Transcript 5 - ACAPS

Communications affichées 5
Relation puissance pic - performance chez des rameurs élites,
application dans le cadre de l’évaluation de terrain
Muriel Bourdin1, Laurent Messonnier1,2, Jean-Philippe Hager1 & Jean-René Lacour1
1
Laboratoire de Physiologie de l’Exercice, Oullins
2
Laboratoire de Modélisation des Activités Physiques, Chambéry
La consommation maximale d’oxygène ( VO2 max) et l’intensité d’exercice correspondant à une
concentration en lactate sanguine de 4 mmol.l-1 ( VO2La4) influencent significativement la performance en aviron (Secher, 1983). Ces paramètres sont déterminés lors d’une épreuve incrémentale
conduisant à l’épuisement. Dans ce type d’épreuve, le dernier palier n’est pas toujours réalisé entièrement. Snoeckx et coll. (1983) ont proposé de pondérer la puissance du dernier palier par sa durée. La
puissance ainsi calculée est appelée puissance pic (Ppic). Il a été démontré que la vitesse de course pic
(déterminée lors d’un test incrémental sur tapis roulant) était le paramètre le mieux corrélé à la performance en course de fond (Noakes, 1990). Hawley et Noakes (1992) sont parvenus aux mêmes
conclusions dans une étude concernant les facteurs associés à la performance cycliste sur 20 km.
L’accessibilité aux tests d’évaluation en laboratoire reste limitée. De ce fait, il est important de valider
des indices d’aptitude globaux que l’on puisse déterminer sur le terrain.
Les objectifs de cette étude sont 1) de tester l’hypothèse selon laquelle Ppic serait un indice global de
la performance en aviron et 2) de déterminer les paramètres physiologiques influençant les variations
de Ppic.
Matériel et méthodes
Le groupe étudié était constitué de 54 rameurs de niveau national à international (masse, 82,4 ± 8,3
kg ; taille, 186 ± 6,6 cm ; âge, 22,8 ± 3,7 ans). La performance moyenne du groupe sur 2000 m simulé
sur ergomètre aviron (ConceptII, model C, Morrisville, VT, U.S.A.) est de 6 min 11,9 s ± 11,8 s soit
une puissance moyenne (P2000) de 438,2 ± 42,2 W. VO2 max et VO2La4 on été mesurés selon la méthode de spirométrie en circuit ouvert lors d’un test incrémental constitué de paliers de 3 min entrecoupés de période de repos de 30 s. La puissance du premier palier était de 150W pour les poids légers
et de 200 W pour les poids lourds. Entre chaque palier, la puissance était augmentée de 50 W. Pendant
chaque période de repos, un prélèvement sanguin a été réalisé afin de déterminer la concentration sanguine en lactate.
La puissance maximale aérobie (PMA) correspondant à l’atteinte de VO2 max a été déterminée. Le
rendement brut moyen (R) correspondant aux puissances d’exercice pour lesquelles la part du métabolisme anaérobie est négligeable a été calculé. Ppic a été calculée selon la formule proposée par
Snoeckx et coll. (1983) : Ppic = Pcom + T.Tpalier-1.∆P, où Pcom est la puissance correspondant au
dernier palier entièrement réalisé ; T, le temps de maintien du dernier palier réalisé ; Tpalier, le temps
du palier déterminé par le protocole et ∆P, l’incrément de puissance entre les deux derniers paliers.
Pour supprimer l’influence de la masse sur les variations de VO2 max, VO2 max est exprimé en
mlO2.kg-0,57.min-1 ( VO2 max.kg-0,57, Bergh et coll., 1991). VO2La4 est exprimé en % de VO2 max
( VO2La4%).
Résultats
Tableau 1 : Relation entre les paramètres physiologiques et la
performance en aviron (P2000).
Tableau 2 : Influence des paramètres physiologiques sur les
variations de Ppic
Masse (kg)
r = 0,65 ; P < 0,0001
Masse (kg)
VO2 max.kg-0,57
r = 0,55 ; P < 0,0001
VO2 max.kg-0,57 r = 0,63 ; P < 0,0001
VO2La4%
r = 0,49 ; P < 0,0001
VO2La4%
r = 0,45 ; P < 0,0001
R
r = 0,35 ; P < 0,01
R
r = 0,34 ; P < 0,01
Ppic (W)
r = 0,92 ; P < 0,0001
231
r = 0,56 ; P < 0,0001
ACAPS O3 - Toulouse
Communications affichées 5
Les valeurs moyennes de Ppic, VO2 max, VO2La4% et R sont respectivement : 422 ± 37,3 W, 5,41 ±
0,42 l.min-1, 90 ± 4,8 %, 18,5 ± 0,9 %.
