Dans un monde parfait, tous les muscles seraient égaux. Si nous avions besoin d'augmenter notre force, il nous suffirait de prendre du muscle. Malheureusement, le monde n'est pas parfait et toutes les fibres musculaires ne sont pas égales. Cela signifie que lorsqu'il s'agit de force fonctionnelle, la taille du muscle n'a pas vraiment d'importance et que c'est la qualité qui compte.

Il s'agit d'un domaine qui fait encore l'objet de recherches malgré un siècle d'expérimentation. Il vaut donc la peine de s'y plonger pour comprendre un peu mieux la mécanique des muscles du corps. Les muscles représentent jusqu'à 50 % du poids total de notre corps. Une partie est constituée de muscles cardiaques, hautement spécialisés, et d'autres sont des muscles lisses, comme ceux que l'on trouve dans nos intestins. Le reste est constitué de muscles squelettiques, c'est-à-dire de muscles que nous essayons de contrôler volontairement, par le biais d'un entraînement physique. 

Comment fonctionnent les muscles ?

Bien que nous traitions souvent le corps comme une machine (nous l'appelons par exemple « machine adaptative ») et que nous suggérions qu'il s'agit d'une construction biomécanique à travers laquelle agissent des forces physiques, la vérité est que nous sommes bien plus complexes que cela. Au-delà de la biomécanique qui fait que nos muscles agissent comme des leviers capables d'exercer une force sur des objets, nous avons un aspect biochimique et un aspect neurologique. 

Une personne non entraînée à qui l'on demande de donner un coup de poing, par exemple, ne produira qu'une fraction de la force d'une personne entraînée, même si elle a plus de muscles. La raison en est neurologique. Une personne qui s'est entraînée à effectuer une action physique telle que donner un coup de poing possède des voies neuronales spécifiques dans le cerveau qui permettent au corps de recruter plus de fibres musculaires qu'une personne non entraînée et de les coordonner pour produire une force maximale. La personne qui n'est pas entraînée n'a pas ces voies neurologiques dans son cerveau et ne peut donc pas recruter suffisamment de fibres musculaires ni coordonner correctement celles qu'elle recrute. Elle finit donc par utiliser beaucoup d'énergie mais ne produit que très peu d'effet. En d'autres termes, leurs muscles sont inefficaces.  

Le même principe s'applique à l'exécution d'une pompe, d'une traction en prise supination ou au soulèvement d'un poids lourd, ce qui explique pourquoi ceux qui ont l'habitude de les exécuter semblent pouvoir le faire si facilement. Pour comparer les résultats, nous utiliserons la simple pompe comme exemple, tout au long de l'article, et nous examinerons ce qui se passe dans les muscles lorsqu'ils travaillent.

Lorsque nous effectuons une pompe, plusieurs mécanismes différents entrent en jeu. Le premier d'entre eux est biochimique et s'appelle le système adénosine triphosphate-créatine phosphate (ATP-CP). Il utilise le carburant stocké directement dans les muscles pour répondre rapidement et énergiquement à la nécessité d'activer les muscles.

Dès que le carburant est épuisé, le cycle glycolytique ou cycle de Krebs entre en action. Le cycle de Krebs est la voie métabolique centrale de tous les organismes aérobies. Le cycle est « une série de huit réactions qui se produisent dans la mitochondrie. Ces réactions prennent une molécule à deux carbones (acétate) et l'oxydent complètement en dioxyde de carbone ». Le cycle de Krebs est responsable de la décomposition du sucre sanguin ou des hydrates de carbone, par le processus de la glycolyse, pour produire de l'adénosine triphosphate ou ATP. Le cycle de Krebs est aérobie (c'est-à-dire qu'il consomme de l'oxygène).

