To directly compare five commonly used on-field systems (motorized linear encoder, laser, radar, global positioning system, and timing gates) during sprint acceleration to (i) measure velocity–time data, (ii) compute the main associated force–velocity variables, and (iii) assess their respective inter-trial reliability. Eighteen participants performed three 40 m sprints, during which five systems were used to simultaneously and separately record the body center of the mass horizontal position or velocity over time. Horizontal force–velocity mechanical outputs for the two best trials were computed following an inverse dynamic model and based on an exponential fitting of the position- or velocity-time data. Between the five systems, the maximal running velocity was close (7.99 to 8.04 m.s⁻¹), while the time constant showed larger differences (1.18 to 1.29 s). Concurrent validity results overall showed a relative systematic error of 0.86 to 2.28% for maximum and theoretically maximal velocity variables and 4.78 to 12.9% for early acceleration variables. The inter-trial reliability showed low coefficients of variation (all <5.74%), and was very close between all of the systems. All of the systems tested here can be considered relevant to measure the maximal velocity and compute the force–velocity mechanical outputs. Practitioners are advised to interpret the data obtained with either of these systems in light of these results.

The accurate measurement of spatiotemporal parameters, such as step length and step frequency, is crucial for analyzing running and sprinting performance. Traditional methods like video analysis and force platforms are either time consuming or limited in scope, prompting the need for more efficient technologies. This study evaluates the effectiveness of a commercial Global Positioning System (GPS) unit integrated with an Inertial Measurement Unit (IMU) in capturing these parameters during sprints at varying velocities. Five experienced male runners performed six 40 m sprints at three velocity conditions (S: Slow, M: Medium, F: Fast) while equipped with a GPS-IMU system and an optical system as the gold standard reference. A total of 398 steps were analyzed for this study. Step frequency, step length and step velocity were extracted and compared using statistical methods, including the coefficient of determination (r²) and root mean square error (RMSE). Results indicated a very large agreement between the embedded system and the reference system, for the step frequency (r² = 0.92, RMSE = 0.14 Hz), for the step length (r² = 0.91, RMSE = 0.07 m) and the step velocity (r² = 0.99, RMSE = 0.17 m/s). The GPS-IMU system accurately measured spatiotemporal parameters across different running velocities, demonstrating low relative errors and high precision. This study demonstrates that GPS-IMU systems can provide comprehensive spatiotemporal data, making them valuable for both training and competition. The integration of these technologies offers practical benefits, helping coaches better understand and enhance running performance. Future improvements in sample rate acquisition GPS-IMU technology could further increase measurement accuracy and expand its application in elite sports.

Quels sont les facteurs mécaniques explicatifs de la diminution de la performance lors de la course de sprint en virage ?: La course en virage représente ~58% de la distance totale à parcourir sur toutes les disciplines sur piste à partir du 200 m. Malgré la prévalence de cette condition de course, elle a été peu analysée jusqu'à présent dans la littérature. En sprint, différents facteurs impactent la performance, parmi eux, l'application des forces au sol, la cinématique articulaire ainsi que l'électromyographie de surface. Ainsi, les objectifs de cette thèse de doctorat étaient de décrire les éventuelles modifications qui surviennent lors du virage en comparaison à la ligne droite à partir de la phase de starting-blocks et jusqu'à l'atteinte de la vitesse maximale. Nous avons opté pour une approche multidimensionnelle lors d'expérimentations menées in-situ avec des participants expérimentés de la course de sprint en virage (200 et 400 m). Ce travail de thèse a été scindé en quatre études différentes, issues d'un même protocole expérimental. La première étude avait pour objectif de comparer l'utilisation d'un système à navigation inertielle à un système de référence (i.e. plateformes de forces) pour la mesure de la vitesse du centre de masse. Les résultats ont montré que la vitesse du plan horizontal du centre de masse était sous-estimée (< ~7%) avec le système à navigation inertielle en comparaison au système de référence. La deuxième étude s'intéressait à la comparaison des forces de réaction du sol ainsi que les impulsions entre la ligne droite et le virage en utilisant des plateformes de force intégrées directement dans la piste. Les résultats de cette étude ont démontré que dans le virage, les participants n'étaient pas en mesure de produire des niveaux de force similaire à la ligne droite, notamment sur la jambe intérieure. Cela était dû à une augmentation marquée de la force latérale dans le virage, afin d'adopter une trajectoire curviligne. Pour contrecarrer cela, les participants augmentaient leur temps d'appuis sur la jambe intérieure afin de produire des niveaux d'impulsions résultante et verticale similaire à la ligne droite. La troisième étude explorait quant à elle la cinématique articulaire de la hanche, du genou et de la cheville lors du virage, en comparaison à la ligne droite grâce au système à navigation inertielle. Lors de la phase d'appuis, nous avons principalement rapporté une diminution de l'extension de genou de la jambe intérieure et une augmentation de la flexion plantaire de la cheville extérieure, dues à l'inclinaison vers l'intérieur du virage. Enfin, la quatrième et dernière étude explorait les chronologies de mise en action ainsi que les niveaux d'activation de quatre muscles des membres inférieurs grâce à l'électromyographie de surface. Nous avons rapporté un plus faible niveau d'activation du Vastus Lateralis (i.e. extenseur de genou) de la jambe intérieure dans le virage en comparaison à la ligne droite. Mis à part ce muscle, dans l'ensemble, les chronologies de mise en action et les niveaux d'activations musculaires étaient proches entre la ligne droite et le virage. Ces résultats dans leur globalité nous permettent de mieux comprendre les raisons pour lesquelles la performance est diminuée lors de la course de sprint en virage en comparaison à la ligne droite. Basés sur ces résultats, nous avons dressé des recommandations pratiques dans un double objectif d'amélioration de la performance et de réduction des risques de blessures.