En raison de leur implication potentielle dans la performance et la blessure, la compréhension des coordinations musculaires des ischio-jambiers représente aujourd’hui un enjeu en sciences du mouvement. Cependant, les méthodes actuelles basées sur la mesure de l’activation musculaire ou la modélisation musculo-squelettique ne permettent pas d’identifier les facteurs influençant les coordinations pour chaque individu. Explorer ces facteurs permettrait de mieux comprendre comment le système nerveux central explore et exploite l’ensemble des coordinations musculaires possibles afin d’adopter une solution permettant de réaliser la tâche demandée. Ce manuscrit a pour objectif de décrire les coordinations musculaires des ischio-jambiers à partir de données acquises in vivo. La partie expérimentale de ce travail s’articule autour de trois études qui ont exploré le couplage entre l’activation musculaire et les propriétés mécaniques des muscles. Ces travaux ont visé à comprendre les facteurs déterminants les coordinations de chaque individu, l’effet des coordinations musculaires de chaque individu sur leur performance et leur adaptation après une blessure musculaire.Les résultats de nos études montrent que les coordinations musculaires des ischio-jambiers varient substantiellement parmi les personnes actives et les athlètes de haut niveau. Nous avons montré que ces coordinations ne sont pas déterminées par les propriétés mécaniques de chaque muscle, i.e. le déséquilibre d’activation entre les ischio-jambiers n’est pas lié au déséquilibre de capacité de production de force. Ces coordinations apparaissent également plus ou moins avantageuses pour être performant dans une tâche d’endurance réalisée jusqu’à épuisement. Enfin, après la survenue d’une blessure, les coordinations musculaires diffèrent entre les jambes blessée et non blessée. Plus précisément, la contribution du muscle blessé au couple de force total est plus faible en comparaison du même muscle de la jambe opposée. Ces différences pourraient avoir des conséquences négatives à court-terme (pour la performance) et à long terme, pouvant hypothétiquement aller jusqu’à la récidive de la blessure. / The understanding of hamstrings coordination is a trending topic in human movement science because of their potential involvement in both performance and injury. However, current experimental methods based on muscle activation recording or musculoskeletal modeling do not enable the identification of the factors that influencing muscle coordination for each individual. Addressing this issue is fundamental to understand how the central nervous system explores and exploits a set of many feasible coordination to adopt a good enough solution that enables producing a given motor task. This manuscript aims at describing hamstring coordination with in vivo data. The experimental part of this work is based on three studies that explored the coupling between muscle activation and the hamstrings mechanical properties. Also, this work aims at understanding the factors that influence muscle coordination of each individual, the effect of muscle coordination on their performance and their adaptation after a muscle injury.Our results show that hamstrings coordination varies substantially among active and elite athletes. We have shown that hamstrings coordination was not determined by the mechanical properties of each muscle, i.e. the imbalance of activation between hamstrings is not related to the imbalance of force production capacity. In addition, hamstrings coordination appears more or less advantageous in order to perform during a time to exhaustion task. Finally, muscle coordination differs between injured and uninjured legs, even after the completion of rehabilitation. Specifically, the injured muscle contributes in a lower extent to hamstring total torque in comparison with the same muscle of the opposite leg. These differences could have negative consequences in the short term (for performance) and in the long term, which could hypothetically increase the risk of reinjury.

L'objectif de ce travail est d'élaborer un modèle mécanique de la hanche saine susceptible d'être utilisé comme référence pour pouvoir ensuite analyser le comportement de hanches pathologiques en évaluant l'effet des traitements préconisés par comparaison des différents comportements simulés. Dans ce contexte, un modèle éléments finis générique de l'articulation de la hanche est développé. Il est également nécessaire de déterminer l'état de chargement de l'articulation de la hanche pour notre simulation. L'analyse du mouvement permet le calcul des données cinématiques et dynamiques à partir des mesures expérimentales. A partir de ces données, un modèle musculo-squelettique associant une méthode de dynamique inverse et d'optimisation statique, permet de déterminer les efforts musculaires mis en jeu par les muscles croisant l'articulation de la hanche. L'évaluation des forces développées par les muscles de la hanche permet de calculer la réaction de contact articulaire exercée par le fémur sur le bassin. C'est cette réaction que nous implémentons dans le modèle éléments finis. Ainsi, les simulations du comportement de la hanche saine sont réalisées pour la phase d'appui de la marche et la phase d'appui de la montée d'escaliers. Nous traitons ensuite d'une application clinique visant à évaluer l'influence du port d'une orthèse podale sur le comportement mécanique d'une hanche arthrosique. La démarche suivie est la même que celle mise en place pour l'étude du comportement de la hanche saine. L'état de chargement de la hanche arthrosique est déterminé chez le patient pendant la marche et la montée d'escaliers évoluant successivement avec puis sans orthèses.