Dès que le taux de sucre dans le sang est insuffisant pour que le cycle de Krebs se poursuive, le système oxydatif (ou aérobie complet) entre en action et les réserves de graisse stockées dans l'organisme sont catalysées. Ces trois systèmes énergétiques se chevauchent et se soutiennent même mutuellement, le système oxydatif aidant le cycle ATP-CP à récupérer et à se reconstituer tout en continuant à s'entraîner. C'est pourquoi, par exemple au milieu d'une course de 10 km, alors que les muscles des jambes donnent l'impression de ne plus avoir d'énergie, nous pouvons encore nous lancer dans un sprint si nécessaire, même si au début de la course nous avons épuisé tout le carburant stocké dans nos muscles.

Pendant que tout cela se passe sur le plan biochimique, l'aspect mécanique du mouvement musculaire n'est pas moins fascinant. Pour que les muscles bougent et que nous puissions effectuer une simple poussée, le cerveau doit donner l'ordre de recruter les fibres musculaires nécessaires.

L'ordre de faire une pompe est donné par le cerveau et descend le long de la voie corticospinale pour atteindre un faisceau de fibres musculaires appelé unité motrice. Une unité motrice est un neurone unique et le faisceau de fibres musculaires qu'il active. Les mouvements délicats, comme dessiner avec un crayon, utilisent des unités motrices où chaque neurone active des dizaines de fibres musculaires, créant ainsi des mouvements très précis et très contrôlés. Faire une pompe utilise des unités motrices où chaque neurone active des milliers de fibres musculaires, ce qui donne des mouvements explosifs et moins précis.  

Nous reviendrons sur le mécanisme exact de la contraction musculaire, mais il convient de mentionner ici que les pompes ne requièrent pas seulement des triceps forts et des deltoïdes puissants. Il faut un bon core (pour maintenir le corps droit), des abdominaux forts (qui s'activent lorsque nous nous relevons), de bons muscles du haut du dos et du cou (pour maintenir la tête droite), des pectoraux forts qui aident à soutenir la musculature du haut du corps, des fessiers et des quadriceps forts (pour l'effet de la planche droite). Tous ces éléments, en travaillant ensemble, font qu'une pompe semble fluide, facile et puissante. Un contrôle très précis. Mais le recrutement de tous ces groupes musculaires nécessite des changements dans la partie neurologique de notre corps — les voies neuronales de notre cerveau qui reconnaissent le mouvement et disposent déjà de canaux clairement définis pour le réaliser sans avoir besoin de beaucoup de travail sur la meilleure façon de le faire.

La force n'est donc pas seulement physique. C'est pourquoi la force fonctionnelle (la capacité des muscles à se coordonner et à bien travailler ensemble) ne dépend pas de la taille des muscles. Les études qui montrent que les powerlifters, par exemple, sont plus forts que les bodybuilders dont les muscles sont clairement plus gros, montrent également que les powerlifters recrutent plus de groupes musculaires que les bodybuilders, dans un ordre différent.

Enfin, pendant que tout cela se passe, le véritable travail dans les muscles est effectué par l'acétylcholine, qui est libérée lorsque l'unité motrice donne l'ordre d'effectuer la pompe de notre exemple. L'acétylcholine est un neurotransmetteur qui crée une contraction des fibres musculaires. Lorsque suffisamment de contractions se produisent ensemble, elles provoquent une contraction complète et génèrent un mouvement dans un groupe musculaire. 

À ce stade, nous pouvons détailler les choses encore plus finement et constater que chaque fibre musculaire contient des cellules appelées myofibrilles qui font tout le travail. Chaque myofibrille est composée de sarcomères séparés par des lignes Z. Les lignes Z se rapprochent de plus en plus au fur et à mesure que la myofibrille se contracte. La contraction de la myofibrille est due au glissement des chaînes de protéines composées de filaments microscopiques d'actine et de myosine.  

En fait, la pompe que nous avons effectuée n'a été possible que grâce à l'action des chaînes d'actine et de myosine, mais cette action aurait été impossible sans d'autres protéines (troponine et tropomyosine), des ions (sodium, calcium et potassium), des transporteurs d'énergie (ATP) et la circulation sanguine pour fournir de l'oxygène et éliminer le dioxyde de carbone. 