Le Tableau 1 décrit les relations obtenues entre les paramètres déterminés lors du test incrémental et
P2000. Ppic est le paramètre le mieux corrélé avec P2000 (figure 1). Ppic représente 109,2 ± 6% de
PMA. La différence entre Ppic et PMA exprimé en % de PMA est significativement corrélée avec
VO2La4% (r = 0,44, P < 0,001). La masse, VO2 max.kg-0,57, VO2La4% et R sont significativement
reliés à Ppic (Tableau 2). La régression multiple montre que les variations conjointes des paramètres
cités ci-avant expliquent 82,8% des variations de Ppic (r = 0,91, P < 0,0001).
P2000 (W)
500
450
400
350
350 400 450 500
Ppic (W)
Figure 1 : Relation entre la puissance pic (Ppic) et la performance en aviron (P2000). La droite en pointillée représente la droite d’identité.
Equation de la droite de régression : P2000 = 0,81.Ppic + 68,2.
Discussion
Les résultats de cette étude mettent en évidence que Ppic est le paramètre le mieux corrélé à P2000. Ce
résultat est en accord avec les études réalisées en course à pied (Noakes, 1990) et en cyclisme (Hawley
et Noakes, 1992). Le principal déterminant de Ppic est l’aptitude aérobie. Néanmoins, Ppic représente
109,2% de PMA ce qui indique une sollicitation du métabolisme anaérobie. VO2La4% est relié à Ppic.
De plus, VO2La4% influence significativement la différence entre Ppic et PMA (en % de PMA).
VO2La4% étant lié à l’aptitude à éliminer le lactate (Messonnier, 1997), on peut émettre l’hypothèse
qu’une bonne aptitude à éliminer le lactate (i.e. VO2La4% élevé) permet de soutenir des puissances
supérieures à PMA. Le rendement permettant d’apprécier l’efficacité du geste d’un point technique et
biomécanique influence également les variations de Ppic. On peut conclure qu’en intégrant les principaux facteurs de la performance en aviron, Ppic est un indice global d’aptitude en aviron. Ppic peut
être facilement déterminé en condition de terrain par les entraîneurs pour évaluer l’aptitude d’un rameur et/ou contrôler l’efficacité d’un programme d’entraînement.
Références
Bergh, U., Sjödin, B., Forsberg, A., & Svedenhag, J. (1991). The relationship between body mass and
oxygen uptake during running in humans. Medicine and Science in Sports and Exercise, 23,
205-211.
Hawley, J.A., & Noakes, T.D. (1992). Peak power output predicts maximal oxygen uptake and performance time in trained cyclists. European Journal of Applied Physiology, 65, 79-83.
Messonnier, L., Freund, H., Bourdin, M., Belli, A., & Lacour, J.-R. (1997) Lactate exchange and removal abilities in rowing performance. Medicine and Science in Sports and Exercise, 29(3),
396-401.
Noakes, T.D., Myburgh, K.H., & Schall, R. (1990) Peak treadmill running velocity during the
VO2max test predicts running performance. Journal of Sports Sciences, 8, 35-45.
Secher, N. (1983) The physiology of rowing. Journal of Sports Sciences, 1, 23-53.
Snoeckx, L., Abeling, H., Lambregts, J., Schmitz, J., Verstappen, F., & Reneman, R. (1983) Cardiac
dimensions in athletes in relation to variations in their training program. European Journal of
Applied Physiology, 52, 20-28.
ACAPS O3 - Toulouse
232
Communications affichées 5
Effet d’un programme d’entraînement en endurance avec et sans musculation sur la
performance chez des cyclistes entraînés
Erwan Brondel & Stéphane Perrey
EA Efficience & Déficience Motrice, Faculté des sciences du sport, Montpellier
Depuis quelques années, de nombreux chercheurs et entraîneurs se sont intéressés à l’interaction entre
développement de la force et de l’endurance sur la performance. Des gains concomitants dans ces
deux paramètres peuvent être obtenus à l’issue d’un entraînement combiné chez des sujets entraînés
(Hickson, Dvorak, Gorostiaga, Kurowski & Foster , 1988 ; Marcinik, Potts, Schlabach, Will, Dawson
& Hurley, 1991), suggérant que le développement de la force et de la puissance musculaire des membres inférieurs est compatible avec une amélioration des capacités aérobies des cyclistes. Cependant,
ces études ont toujours ajouté un programme d'entraînement de force à celui d'endurance, et seule la
performance en endurance (i.e., test de contre la montre) a été évaluée.
Par conséquent, le but de cette étude était d'examiner les effets d'un programme d'entraînement en
endurance avec une part de musculation substituée à des séances d'endurance sur la performance en
endurance (test de contre la montre de 10 min, CLM10) et sur la performance d'un test court (test de
Wingate 30 s, Win30) chez des cyclistes entraînés par rapport à un groupe contrôle (entraînement en
endurance seul). Ces deux tests permettaient de juger des aptitudes aérobie et anaérobie des cyclistes.
