Biomécanique de la course à pied : ce que disent les études sur la foulée

Faut-il attaquer par le talon ou par l’avant du pied ? Courir avec une cadence plus élevée ? Choisir des chaussures à faible drop ? La biomécanique de la course à pied nourrit beaucoup de conseils, souvent présentés comme la recette d’une foulée « efficace et saine ». Les études racontent une histoire plus prudente. Elles mesurent avec précision ce qui change quand on modifie sa foulée, mais elles peinent à dire quelles caractéristiques causent des blessures, et elles montrent que modifier sa foulée déplace les contraintes plus qu’elle ne les supprime. Cet article fait le point, étude par étude : la fréquence des blessures, le type d’attaque, la cadence, les forces au sol, les chaussures, l’économie de course et la rééducation de la foulée. Il ne promet aucun résultat.

1. La foulée : ce que décrit la biomécanique de la course

Courir, c’est enchaîner des bonds. Chaque cycle comprend une phase d’appui, pendant laquelle un pied touche le sol, et une phase de vol, pendant laquelle aucun pied ne le touche. La phase d’appui commence par le contact initial, se poursuit par l’amortissement, pendant lequel les articulations fléchissent et absorbent l’énergie de la réception, puis par la propulsion, pendant laquelle le coureur repousse le sol pour repartir. C’est cette alternance qui distingue la course de la marche, où un pied reste toujours au sol.

La biomécanique de la course mesure plusieurs grandeurs. La cadence, ou fréquence des pas, est le nombre de pas par minute. La longueur de pas est la distance parcourue à chaque pas ; à vitesse égale, augmenter l’une revient à diminuer l’autre. Le type d’attaque décrit la partie du pied qui touche le sol en premier : le talon (attaque arrière-pied), le milieu du pied ou l’avant du pied. Les forces de réaction du sol décrivent la poussée que le sol renvoie au coureur, en particulier la vitesse à laquelle la force verticale augmente juste après le contact, appelée taux de charge. L’économie de course, enfin, désigne la quantité d’oxygène dont un coureur a besoin pour courir à une vitesse donnée.

Ces grandeurs intéressent pour deux raisons : la performance, parce qu’une meilleure économie permet de courir plus vite ou plus longtemps pour le même effort, et la santé, parce que l’on soupçonne certaines d’entre elles de jouer un rôle dans les blessures. On lit souvent qu’il existerait une « foulée efficace et saine » qu’il suffirait d’adopter. Cet article examine, étude par étude, ce qui est établi, ce qui ne l’est pas, et pourquoi aucune foulée unique ne convient à tous les coureurs.

2. Les blessures en course à pied : ce que disent les chiffres

On lit parfois que « 80 % des coureurs se blessent chaque année ». Les études ne donnent pas un chiffre unique. Une revue systématique publiée en 2007 dans le British Journal of Sports Medicine, consacrée aux coureurs de fond, trouvait une incidence des blessures des membres inférieurs allant de 19,4 % à 79,3 % selon les études. Le genou était la localisation la plus fréquente. Les preuves étaient fortes pour deux facteurs de risque : une longue distance hebdomadaire chez les hommes et des blessures antérieures (van Gent et al., 2007).

Ces écarts s’expliquent en partie par la façon de compter. Une méta-analyse publiée en 2015 dans Sports Medicine a rapporté les blessures au temps de course. Sur 13 études, le nombre de blessures pour 1 000 heures de course allait de 2,5 chez des athlètes de fond sur piste à 33 chez des coureurs débutants. L’incidence moyenne pondérée était de 17,8 blessures pour 1 000 heures chez les débutants et de 7,7 chez les coureurs de loisir. Les définitions de la blessure et du type de coureur variaient d’une étude à l’autre, ce qui rend les comparaisons délicates (Videbæk et al., 2015).

La charge d’entraînement compte aussi

La biomécanique n’est qu’une partie de l’histoire. Une étude de cohorte danoise a suivi pendant un an 874 coureurs débutants équipés d’une montre GPS, en les classant selon la progression de leur distance hebdomadaire. Sur l’ensemble des blessures, aucune différence significative n’apparaissait entre les groupes. Pour les blessures liées à la distance, comme le syndrome fémoro-patellaire ou le syndrome de la bandelette ilio-tibiale, ceux qui augmentaient leur distance de plus de 30 % sur deux semaines semblaient plus exposés que ceux qui l’augmentaient de moins de 10 % ; ce résultat restait à la limite de la significativité statistique (Nielsen et al., 2014).