Renforcement musculaire

En théorie, le fait de savoir comment fonctionnent les muscles nous permet de mieux comprendre ce qu'il faut faire pour les développer. Nous disons en théorie car, bien qu'il existe de nombreuses preuves populaires sur l'entraînement musculaire et la qualité des muscles, le processus lui-même est loin d'être clair.  

Lorsque nous entraînons nos muscles, nous voulons obtenir une combinaison de trois choses : la force, la vitesse et l'endurance. Des muscles plus forts et plus rapides, qui se fatiguent moins facilement, nous rendent plus athlétiques et nous permettent d'accomplir toutes les tâches physiques avec plus d'aisance.

C'est ici que les choses deviennent vraiment intéressantes. Si nous savons ce qu'il faut faire pour obtenir des muscles plus gros, nous ne finissons pas toujours par avoir des muscles plus rapides et plus forts. En effet, en matière de croissance musculaire, une augmentation de la taille des muscles, appelée hypertrophie, n'équivaut pas toujours à une augmentation correspondante de la force musculaire, de la vitesse ou de l'endurance.

La force, en particulier, est peut-être la plus trompeuse. Comme nous l'avons vu, les adaptations neuronales, la capacité du cerveau à recruter et à coordonner plus de groupes musculaires de manière plus efficace, jouent un rôle important dans le développement de ce que nous appelons la force fonctionnelle. Les gymnastes, les danseurs de ballet, les pratiquants d'arts martiaux et les boxeurs peuvent générer une force plus efficace dans ce qu'ils font que, par exemple, un culturiste dont les muscles sont visiblement plus gros et mieux définis.  

Afin d'établir une analogie plus efficace, les études sur la qualité des muscles qui peuvent être construits se sont concentrées sur la comparaison entre le body building et son cousin, le powerlifting. En général, les culturistes semblent avoir un avantage en termes de taille, mais les haltérophiles peuvent déplacer plus de poids. Cela suggère que la structure des fibres musculaires n'est pas toujours la même et qu'en fonction du type d'entraînement, il est possible d'augmenter la taille des muscles sans gagner beaucoup en force.

Les annales du bodybuilding en sont la preuve directe. En 1993, Tom Platz, qui était réputé avoir les plus grosses jambes de l'histoire du bodybuilding, a participé à une compétition de squat avec Fred Hatfield, qui avait été le premier à soulever 1 000 livres (453,592 kg).

Bien que les jambes de Tom Platz soient beaucoup plus grosses que celles de Fred Hatfield, ce dernier a soulevé 855 livres (387,821 kg) contre 765 livres (346,998 kg) pour Tom. Mais lorsqu'ils ont enlevé du poids à la barre et réduit la charge à 525 livres (238,136 kg) pour un test d'endurance du bas du corps, Tom a battu Fred, effectuant 23 répétitions contre 11 pour Fred.

Une étude plus scientifique publiée par la National Strength & Conditioning Association a confirmé cette hypothèse en montrant que les personnes déjà en forme qui s'entraînaient avec de faibles charges et de nombreuses répétitions (comme les bodybuilders) étaient capables d'augmenter leur endurance et leur taille musculaire, tandis que celles qui s'entraînaient avec de fortes charges et peu de répétitions devenaient plus fortes sans que leur circonférence musculaire n'augmente.

Si nous prenons les pompes comme exemple d'entraînement, dix répétitions lentes effectuées souvent dans la journée entraîneraient une augmentation de la taille des muscles et amélioreraient la capacité à effectuer fréquemment des répétitions lentes sans se fatiguer (endurance). En revanche, cinquante pompes effectuées en une seule fois, aussi rapidement qu'il est humainement possible de le faire (ce qui entraîne une charge musculaire élevée), conduiraient à une augmentation de la force sans nécessairement augmenter la taille des muscles concernés. 