Méthode
Sujets. 10 cyclistes de même niveau (catégorie régionale) ont pris part à cette étude volontairement
après avoir pris connaissances des conditions de l'expérimentation, et ont été répartis aléatoirement
dans deux groupes homogènes : groupe en endurance avec une part de musculation (EM, n=5,
moyenne ± SD, âge 23,6 ± 2,5 ans, masse corporelle 68,1 ± 4,3 kg, % masse grasse 8,5 ± 3,1) et
groupe en endurance (E, n=5, âge 25,0 ± 4,5 ans, masse corporelle, 67,3 ± 5,3 kg, % masse grasse 6,2
± 1,9, P>0,05).
Procédure expérimentale. 2 sessions de tests ont été réalisées avant (pré) et après (post) une période de
7 semaines d'entraînement en endurance sans musculation (groupe E) et avec musculation (groupe
EM). Chaque session était composée de 3 tests distincts réalisés aléatoirement et séparés par au moins
24 h : 2 tests sur bicyclette ergométrique (test CLM10 et test Win30) et 1 test sur banc de musculation
(détermination de la force maximale volontaire des membres inférieurs simultanément et isolément sur
un mouvement d’extension de genoux bloqué à 120°). La perception de l'effort global ressenti était
demandée à la fin de chaque test selon l'échelle de Borg (RPE).
Pour les deux groupes, l'entraînement en endurance était divisé selon des zones de différences intensités en utilisant la fréquence cardiaque (FC) maximale et était réalisé lors de sorties régulières sur route.
Le volume d'entraînement des deux groupes était le même à la différence près que le groupe EM remplaçait des séances d'entraînement en endurance par des séances de musculation en salle. Spécifiquement, le groupe EM accomplissait un cycle de 5 semaines avec 2 séances d’endurance sur vélo et 2
séances de musculation en salle par semaine pour le développement de la force maximale. Les exercices de musculation étaient réalisés membre inférieur droit et gauche sur presse oblique, sur un banc
avec extension de genoux, sur une machine à ischios, sous une barre guidée pour squat (2 jambes) et
lors de montées sur pointes. La charge était comprise entre 75 et 95% d’une RM avec 3 à 6 répétitions
par série. Pendant les deux dernières semaines, les séances de musculation en salle étaient remplacées
par des séances de musculation sur home-trainer (intermittent 30 s-30 s jusqu’à 2 min-2 min à une
intensité ± élevée à l'aide d'un braquet imposé). Le groupe E effectuait essentiellement des séances
d’endurance (4 séances / semaine à 50-80% FC maximale). L’entraînement était individualisé dès la
fin de la première période de tests. Un carnet d’entraînement a permis d'évaluer les charges
d’entraînement (volume x intensité) durant toute la période de l’étude.
Matériel et Méthode. Les tests CLM10 et Win30 étaient réalisés sur un ergocycle de type Monark
modifié qui permettait de quantifier la puissance moyenne (Pmoy) et maximale (Pmax), la cadence de
pédalage (RPM) et la force développée (F). Pour le test CLM10, l’intensité demandée au coureur était
maximale en ayant comme consigne d'effectuer la plus grande Pmoy durant les 6 dernières minutes du
test. A partir de la 4ième minute, la puissance, RPM et F étaient mesurés à 50 Hz pendant 16 s toutes les
minutes. Au cours de ce test, FC était mesurée (Polar S710) puis moyennée toutes les 30 s. Pour le test
Win30, l'intensité était supramaximal contre une force de freinage constante fixée à 100 g / kg de
233
ACAPS O3 - Toulouse
Communications affichées 5
masse corporelle. Trois indices étaient mesurés à 200 Hz : Pmax, la quantité de travail effectuée (W en
kJ) et un indice de fatigue (IF) exprimant la diminution de la puissance mécanique sur 30 s. La force
maximale isométrique était mesurée à un angle de 120 degrés (extension complète = 180°) pendant 45s à l’aide d’une jauge de contrainte pour les 2 membres inférieurs (FMI), membre inférieur droit (FD)
et gauche (FG).
La significativité des différences entre les tests pré- et post- entraînement au sein des groupes E et EM
ainsi qu'entre les groupes était évaluée par une ANOVA à deux facteurs (groupe x entraînement) avec
mesures répétées sur le facteur intra. Le seuil de significativité était fixé à P<0,05.
Résultats / Discussion
Les principaux résultats présentés dans le tableau 1 montrent qu'après une période d'entraînement de 7
semaines : (i) les deux groupes augmentaient significativement leur fréquence de pédalage tout en
diminuant significativement la valeur moyenne de la force développée, d'où l'absence d'effet d'entraînement sur la puissance moyenne ; (ii) les aptitudes anaérobies, à savoir la capacité (W en kJ) et la
puissance (Pmax en W ou W/kg) étaient significativement supérieures uniquement pour le groupe
EM ; (iii) la force maximale volontaire pour le(s) membre(s) inférieur(s) droit et/ou gauche étaient
significativement augmentée uniquement pour le groupe EM.
Tableau 1 - Paramètres mesurés (moyenne ± SD) lors du test CLM10, du test Win30 et des tests de force pour les 2 groupes de cyclistes.
