength Cond Res. 2007 Nov;21(4):1296-9.

5- Buckthorpe M, Morris J, et al. Validity of vertical jump measurement devices. J Sports Sci. 2012;30(1):63-9.

6- Young W, MacDonald C, et al. An evaluation of the specificity, validity and reliability of jumping tests. J Sports Med Phys Fitness. 1997 Dec;37(4):240-5.

7- Nuzzo JL, Anning JH, et al. The reliability of three devices used for measuring vertical jump height. J Strength Cond Res. 2011 Sep;25(9):2580-90.

8- Bosquet L, Berryman N, Dupuy O et al. A comparison of 2 optical timing systems designed to measure flight time and contact time during jumping and hopping. J Strength Cond Res. 2009 Dec;23(9):2660-5.

9- Castagna C, Ganzetti M, et al. Concurrent validity of vertical jump performance assessment systems. J Strength Cond Res. 2013 Mar;27(3):761-8.

10- Glatthorn, J.F, Gouge, S et al. Validity and Reliability of Optojump Photoelectric Cells for Estimating Vertical Jump Height. Journal of Strength & Conditioning Research. February 2011 – Volume 25 – Issue 2 – pp 556-560.

11- Casartelli, N., Müller, R. et al. Validity and Reliability of the Myotest Accelerometric System for the Assessment of Vertical Jump Height. Journal of Strength & Conditioning Research. November 2010 – Volume 24 – Issue 11 – pp 3186-3193.

12- Comstock, B., Solomon-Hill, et al. Validity of the Myotest® in Measuring Force and Power Production in the Squat and Bench Press. Journal of Strength & Conditioning Research. August 2011 – Volume 25 – Issue 8 – pp 2293-2297.

13- Nuzzo JL, Anning JH, et al. The reliability of three devices used for measuring vertical jump height. J Strength Cond Res. 2011 Sep;25(9):2580-90.

14- New Research: PUSH Validity, Georgesbeckham.com, 11 avril 2015.

15- Whitmer, Tyler D., Fry, Andrew C. et al. Accuracy of a Vertical Jump Contact Mat for Determining Jump Height and Flight Time. Journal of Strength & Conditioning Research. April 2015 – Volume 29 – Issue 4 – p 877–881.

16- García-López J, Peleteiro J, et al. The validation of a new method that measures contact and flight times during vertical jump. Int J Sports Med. 2005 May;26(4):294-302.

17- García-López, J., Morante, J.C. The Type Of Mat (Contact vs. Photocell) Affects Vertical Jump Height Estimated From Flight Time. Journal of Strength & Conditioning Research. April 2013 – Volume 27 – Issue 4 – p 1162–1167.

18- Markovic G, Dizdar D, et al. Reliability and factorial validity of squat and countermovement jump tests. J Strength Cond Res. 2004 Aug;18(3):551-5.

19- Leard JS, Cirillo MA, et al. Validity of two alternative systems for measuring vertical jump height. J Strength Cond Res. 2007 Nov;21(4):1296-9.

20- Kenny I. C., Cairealláin, et al. Validation of an Electronic Jump Mat to Assess Stretch-Shortening Cycle Function. Journal of Strength & Conditioning Research. June 2012 – Volume 26 – Issue 6 – p 1601–1608

21- Slinde F., Suber, C. et al. Test-Retest Reliability of Three Different Countermovement Jumping Tests. Journal of Strength & Conditioning Research. March 2008 – Volume 22 – Issue 2 – pp 640-644

22- Moir G., Shastri P., et al. Intersession Reliability of Vertical Jump Height in Women and Men. Journal of Strength & Conditioning Research. November 2008 – Volume 22 – Issue 6 – pp 1779-1784.

23- Farias DL, Teixeira TG, et al. Reliability of vertical jump performance evaluated with contact mat in elderly women. Clin Physiol Funct Imaging. 2013 Jul;33(4):288-92.

24-Bosco C, Luhtanen P, Komi PV (1983) A simple method for measurement of mechanical power in jumping. European Journal of Applied Physiology 50:273-282.

25- Les tests de détente, Centre d’expertise de la performance, UFR STAPS Dijon, G. Cometti.

26- Caruso, J.F; Daily, J.S, et al. Data Reliability From an Instrumented Vertical Jump Platform. Journal of Strength & Conditioning Research. October 2010 – Volume 24 – Issue 10 – pp 2799-2808.

27- Owen, Nick J., Watkins, J. et al. Development of a Criterion Method to Determine Peak Mechanical Power Output in a Countermovement Jump. Journal of Strength & Conditioning Research. June 2014 – Volume 28 – Issue 6 – p 1552–1558.

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