Les auteurs présentent leur travail comme exploratoire et appellent à des essais randomisés. Ils estiment néanmoins que les débutants peuvent être bien avisés de faire progresser leur distance hebdomadaire de moins de 30 % par semaine sur deux semaines (Nielsen et al., 2014). Cette prudence sur la charge s’ajoute à tout ce qui suit sur la foulée.

3. Attaque du talon ou de l’avant-pied ?

C’est sans doute la question la plus débattue. Beaucoup d’entraîneurs et de soignants recommandent d’abandonner l’attaque talon au profit d’une attaque par le milieu ou l’avant du pied, dans l’idée de prévenir les blessures et d’améliorer l’économie de course (Anderson et al., 2020).

Une étude rétrospective souvent citée

Une étude publiée en 2012 dans Medicine and Science in Sports and Exercise a examiné les 52 coureurs de demi-fond et de fond d’une équipe universitaire de cross-country. Trente-six attaquaient principalement par le talon (69 %), seize par l’avant du pied (31 %). Environ 74 % des coureurs avaient une blessure modérée ou sévère chaque année, et ceux qui attaquaient par le talon avaient environ deux fois plus de blessures de surmenage que ceux qui attaquaient par l’avant du pied. Les blessures traumatiques ne différaient pas entre les deux groupes (Daoud et al., 2012).

Les auteurs soulignent que leur étude ne teste pas les causes de cette différence. Ils avancent une hypothèse, qui demande d’autres recherches : l’absence de pic d’impact marqué dans la force de réaction du sol lors d’une attaque avant-pied pourrait contribuer à moins de blessures (Daoud et al., 2012). Il s’agit d’une seule équipe de compétiteurs, de blessures rapportées après coup, et d’un petit effectif.

Ce que dit la méta-analyse

Une revue systématique avec méta-analyse publiée en 2020 dans Sports Medicine a rassemblé 53 études comparant l’attaque talon et les autres attaques. Des preuves limitées, toutes rétrospectives, associaient l’attaque non talon à moins de blessures de surmenage rapportées ; aucune étude prospective ne comparait le risque de blessure entre les deux façons d’attaquer. L’économie de course ne différait pas entre les coureurs qui attaquaient habituellement par le talon et les autres, à des vitesses lente, modérée ou rapide, et elle diminuait à court terme quand on imposait une attaque avant-pied à des coureurs habitués au talon (Anderson et al., 2020).

Sur le plan mécanique, l’attaque non talon s’accompagnait d’un taux de charge vertical plus faible, d’une moindre amplitude de flexion du genou et d’une contrainte plus faible sur l’articulation entre la rotule et le fémur, mais d’un moment plus important au niveau de la cheville et des muscles du mollet. Conclusion des auteurs : la relation entre type d’attaque et risque de blessure ne peut pas être établie, et, faute de gain d’économie et compte tenu du déplacement de la charge vers la cheville et le mollet, changer de type d’attaque ne peut pas être recommandé à un coureur non blessé qui attaque par le talon (Anderson et al., 2020).

Déplacer la charge, pas la supprimer

Ce dernier point est central. Modifier une foulée ne fait pas disparaître les contraintes : il les répartit autrement. Moins de charge au genou peut signifier davantage de charge à la cheville, au tendon d’Achille ou aux muscles du mollet. Pour un coureur qui souffre du genou, ce déplacement peut être recherché ; pour un coureur qui ne se blesse pas, il n’a pas d’intérêt démontré et peut exposer à d’autres douleurs (Anderson et al., 2020).

4. La cadence : un levier étudié de près

Augmenter un peu sa cadence, à vitesse égale, raccourcit les pas. C’est l’une des modifications de foulée les plus étudiées, parce qu’elle est simple à expliquer et à mesurer.

Ce que change une cadence un peu plus élevée

Une étude publiée en 2011 dans Medicine and Science in Sports and Exercise a enregistré en trois dimensions 45 coureurs de loisir en bonne santé sur tapis, à vitesse constante, à leur cadence préférée, puis à 5 % et 10 % au-dessus et au-dessous. Avec une cadence augmentée de 5 % ou de 10 %, le genou absorbait moins d’énergie ; la hanche aussi, mais seulement à plus 10 %. À l’inverse, une cadence réduite de 10 % augmentait nettement l’énergie absorbée par toutes les articulations (Heiderscheit et al., 2011).