Variable
Pmoy (W)
FCmoy (battements/min)
Fmoy (N)
RPM
RPE
Pmax (W)
Pmax (W/kg)
W (kJ)
IF (%)
RPE
FMI (kg) $
FD (kg) $
FG (kg) $
Groupe E (n=5)
Pré
Post
285 ± 27
286 ± 14
184,2 ± 6,8
182,7 ± 6,6
30 ± 3
27 ± 1 *
95 ± 8
108 ± 12 *
18,2 ± 1,3
17,0 ± 1,4
1491 ± 133
1400 ± 135
22,1 ± 1,4
20,6 ± 2,3
19,7 ± 1,3
19,9 ± 1,5
51 ± 10
58 ± 4
16,4 ± 1,2
16,0 ± 1,3
129 ± 21
118 ± 30
80 ± 14
71 ± 11
78 ± 11
75 ± 01
Groupe EM (n=5)
Pré
Post
269 ± 50
276 ± 49
188,7 ± 6,6
186,3 ± 5,8
31 ± 8
28 ± 6 *
87 ± 10
101 ± 11*
17,6 ± 1,1
17,0 ± 1,1
1463 ± 147
1620 ± 134
21,7 ± 3,3
23,8 ± 2,5
20,4 ± 1,2
21,7 ± 1,0 *
59 ± 9
53 ± 9
15,6 ± 0,5
16,4 ± 0,9
117 ± 31
149 ± 03
79 ± 12
95 ± 12
78 ± 09
96 ± 14
Interaction
NS
NS
NS
NS
NS
P < 0,05
P < 0,05
P < 0,05
P < 0,05
NS
P = 0,06
P < 0,05
P < 0,05
* Significativement différent de pré (P < 0,05) ; $ n=4 (groupe EM) et n=3 (groupe E) avec utilisation d'un modèle linéaire généralisé.
L'entraînement en musculation avec charges lourdes (75-95% de la RM avec 3-6 répétitions) permettait d'obtenir des gains de force maximale d'environ 20% en 7 semaines. Cet entraînement substitué à 2
séances d'endurance semble être efficace pour augmenter considérablement les aptitudes anaérobies
(capacité et puissance) tout en préservant une performance aérobie (i.e., test CLM10).
Conclusion
Pour des cyclistes entraînés, des méthodes alternatives d'entraînement sont nécessaires lorsque les
conditions environnementales sur route sont médiocres. Les présentes résultats indiquent que remplacer une partie de l'entraînement en endurance par un entraînement en musculation (développement de
la force) est recommandé quand un gain rapide des aptitudes anaérobies (test de performance court) est
exigé sans compromettre sa performance en endurance.
Références
Hickson, R.C., Dvorak, B.A., Gorostiaga, E.M, Kurowski, T.T., & Foster, C. (1988). Potential for
strength and endurance training to amplify endurance performance. Journal of Applied Physiology, 65, 2285-2290.
Marcinik, E.F., Potts, J., Schlabach, G., Will, S., Dawson, P., & Hurley, B.F. (1991). Effects of
strength training on lactate threshold and endurance performance. Medicine and Science in
Sports and Exercise, 23, 739-743.
ACAPS O3 - Toulouse
234
Communications affichées 5
Adaptations métaboliques à l’entraînement en endurance
chez le rat Anti-Obèse Lou/C
Karine Couturier1,3,5, Marie-Soleil Gauthier 1, Roland Favier3,4, Pierre Corriveau1,
Huy Ong2 & Jean-Marc Lavoie1
1
Département de Kinésiologie, et de 2Pharmacologie, Université de Montréal, Montréal, Canada
3
UMR 5123 CNRS, Université Claude Bernard, Lyon 1
4
EMI 221 INSERM, LBFA, Université Joseph Fourier
5
UFRSTAPS de Lyon, Université Claude Bernard, Lyon 1
Récemment nous avons rapporté que dans une situation de forte demande énergétique comme
l’exercice, les rats "anti-obèses" Lou/C étaient capables de maintenir leur glycémie tout en préservant
leurs réserves en glycogène hépatique. Le but de cette étude était de déterminer comment ces rats résistants à l'obésité s'adaptaient à une situation chronique de forte demande énergétique comme l'entraînement. Pour cela 20 rats femelles Lou/C, âgés de 4 mois, soumis à un entraînement en endurance de
8 semaines ont été comparés à 20 rats femelles Wistar, de même âge, soumis aux mêmes conditions.
L'entraînement consistait à courir, de façon continue, sur un tapis roulant, cinq fois par semaine, pendant 8 semaines. Un test de tolérance au glucose (0,5 g/kg) a été effectué au cours de la sixième semaine de protocole. A la fin de la période de huit semaines d'entraînement, les dépôts adipeux, les
variables hépatiques et plasmatiques reliées au métabolisme du glucose ainsi que les variables reliées
au métabolisme des lipides ont été mesurées. Les concentrations en protéine de liaison du facteur de
croissance analogue à l'insuline (IGFBP)-1 ont été mesurées et utilisées comme facteur de sensibilité
hépatique à l'insuline. Le récepteur membranaire aux acides gras à longue chaîne, le CD36 hépatique,
ainsi que l'adiponectine circulante, ont également été mesurés.