Muscle de haute qualité

Si personne ne souhaite avoir des muscles de mauvaise qualité, la notion de muscle de qualité est subjective et dépend du sport pratiqué. Les culturistes, par exemple, veulent que leurs muscles soient aussi gros que possible et, pour eux, un muscle de qualité est synonyme de taille. Les haltérophiles et les sprinters, quant à eux, veulent des muscles qui génèrent une grande force dans le temps le plus court possible et, pour eux, un muscle de qualité est un muscle lourd et fort plutôt que gros.

Avant d'aborder la question cruciale de savoir comment construire un muscle vraiment fort, il convient de se demander comment un muscle peut être gros sans être également très fort. C'est là qu'intervient l'architecture musculaire. Selon le type d'entraînement, il existe trois façons de générer de la taille musculaire sans améliorer la force :

• Les muscles fortement pennés — la pennation est liée à l'angle de croissance des fibres musculaires par rapport à la direction de la force appliquée par un tendon. Les muscles des mollets, par exemple, sont très inclinés. Par conséquent, seule une partie de leur force est dirigée vers l'axe du tendon pour être convertie en puissance utile. Le reste est utilisé pour comprimer le muscle. Des biopsies transversales de muscles de bodybuilders ont montré que l'angle de pennation de leurs muscles est supérieur à celui d'autres athlètes. Il en résulte des muscles plus volumineux qui n'exploitent cependant pas leur puissance de manière efficace et n'apportent pas d'augmentation correspondante de la force.
• Fibres à contraction lente — les muscles qui ont été entraînés pour l'endurance ont beaucoup de fibres à contraction lente. Ces fibres sont généralement plus volumineuses que les fibres à contraction rapide, beaucoup plus courtes, ce qui rend les muscles plus gros mais pas plus forts.
• Hypertrophie sarcoplasmique — il est possible d'augmenter les éléments non contractiles de l'architecture d'un muscle, tels que le collagène, le glycogène et d'autres sous-unités cellulaires, ce qui entraîne une plus grande rétention de liquide et une augmentation de la masse musculaire, sans augmentation de la force.  

Les muscles qui sont construits pour la force requièrent :  

• Une charge élevée, peu de répétitions.
• Des fibres musculaires alignées avec la direction de la force tendineuse appliquée (ce qui nécessite des mouvements balistiques et des exercices au poids du corps).
• Un entraînement par intervalles à haute intensité (HIIT) effectué régulièrement.
• Des exercices au poids du corps, car ils recrutent un grand nombre de groupes musculaires différents et constituent l'un des meilleurs raccourcis pour développer une force fonctionnelle.

Résumé

À partir d'un certain point, la taille et la force musculaire deviennent incompatibles. Il faut alors s'entraîner pour l'une ou l'autre, mais il devient pratiquement impossible de s'entraîner pour les deux à la fois.  

Les bodybuilders et les powerlifters, les marathoniens et les sprinters sont de parfaits exemples des capacités d'adaptation du corps. Chacun est un spécimen parfait des exigences de son sport. Les opposer l'un à l'autre pour déterminer qui est le « meilleur » est contre-productif. C'est comme comparer un chariot élévateur à une voiture de Formule 1. Ce sont tous deux des véhicules à quatre roues, mais chacun d'entre eux a été conçu pour accomplir une tâche très spécifique. 

Les bodybuilders et les powerlifters pourraient tous deux tirer profit de l'utilisation de leurs techniques d'entraînement respectives. Les bodybuilders pourraient connaître des gains de force plus importants et les powerlifters commenceraient à avoir l'air plus musclés.  

La plupart d'entre nous ont besoin d'une force fonctionnelle, avec une forte composante neuronale et une meilleure coordination musculaire, avant de commencer à s'intéresser à la taille des muscles. Si nous recherchons également la taille, nous devons incorporer dans notre régime une journée d'entraînement à faible charge et à fortes répétitions de temps à autre.

Sources

The Krebs Cycle
The Sarcoplasmic reticulum
Sarcomere
Effects of different volume-equated resistance training loading strategies on muscular adaptations in well-trained men
Muscle architecture
Pennate Muscles
Skeletal muscle adaptations during the early phase of heavy-resistance training in men and women. Journal of Applied Physiology, 76, 463-475