Force production in alpine skiers : on- and off-snow assessment and relationship with performance

La littérature caractérisant la production de force pendant le ski, et les capacités associées des skieurs, est compliquée à synthétiser en raison de résultats vieillissants ou d'évaluations relativement peu spécifiques. L'objectif global de cette thèse de doctorat était de clarifier l'importance de la production de force en ski et des capacités de production de force spécifiques pour différentes disciplines. La thèse comprenait deux thèmes expérimentaux: 1) la caractérisation de la production de force des skieurs (N=15) sur un parcours de slalom géant à l'aide de données cinématiques et cinétiques issues d'un système de positionnement global et de plates-formes de force montées sur les chaussures; et 2) la mesure des capacités de force dynamique et isométrique, l'effet du contre-mouvement sur la production de force à différentes vitesses et l'évaluation spécifique de l’endurance dans les deux disciplines de ski alpin à différents niveaux de performance, chez les skieurs nationaux (N=31) et des sprinteurs (N=30, pour comparaisons). Les conclusions du Thème 1 étaient que la force radiale appliquée sur les skis lors des virages était liée à la performance (R2=0,31–0,68, p<,032), et dépendait à la fois de du niveau de la force résultante et de la capacité à appliquer cette force efficacement (β=0,63–1,00, p<,001). Un niveau élevé de force produite était associé un des niveaux élevés de force sur la jambe extérieure et intérieure au virage (β=0.92–1.00 and 0.631–0.811, respectively, p<.001). Pour le Thème 2, les athlètes des disciplines de vitesse et techniques ont affiché différentes qualités de force dynamique et isométrique, les premiers montrant une force dynamique supérieure à basse vitesse (ω2=0,17, p<,001) et dans des conditions isométriques (ω2=0,16–0,22, p<,003). Dans l'ensemble, la performance était liée à la fois à un profil à dominance force (ω2=0,34; r=-0,60– -0,67, p<,001) et à un taux de développement de la force élevé (r=-0,50– -0,82, p<.048). Des associations très fortes existaient entre la force isométrique maximale et la performance pour les disciplines de vitesse (r=-0,88, p<,001) et pour les athlètes de technique (r=-0,49, p=,052). La production de force à des vitesses modérées ne distinguait pas les disciplines, ni n'était associée à la performance. La variabilité du décalage des relations force-vitesse avec le contre-mouvement et les corrélations inverses entre l'augmentation de la force à différentes vitesses (rs=-0,74, p<,001) indiquait que l'effet de contre-mouvement dépendait de la vitesse d'extension. Les skieurs ont montré un effet de contre-mouvement plus faible à basse vitesse (rrb=-0,68, p<,001), avec l'observation contraire pour les sprinteurs (rrb=0,43, p=,008). Les vitesses «modérées» n’ont pas réussi à différencier les groupes. Les meilleurs skieurs ont produit une plus grande force à basse vitesse avec un effet de contre-mouvement plus petit, ce qui soutient l'existence de qualités de force spécifiques à la vitesse. L’ évaluation de l’endurance de force spécifique au ski a fourni des informations discriminantes entre les disciplines mais, en raison des interactions entre les paramètres de test et les capacités réelles de l'athlète, la valeur principale de ce projet n’a été que d'orienter la conception future du protocole. Cette thèse soutient généralement l'affirmation selon laquelle la production de force en ski est en partie limitée par les capacités de production de force. Lors du ski, la capacité de production de force élevée et l'efficacité de l'application étaient associées à la performance. Les athlètes les mieux classés possédaient la plus grande capacité de production de force des membres inférieurs sur des qualités spécifiques. Les skieurs de haut niveau semblent afficher une meilleure capacité de production de force à basse vitesse et dans des conditions isométriques par rapport aux autres sports.The literature characterizing force production during skiing, and the associated capacities of skiers, is complicated to synthesize due to ageing results or relatively unspecific assessments. The overarching aim of this doctoral thesis was to clarify the importance of force-output for skiing and of specific force-production capacities for different disciplines. The thesis comprised two themes: 1) characterizing the force-output of skiers (N=15) on a giant-slalom course using kinematic and kinetic data from a global positioning system and boot-mounted force-platforms, respectively; and 2) measurement of dynamic and isometric force, the effect of countermovement on force production at different velocities, and specific strength-endurance across disciplines, and performance levels, in national skiers (N=31) and sprinters (N=30, for comparisons). The conclusions from Theme 1 were that radial force-output applied to turn the skis was linked with performance (R2=0.31–0.68, p<.032), and depended on both total magnitude and the ability to apply the force effectively (β=0.63–1.00, p<.001). A high total force magnitude was associated to high force production by both the outside and inside limbs (β=0.92–1.00 and 0.631–0.811, respectively, p<.001). For Theme 2, athletes from speed and technical disciplines displayed different dynamic and isometric force qualities, with the former showing superior dynamic force at low velocities (ω2=0.17, p<.001) and in isometric conditions (ω2=0.16–0.22, p<.003). Overall, performance was linked with a more force-dominant profile (ω2=0.34; r=-0.60– -0.67, p<.001) and increased rate of force development characteristics (r=-0.50– -0.82, p<.048). Robust associations existed between maximum isometric force and speed discipline performance (r=-0.88, p<.001), but tended to be for technical athletes (r=-0.49, p=.052). Force production at moderate velocities did not separate disciplines, nor was it associated with performance. Variability in the shift of mechanical characteristics and inverse correlations between force augmentation at different velocities (rs=-0.74, p<.001) indicated countermovement effect depended on extension velocity. Skiers exhibited a smaller countermovement effect at low velocities (rrb=-0.68, p<.001), with the opposite observation for sprinters (rrb=0.43, p=.008). ‘Moderate’ velocities failed to differentiate groups. Better skiers produced greater force at low speeds with a smaller countermovement effect, which supports the existence of velocity-specific strength qualities. The ski-specific strength-endurance assessment yielded some discriminative results, but, due to interactions between the test settings and real athlete capacities, the principal value of this section was to direct future protocol design. This thesis generally supports the assertion that force output during skiing is partly limited by force production capacities. On snow, both high force-output capacity and effectiveness of application were associated with performance. Off snow, better-ranked athletes possessed the highest capacity for specific force-production capabilities. High-level skiers appear to display a dominance of force-production at low speeds and in isometric conditions compared to other sports