La tolérance au glucose est plus importante chez les rats Lou/C comparés aux rats Wistar avant entraînement. Cette différence disparaît après l'entraînement. En effet, l'entraînement induit une amélioration de la tolérance au glucose qui n'est significative que dans le groupe de rats Wistar. De plus, les
niveaux d'IGFBP-1 sont plus élevés chez les rats Lou/C comparés aux rats Wistar avant entraînement
(193,7 ± 48,9 unités arbitraires vs 44,43 ± 14,3 respectivement; P < 0.01). Cette différence disparaît
également après l'entraînement (124,8 ± 37,7 unités arbitraires vs 86,57 ± 28,6 respectivement; P >
0.05). L'adiposité chez les rats Lou/C sédentaires est plus faible comparée aux rats Wistar sédentaires
(2,69 ± 0,21 g/100g de poids corporel vs 5,84 ± 0,47 respectivement; P < 0.01). L'entraînement induit
une diminution des poids relatifs des dépôts adipeux semblables dans les deux souches de rats. En
dépit de ces résultats, l'entraînement, chez les rats Lou/C, est associé avec une diminution (P < 0,01)
en glycérol et en β-hydroxybutyrate plasmatiques alors que seules les concentrations en triglycérides
sanguins sont diminuées chez les rats Wistar (P < 0,05). Les concentrations élevées d'adiponectine
plasmatique mesurées chez les rats Lou/C sédentaires comparés aux Wistar dans les mêmes conditions, ne sont pas affectées par l'entraînement (14,1 ± 1,9 µg/ml vs 9,2 ± 0,6; P < 0.01 pour les rats
Lou/C et Wistar sédentaires respectivement) (11,8 ± 1,5 µg/ml vs 9,9 ± 0,7; P > 0.05 pour les rats
Lou/C et Wistar entraînés respectivement). Les niveaux de CD36 hépatique sont significativement
augmentés suite à l'entraînement chez les rats Wistar (21,82 ± 3,15 unités arbitraires vs 44,29 ± 8,49; P
< 0,05) alors que cela n'est pas le cas chez les rats Lou/C (28,1 ± 7,15 unités arbitraires vs 17,18 ±
3,95; P > 0,05). Le contenu en glycogène hépatique du foie est plus faible chez les rats Lou/C comparés aux rats Wistar (3,81 ± 0,23 g/100g vs 5 ± 0,36; P < 0.01 pour les rats Lou/C et Wistar sédentaires
respectivement) et n'est augmenté, suite à l'entraînement, que dans le groupe de rats Lou/C (3,81 ±
0,23 g/100g vs 5,36 ± 0,28; P < 0.01).
Les résultats obtenus montrent que les effets métaboliques bénéfiques de l'entraînement observés chez
les rats Wistar ne sont pas retrouvés chez les rats Lou/C. L'exercice physique régulier chez les rats
Lou/C semble, paradoxalement, amener ces animaux à une plus grande utilisation des glucides. Ces
résultats devraient permettre d’expliquer les spécificités du rat Lou/C et devraient favoriser
l’élaboration d’un certain nombre d’hypothèses permettant de comprendre pourquoi certains individus
sont résistants à l’obésité.
Remerciements : ce travail a été subventionné par le NSERC, le FCAR, la région Rhône-Alpes, et l'organisme JacquesCartier.
235
ACAPS O3 - Toulouse
Communications affichées 5
Validation d'un questionnaire d'indice d'activité physique
et de tests d'épreuve maximale adaptés pour l'évaluation optimale
des capacités physiques de sujets paraplégiques
Déborah Le Foll-De Moro1, Nicolas. Tordi2, Marie-Pierre. Bougenot2,
Evelyne Lonsdorfer-Wolf1 & Jean Lonsdorfer1
1
Service des Explorations Fonctionnelles Respiratoires et de l'Exercice, Hospices Civils, Strasbourg
2
Laboratoire des Sciences du Sport, Place Saint Jacques, Besançon
Alors que le reconditionnement à l'exercice est une nécessité pour les personnes blessées médullaires,
aucun consensus dans les protocoles d'évaluation n'est observé dans la littérature [2-5]. De plus, le niveau de lésion, l'ancienneté de la lésion et le niveau d'Aptitude Physique (AP) des personnes blessés
médullaires sont autant de paramètres occultés lors de l'élaboration des tests d'évaluation. Les travaux
de la littérature n'ont pas encore proposé un guide pratique pouvant faciliter le travail du thérapeute
dans le choix du protocole de test d'évaluation à l'exercice adapté. Nous proposons dans un premier
temps de valider un questionnaire d'Indice d'Activité Physique (IAP), en vue de permettre une évaluation simple et précise des aptitudes physiques du blessé médullaire. Ce questionnaire a été construit à
partir des données de la littérature identifiant les déterminants principaux de l’aptitude physique du
blessé médullaire [6-7]. Dans un deuxième temps, à partir des recommandations établies pour
l’entraînement des blessés médullaires [5] et de l’expérience acquise au sein de notre équipe [2-8], nous
proposons la mise en place et la réalisation d'une gamme cohérente de tests d'évaluation en rapport
avec cet IAP.