Quand la cadence augmentait, la longueur de pas, l’oscillation verticale du centre de masse, l’impulsion de freinage et la flexion maximale du genou diminuaient. À plus 10 %, l’adduction de la hanche et certains moments à la hanche diminuaient aussi. Les auteurs concluent que de légères augmentations de la cadence peuvent réduire nettement la charge sur la hanche et le genou, et qu’elles pourraient s’avérer utiles pour prévenir ou traiter certaines blessures courantes (Heiderscheit et al., 2011). Il s’agit de mesures prises pendant une seule séance, sans suivi des blessures.

La revue systématique

Une revue systématique publiée en 2014 dans Sports Health a réuni 10 études qui faisaient varier la fréquence ou la longueur des pas à vitesse constante. Les résultats étaient cohérents : une fréquence plus élevée diminuait le déplacement vertical du centre de masse, la force de réaction du sol, l’atténuation des chocs et l’énergie absorbée à la hanche, au genou et à la cheville (Schubert et al., 2014).

Les auteurs relèvent aussi les limites : sauf une, les études portaient sur peu de participants, leurs méthodes différaient (sur tapis ou au sol, durée des essais), la vitesse était soit choisie par chacun, soit imposée, et la plupart ne portaient que sur des hommes. Ils concluent qu’une fréquence plus élevée, avec des pas plus courts, semble réduire plusieurs facteurs biomécaniques associés aux blessures (Schubert et al., 2014). Associés aux blessures ne veut pas dire qu’ils les causent : c’est la question que posent les études prospectives.

Pas de cadence universelle

On lit souvent qu’il faudrait courir à une cadence précise, la même pour tous. Aucune des études citées ici ne fixe une telle valeur : elles comparent chaque coureur à sa propre cadence préférée, à vitesse constante (Heiderscheit et al., 2011 ; Schubert et al., 2014). La cadence dépend de la vitesse, de la taille et du terrain ; le repère utile est la sienne, pas un chiffre général.

5. Taux de charge et blessures : un lien moins net qu’on ne le dit

L’idée que les chocs à l’impact causent les blessures a longtemps guidé la conception des chaussures et les conseils de foulée. Les études qui la mettent à l’épreuve donnent une image plus nuancée.

Une revue systématique avec méta-analyse publiée en 2016 dans le British Journal of Sports Medicine a examiné 18 études sur les forces de réaction verticales du sol chez des coureurs blessés et non blessés. Le taux de charge était plus élevé chez les coureurs ayant eu une fracture de fatigue, et dans les études regroupant tous les types de blessures, par rapport aux témoins ; le pic d’impact et le pic de propulsion ne différaient pas. Le taux de charge n’était plus élevé que dans les études où les coureurs avaient encore des symptômes au moment des mesures. Faute d’études prospectives sur les autres blessures, les auteurs ne tirent pas de conclusion définitive (van der Worp et al., 2016).

Une autre revue systématique, publiée en 2019 dans Sports Medicine, n’a retenu que les études prospectives, qui mesurent des coureurs non blessés puis suivent l’apparition des blessures. Sur 16 études, de nombreuses variables biomécaniques avaient été évaluées, avec des résultats globalement incohérents. Des preuves limitées associaient une adduction de hanche plus importante au syndrome fémoro-patellaire et au syndrome de la bandelette ilio-tibiale chez les coureuses, mais pas dans un groupe mixte de coureurs de cross-country. La relation entre taux de charge et blessure était incohérente. Conclusion : les preuves prospectives sont rares, incohérentes et dépendent beaucoup de la population et des blessures étudiées (Ceyssens et al., 2019).

Autrement dit, les mesures de foulée décrivent bien des différences entre coureurs, mais on ne sait pas encore lesquelles prédisent une blessure, ni si les modifier la prévient.