La population mondiale est en train de vieillir. Le vieillissement augmente le risque des pertes de la force musculaire (FM), du diabète type II (T2D) et du déclin de la capacité fonctionnelle (CF). Indépendamment de l’âge, les personnes âgées diabétiques ont un risque accru des pertes de la FM et du déclin de la CF comparées aux non-diabétiques. La nutrition est un facteur déterminant d’un vieillissement optimal et joue un rôle primordial dans la prise en charge du diabète, minimise les pertes de FM et peut moduler le déclin de la CF. De plus, l’activité physique (AP) offre des bénéfices semblables à ceux de la nutrition. Ainsi, l’objectif principal de cette thèse est de déterminer le rôle de la qualité alimentaire (QA) dans le maintien de la CF chez les personnes âgées diabétiques vivant dans la communauté, par le biais des analyses secondaires réalisées sur la base de données de la cohorte NuAge. En vue de la réalisation de cet objectif, une caractérisation de plusieurs variables en lien avec la CF était nécessaire. Ainsi, une description globale de l’alimentation des personnes âgées diabétiques fut effectuée. Ensuite, chacun des articles présentés a testé un objectif spécifique chez ces personnes âgées diabétiques, afin de : 1) déterminer si la QA seule, ou combinée à l’AP est associée au maintien des forces musculaires (FM) ; 2) déterminer si la QA seule, ou combinée à l’AP est associée à la prévention du déclin de la CF ; et 3) examiner l’association entre la suffisance en apports énergétique et protéique et le maintien des FM et la CF. De plus, l’association entre la QA, l’AP et la performance physique (PP) a été examinée. Cette thèse de doctorat est la première à examiner le rôle de la QA dans la CF chez la population âgée diabétique. En particulier, les résultats ont montré que la population diabétique de NuAge se caractérise par une bonne alimentation globale et de bonnes habitudes alimentaires, avec des apports en macronutriments conformes aux recommandations nutritionnelles. Néanmoins, ces participants devraient augmenter leurs apports en micronutriments qui étaient inférieurs aux recommandations chez la majorité. En outre, aucune association significative n’a été observée entre la QA seule et le maintien des FM, ni le déclin de la PP et la CF. Cependant, la QA combinée à l’AP a été associée aux FM des membres supérieurs. Spécifiquement, les hommes diabétiques ayant une bonne QA combinée à une stabilité de l’AP pendant les trois ans de suivi ont subi des pertes minimes de la FM comparés aux autres. Toutefois, aucune association n’a été observée pour les FM des membres inférieurs. De plus, la QA combinée à l’AP n’était associée ni à la PP ni à la CF chez ces participants. Finalement, les analyses ont démontré que la suffisance en apports énergétiques et protéiques est associée au maintien de la CF. En effet, un apport en énergie égal ou supérieur à 30 kcal/kg poids corporel a minimisé le déclin de la CF comparativement à un apport inférieur à 30 kcal/kg chez les hommes, alors que les femmes ayant un apport protéique égal ou supérieur à 1g/kg poids corporel ont subi un déclin minime de la CF comparées à celles ayant des apports en protéines inférieurs à 1g/kg. Enfin, il a été démontré qu’un apport suffisant en protéines a minimisé les pertes de FM des membres inférieurs chez les femmes diabétiques de la cohorte NuAge. Collectivement, les résultats de cette thèse fournissent des données probantes indiquant qu’une bonne QA, des apports suffisants en énergie et en protéines et une bonne pratique de l’AP sont nécessaires afin de minimiser les pertes de la FM reliées au vieillissement et accélérées par la présence du diabète et par la suite maintenir la CF des personnes âgées diabétiques. Cependant, d’autres études seront nécessaires pour confirmer ces résultats. / The population is aging, and aging increases the risk of muscle strength (MS) loss, type II diabetes (T2D), and decline in functional capacity (FC). Independent of aging, diabetic older adults (OA) are at increased risk of MS loss and FC decline compared to their non-diabetic counterparts. Nutrition is a determinant of optimal aging, and is important in managing diabetes, and preventing, or at least slowing, the rate of development of diabetes complications; it also minimizes MS losses and finally, modulates decline in FC. In addition, physical activity (PA) offers benefits similar to those conferred by nutrition. Therefore, the main objective of this thesis is to determine the role of diet quality (DQ) in FC maintenance in community-dwelling diabetic OA in secondary analyses of the NuAge cohort database. In order to achieve this objective, characterization of several variables associated with FC was necessary. Thus, a descriptive analysis of the diet of these diabetic older adults was undertaken as our first objective. Then, the three articles are presented, each testing a specific objective in these diabetic OA, to: 1) determine if DQ alone, or combined with PA, is associated with MS maintenance; 2) determine if DQ alone, or combined with PA is associated with prevention of FC decline; and 3) examine the association between adequate protein and energy intakes and MS and FC maintenance. In addition, the association between DQ, PA and physical performance (PP) was studied. This doctoral thesis is the first to study the role of DQ on FC in diabetic OA. The results have demonstrated that diabetic OA in the NuAge cohort have a good diet overall and good dietary habits, and macronutrient intakes that meet nutrition recommendations. Nevertheless, these participants should increase their micronutrient intakes since the majority did not meet recommendations. Moreover, DQ alone was not associated with MS, PP or FC declines over the three year follow-up. However, DQ combined with PA showed associations with upper body MS. Specifically, good DQ combined with maintenance of PA over follow-up was associated with minimal MS losses in diabetic older men compared to others. However, no significant results were found for lower body MS in either males or females. Furthermore, DQ combined with PA was not associated with either PP or FC in these participants. Finally, our results have shown that adequate energy and protein intakes are associated with FC maintenance. In fact, diabetic older men with energy intakes of 30 kcal or greater/kg body weight experienced lesser declines in FC compared to those having inadequate energy intakes, while diabetic older women with protein intakes of 1g or more/kg body weight had minimal declines in FC compared to those with inadequate protein intakes. Finally, we have shown that adequate protein intakes minimized lower body MS losses in diabetic women in the NuAge cohort. Taken together, the results of this thesis provide evidence that good DQ, adequate energy and protein intakes and the practice of PA are all factors that can minimize MS losses related to aging and accelerated by T2D, and hence maintain FC in diabetic OA. Nevertheless, further research is needed to confirm these results.