Matériel et méthode
Sujets. 19 sujets avec des lésions de la moelle épinière entre C7 et L1 ont participé à cette étude (15
hommes, 4 femmes, 39 ± 13 ans). 10 des sujets avaient une lésion récente (entre 73 jours et 169 jours),
les 9 autres avaient une lésion ancienne (entre 1 an et 30 ans). Tous les sujets ont initialement répondu
au questionnaire d'IAP et réalisé ensuite un test d'évaluation correspondant à l'indice. Parmi eux, 2
sujets ont réalisé le test correspondant à leur IAP et un autre test ne correspondant pas à cet indice.
Questionnaire. Il comporte sept items: âge/sexe, niveau de lésion, ancienneté de la lésion, habitudes de
vie, activité professionnelle, activité physique non sportive et activité physique sportive. Le maximum
de point pouvant être obtenu est de 100, dont 10 points pour les 5 1er, 20 points pour le 6ème et 30
points pour le 7ème. L'IAP est la somme des scores obtenus à chacun des 7 items. Selon le score obtenu,
le choix du test d'évaluation sera différent:
❶ IAP < 40 - Epreuve à charge constante de 15 watts pendant 15 minutes
❷ 40 ≤ IAP ≤ 59 - Epreuve progressive maximale de 5watts toutes les 2 minutes
❸ IAP ≥ 60 - Epreuve progressive maximale de 10 watts toutes les 2 minutes.
Protocole. Après avoir répondu au questionnaire, le sujet réalise l'épreuve d'effort choisie selon son
IAP. Les sujets réalisent leur épreuve d'effort sur leur propre fauteuil placé sur un ergomètre VP 100 [4]
à une vitesse préalablement déterminée comme étant une vitesse "d'aisance", mais au moins supérieure
ou égale à 4 Km·h-1. Le test comporte 3 minutes de repos, suivi de l'épreuve à charge constante ou
maximale, et elle se termine par 5 minutes de récupération passive. Les paramètres ventilatoires (VE,
VO2, VCO2) sont mesurés tout au long du test à l'aide d'un ergospiromètre (Sensor Medics MSE
USA), et moyennés toutes les 20 secondes. La Fréquence Cardiaque (Fc, batt·min-1) est enregistrée
tout au long de l'épreuve (Cardiovits Schiller, Suisse). Le quotient respiratoire (QR) est calculé à partir
de la relation VCO2/VO2. Le temps du test et la puissance maximale tolérée (PMT, watt) sont retenus.
Résultats
1) Sur les 19 sujets, 10 ont un IAP compris entre 40 et 59, 9 ≥ à 60.
2) Les critères de maximalité des épreuves d'effort (QR ≥ 1.15, Fc max déterminée ≈ Fc max prédite et
plateau de la VO2 max malgré l'augmentation de la charge) sont obtenus chez 17 sujets.
3) La durée moyenne du test d'évaluation est de 13 minutes 26 secondes (durée moyenne conseillée
par les recommandations scientifiques: 8 à 16 minutes)
ACAPS O3 - Toulouse
236
Communications affichées 5
4) La VO2 pic moyenne obtenue pour les sujets est de 21,14 ml·min-1·Kg-1 (13,4 ml·min-1·.Kg-1 à 36
ml·min-1·Kg-1)
5) Le coefficient de corrélation entre l'IAP et la VO2 pic des sujets est de r = 0,7117, (p < 0,01).
6) Les deux sujets ayant réalisés un test maximal correspondant au degré d'IAP inférieure à celui calculé par le questionnaire ont une VO2 pic sous estimée (8,5 ml·min-1·Kg-1 et 24,1 ml·min-1·Kg-1, soit
respectivement 55% et 85% de la VO2 pic déterminée grâce au test correspondant à l'IAP)
VO2 pic (ml/Kg/min)
Corrélation entre l'IAP et la VO2 pic
40
2
R = 0,7117
30
20
10
0
0
20
40
IAP
60
80
100
Conclusion
i) Le questionnaire d'IAP se révèle utile pour le choix d'une épreuve d'effort maximale répondant aux
critères de standardisation (8 minutes ≤ durée moyenne ≤ 16minutes, QR ≥ 1.15, Fc max déterminée ≈
Fc max prédite, plateau de la VO2 max) établis pour les blessés médullaires.
ii) Ce questionnaire permet de satisfaire une condition essentielle qui est l'individualisation du test
d'évaluation. Bien souvent dans la littérature, cette nécessité d'individualisation n'est pas respectée ce
qui peut conduire à des erreurs de diagnostique. Grâce à une estimation simple et fiable de la capacité
physique de la personne blessée médullaire qui doit être testée, le thérapeute est guidé et peut choisir
le test d'évaluation le plus approprié aux possibilités de son sujet.
iii) Toutefois, il reste perfectible sur les items correspondants à l'évaluation des activités physiques
sportives et non sportives, notamment selon le vécu antérieur au traumatisme pour les paraplégiques
récents.
iiii) A partir de ces tests d'évaluation optimale, des programmes d'entraînement personnalisé ont été
proposés et sont actuellement en cours d'évaluation.