6. Les chaussures : amorti, drop et confort

Les chaussures de course ont beaucoup changé en un siècle. Une analyse publiée en 2015 dans le British Journal of Sports Medicine fait le point sur leur lien avec les blessures. Les données sur deux variables longtemps considérées comme les principaux facteurs de blessure, les caractéristiques de l’impact et la pronation de la cheville, ne sont pas concluantes. Les auteurs proposent deux autres pistes : le « chemin de mouvement préféré », selon lequel chaque coureur a une façon de bouger qui lui est propre, et le « filtre de confort », selon lequel le coureur choisit intuitivement une chaussure confortable qui lui permet de rester dans ce mouvement préféré (Nigg et al., 2015).

Ces deux pistes sont des hypothèses : selon les auteurs, elles pourraient réduire automatiquement le risque de blessure et expliquer pourquoi les taux de blessures ne semblent pas avoir baissé au fil des décennies malgré l’évolution des chaussures (Nigg et al., 2015). Elles invitent à se méfier des classements de chaussures fondés uniquement sur la pronation.

Le drop : un essai randomisé

Le drop est la différence de hauteur entre l’arrière et l’avant de la chaussure. Un essai randomisé publié en 2016 dans l’American Journal of Sports Medicine a remis à 553 coureurs de loisir une paire de chaussures amortissantes au drop de 10, 6 ou 0 millimètre, puis les a suivis pendant 6 mois. Globalement, le risque de blessure ne différait pas selon le drop (Malisoux et al., 2016).

Une analyse par sous-groupes trouvait un risque plus faible avec les drops bas chez les coureurs occasionnels, mais un risque plus élevé chez les coureurs réguliers (Malisoux et al., 2016). Ce résultat de sous-groupe demande confirmation ; il rappelle surtout qu’un même choix de chaussure peut convenir à certains et moins à d’autres.

7. Existe-t-il une technique de course économique ?

Pour la performance, la question est celle de l’économie de course. Une revue publiée en 2016 dans Sports Medicine a examiné les facteurs biomécaniques modifiables qui l’influencent (Moore, 2016).

Parmi les facteurs propres au coureur qui semblaient favorables figuraient une longueur de pas proche de celle que l’on choisit naturellement (jusqu’à 3 % plus courte), une faible oscillation verticale, une plus grande raideur de la jambe, moins d’extension de la jambe en fin de poussée, une force de réaction du sol alignée sur l’axe de la jambe pendant la propulsion, le maintien du balancement des bras et une faible activation des muscles antagonistes de la cuisse. Parmi les facteurs extérieurs, une interaction ferme entre la chaussure et le sol, et le fait de courir pieds nus ou avec des chaussures légères (Moore, 2016).

La revue relève cependant des problèmes de méthode récurrents dans ces études : comparaisons entre coureurs différents, variables étudiées isolément, interventions de courte durée. Elle conclut qu’il faut recommander avec prudence une technique de course économique générale (Moore, 2016). Le message est proche de celui des études sur les blessures : la foulée que l’on adopte spontanément est souvent déjà proche de celle qui coûte le moins d’énergie, et la changer brusquement peut coûter plus qu’elle ne rapporte, comme le montre la baisse d’économie quand on impose une attaque avant-pied (Anderson et al., 2020).

8. Modifier sa foulée : ce que montrent les essais

Modifier sa foulée par un entraînement spécifique s’appelle la rééducation de la course, ou en anglais gait retraining. Une revue systématique avec méta-analyse publiée en 2022 dans le Journal of Orthopaedic and Sports Physical Therapy a réuni 19 essais randomisés et 673 participants (Doyle et al., 2022).

Avec un niveau de certitude modéré, augmenter la cadence par un entraînement ciblé augmentait bien la cadence et réduisait le taux de charge vertical moyen. Avec un niveau de certitude faible, apprendre une attaque non talon augmentait la flexion du genou au contact, sans modifier l’économie de course ; les programmes combinant plusieurs modifications ne changeaient ni l’économie de course, ni la performance. Trop peu d’essais mesuraient la douleur ; deux essais montraient moins de blessures sur un an après la rééducation (Doyle et al., 2022).

Les auteurs concluent que ces interventions modifient la cadence et le mouvement du genou, réduisent les taux de charge et n’affectent pas la performance (Doyle et al., 2022). Elles changent donc bien la mécanique de la course ; leur effet sur les blessures repose sur trop peu d’essais pour être chiffré avec confiance.

Pour qui ?