References
Burkett, L.N., Chisum, J., Stone, W., & Fernhall, B. (1990). Exercise capacity of untrained spinal cord
injured individuals and the relationship of peak oxygen uptake to level of injury. Paraplegia,
28, 512-21.
Bougenot, M.P., Tordi, N., Lonsdorfer-Wolf, E., Parrate, B., Lonsdorfer, J., & Rouillon, J.D. (Sous
presse). Reconditionnement à l'exercice pour le blessé médullaire: revue de la littérature et recommandations.
Dallmeijer, A.J., van der Woude, L.H., Hollander, P.A., & Angenot, E.L. (1999). Physical performance in persons with spinal cord injuries after discharge from rehabilitation. Medicine & Science
in Sports & Exercise, 31, 1111-7.
Devillard, X., Sauvignet, B., & coll. 1997Développement d'un ergomètre pour fauteuil roulant: outil
de mesure des capacités du patient à la propulsion d'un fauteuil roulant et choix à la prescription. In Fauteuil roulant (pp. 134-142). Paris: Masson.
Hoffman, M.D. (1986). Cardiorespiratory fitness and training in quadriplegics and paraplegics. Sports
Medicine, 3, 312-30.
Noreau, L., & Shepard, R.J. (1995). Spinal cord injury, exercise and quality of life. Sports Medicine,
20(4), 226-250.
Noreau, L., & Shepard, R.J. (1992). Physical fitness and productive activity of paraplegics. Journal of
Sports Medicine, Training, and Rehabilitation, 3, 165-181.
Martin, X., Tordi, N., Bougenot, M.P., & Rouillon, J.D. (2002). Critical analysis of apparatus and
evaluation methods for determination of physical capacity of spinal cord injured people using
wheelchair. Science et Sports, 17, 209-219.
237
ACAPS O3 - Toulouse
Communications affichées 5
Analyse objective et subjective des effets de l’entraînement
chez des demi-fondeurs et des cyclistes
Emmanuelle Delattre1, Muriel Garcin1, Laurence Mille-Hamard1 & Véronique Billat2
1
Faculté des Sciences du Sport et de l’Education Physique, Lille
2
Centre de Médecine du Sport de la CCAS, Paris
Le développement d’un instrument de quantification et de contrôle de l’entraînement est devenu une
préoccupation majeure du milieu sportif pour mieux gérer l’entraînement et parvenir à la haute performance. Le contrôle de l’entraînement est souvent réalisé à l’aide de différents indices tels que les
variables physiologiques, les critères de l’intensité d’exercice (Hawley et al., 1997; Smith et al., 1999
et Hoogeveen, 2000) et/ou les variables psychologiques (Borg, 1970). Mais, peu d’auteurs se sont
intéressés à une approche pluridisciplinaire des effets de l'entraînement. Foster (1999) a proposé une
méthode de quantification à la fois objective et subjective de la charge d’entraînement. L’objet de cette
étude est donc d'analyser les effets de 14 semaines d'entraînement sur la performance aérobie chez des
demi-fondeurs (DF) et des adolescents cyclistes (CY) lors de tests de terrain, à partir d’une analyse à
la fois objective et subjective du contenu de leur programme d’entraînement.
Matériel et méthodes
Sujets. Huit coureurs de demi-fond (19.2 ± 2.8 ans; 60.7 ± 7.0 kg ; 177.3 ± 7.8 cm) et sept cyclistes
(17.1 ± 0.4 ans; 63.8 ± 4.1 kg ; 176.5 ± 3.6 cm) de niveau régional à national ont participé à cette
étude.
Protocole. Les sujets ont réalisé 2 tests exhaustifs (sur piste extérieure) séparés par 14 semaines
d’entraînement en début de saison sportive. Pour les DF: test progressif par paliers de 1 minute sans
récupération entre chaque palier et une incrémentation de la vitesse de 0.5 km.h-1. Pour les CY: le test
progressif (réalisé sur bicyclette) est le même que pour les DF, il est adapté en terme de vitesse et
d’incréments de vitesse (paliers de 1 minute et incrément de la puissance de 30 watts). Le test incré& O2 max) et de déterminer la
menté a permis de mesurer la consommation maximale d’oxygène ( V
& O2 max (v V
& O2 max), le seuil d’inadaptation ventilatoire (exprimé en
vitesse associée à V
& O2 max) et la vitesse associée au SV (v SV).