Les études citées concernent surtout des coureurs qui souffrent déjà, ou des mesures prises en laboratoire. Pour un coureur blessé, une modification de foulée peut faire partie d’une prise en charge par un professionnel de santé. Pour un coureur qui ne se blesse pas, aucune étude lue ici ne montre qu’il gagnerait à changer de foulée, et la méta-analyse sur le type d’attaque le déconseille même pour l’attaque talon (Anderson et al., 2020).

9. En pratique : ce que l’on peut retenir

Les études ne dessinent pas une foulée modèle. Elles permettent en revanche quelques repères prudents.

• La charge d’entraînement compte : progresser trop vite en distance semble exposer davantage aux blessures liées à la distance, surtout chez les débutants (Nielsen et al., 2014).
• Les blessures antérieures sont un facteur de risque reconnu ; une reprise après blessure mérite d’être progressive (van Gent et al., 2007).
• Changer de type d’attaque n’est pas recommandé à un coureur non blessé : aucun gain d’économie n’a été montré et la charge se déplace vers la cheville et le mollet (Anderson et al., 2020).
• Une légère hausse de la cadence, par rapport à sa propre cadence, réduit la charge sur le genou et la hanche ; c’est une piste à discuter avec un professionnel en cas de douleur, pas une règle universelle (Heiderscheit et al., 2011 ; Schubert et al., 2014 ; Doyle et al., 2022).
• Le choix des chaussures peut s’appuyer sur le confort ; le drop n’a pas modifié le risque global de blessure dans l’essai qui l’a testé (Nigg et al., 2015 ; Malisoux et al., 2016).
• La foulée spontanée est souvent économique ; la modifier brusquement peut coûter de l’énergie à court terme (Moore, 2016 ; Anderson et al., 2020).

10. Calculer son allure : l’outil

Avant de s’interroger sur la foulée, beaucoup de coureurs ont besoin d’un repère plus simple : l’allure qui correspond à un temps visé sur une distance. L’outil ci-dessous convertit un temps objectif en allure au kilomètre et en vitesse, et donne des temps de passage.

11. Les études en un tableau

Le tableau ci-dessous résume les principales études citées : la question posée, la population ou le nombre d’études, le résultat principal et la limite principale.

12. Douleur en courant : quand consulter

Une douleur qui apparaît à chaque sortie, qui s’aggrave au fil des semaines, qui persiste au repos ou qui oblige à boiter n’est pas un problème de foulée à régler seul. Les fractures de fatigue, par exemple, figurent parmi les blessures pour lesquelles les études trouvent des différences de forces au sol (van der Worp et al., 2016) ; elles demandent un diagnostic médical.

Pour être accompagné dans la reprise ou la progression de la course, les clubs Magicfit offrent un encadrement : coachs diplômés d’État, formation continue de 24 h par an ; coachs APA et ostéopathes dans certains clubs.

13. Ce qui reste incertain

La biomécanique de la course décrit avec précision ce qui change quand on modifie sa cadence, son type d’attaque ou ses chaussures (Heiderscheit et al., 2011 ; Schubert et al., 2014 ; Anderson et al., 2020). Elle sait beaucoup moins bien dire quelles caractéristiques de la foulée causent des blessures : les études prospectives sont rares et leurs résultats incohérents (Ceyssens et al., 2019 ; van der Worp et al., 2016).

Les liens observés entre type d’attaque et blessures viennent d’études rétrospectives (Daoud et al., 2012 ; Anderson et al., 2020). Les essais de rééducation de la foulée modifient la mécanique, mais leurs effets sur la douleur et les blessures reposent sur peu d’essais (Doyle et al., 2022). Le rôle des chaussures reste discuté, et les pistes du confort et du mouvement préféré sont des hypothèses (Nigg et al., 2015 ; Malisoux et al., 2016).

Ce que l’on peut retenir avec confiance tient en quelques lignes. Il n’existe pas de foulée unique, efficace et sans risque pour tous. Les blessures sont fréquentes, surtout chez les débutants, et dépendent aussi de la charge d’entraînement et des blessures passées (van Gent et al., 2007 ; Videbæk et al., 2015 ; Nielsen et al., 2014). Modifier sa foulée déplace les contraintes plus qu’il ne les supprime ; c’est une démarche à réserver, le plus souvent, aux coureurs qui souffrent, avec l’aide d’un professionnel.