%V
Mesure des paramètres cardiorespiratoires. Les paramètres cardiorespiratoires sont mesurés à l'aide
d'un analyseur portatif d'échanges gazeux (Cosmed K4b2, Italie). Les données sont enregistrées en
continu et moyennées sur 5 secondes.
Entraînement. L’entraînement n’était pas imposé mais contrôlé par les entraîneurs respectifs. Chaque
sportif a rempli un cahier d’entraînement avec le contenu de chaque séance et la perception générale
de l'effort durant la séance (selon l’échelle RPE: Rating scale of Perceived Exertion, Borg, 1970 modifiée par Foster, 1999). L’analyse du contenu de chaque séance d’entraînement nous a permis de calculer le temps d’entraînement passé dans 4 zones d’intensité différentes (1: v < v SV, 2: v SV ≤ v <
& O2 max, 3: v = v V
& O2 max et 4: v > v V
& O2 max). La durée totale dans chaque zone détermine la
vV
charge objective du cycle d’entraînement. Les valeurs de charge d’entraînement, monotonie,
contrainte et fitness déterminées selon les formules de Foster (1999) et Gazzano (2002) à partir du
RPE et de la durée de l’entraînement définissent la charge subjective du cycle d’entraînement.
Statistiques. Le contenu des cahiers d’entraînement (charge objective et charge subjective) a été étudié
& O2 max et v SV ont été étudiés grâce à
grâce au test t de Student. Les effets de l’entraînement sur v V
un t de Student apparié. Les effets de l’entraînement et du type de pratique sur les variables physiologiques ont été étudiés grâce à une analyse de la variance à 2 facteurs à mesures répétées (type de pratique x entraînement) suivie d’un test de Tukey. Le seuil de signification a été fixé à p < 0.05.
Résultats
L’analyse de la charge objective montre que la majeure partie du travail est effectuée à v < v SV en
demi-fond (89.1 %) comme en cyclisme (98.4 %). Par conséquent, la part accordée aux vitesses éle& O2 max) est peu importante (DF: 7.5 %; CY: 0.4 %). L’analyse de la charge subjective
vées (≥ v V
montre que les valeurs des indices (charge, contrainte, fitness) sont faibles. L’analyse des effets de
ACAPS O3 - Toulouse
238
Communications affichées 5
l’entraînement montre qu’après 14 semaines d’entraînement, seuls les CY ont augmenté significative& O2 max et v SV.
ment v V
Discussion
L’analyse de la charge objective d’entraînement des DF et des CY montre que les intensités
d’entraînement et/ou le volume à ces intensités étaient insuffisants. On constate un manque de travail à
des intensités maximales et supra maximales (séances d’interval training: IT) préconisé par Hawley et
& O2 max. Ce manque de travail à
al. (1997), Smith et al. (1999) et Hoogeveen (2000) pour augmenter V
& O2 max empêche nos sujets de progresser sur ce point. Cependant la quantité
des allures sollicitant V
de travail plus importante réalisée au fil des années à une intensité proche de v SV leur a permis
& O2 max au SV (93 % chez DF et CY). Pourtant, s’ils
d’atteindre un haut pourcentage de V
& O2 max, leur marge de progression sera très faible. Chez les CY, une partie
n’augmentent pas leur V
du travail a été effectuée à une intensité proche de v SV, ce qui explique l’augmentation de v SV
conformément aux résultats de Londeree (1997) et Hoogeveen (2000). Le travail de préparation géné& O2 max) chez les CY est probablement à l’origine de
rale en course à pied (séances d’IT à 100% v V
& O2 max, considérée comme un effet de l’entraînement non spécifique (Tanaka,
l’amélioration de v V
1994).
L’analyse subjective du contenu de l’entraînement des DF et des CY met aussi en évidence un manque
de travail à des intensités élevées: le RPE et/ou la durée des séances sont insuffisants comparés aux
valeurs de Foster (1998). Ils engendrent des indices de charge d’entraînement et de contrainte faibles
(Foster, 1998).
Conclusion
Les entraînements proposés dans cette étude sont quantitativement et surtout qualitativement insuffisants pour amener ces sportifs au maximum de leurs capacités physiques. L’approche à la fois objective et subjective du contenu de l’entraînement permet de contrôler et programmer cet entraînement
sportif de manière plus individualisée pour parvenir à la haute performance. Les variables psychologiques apportent des renseignements complémentaires (meilleure écoute des sensations de l’athlète,
prédiction des signes annonciateurs du surentraînement) à ceux fournis par les critères de l’intensité
d’exercice et les variables physiologiques.
Références
Borg, G. (1970). Perceived exertion as an indicator of somatic stress. Scandinavian Journal of Rehabilitation Medicine, 2-3, 92-98.
Foster, C. (1998). Monitoring training in athletes with reference to overtraining syndrome. Medicine &
Science in Sports & Exercise, 30(7), 1164-1168.
Foster, C., & de Koning, J.J. (1999). Physiological perspectives in speed skating. In H. Gemser, J.J. de
Koning & G.J. van Ingen Schenau (Eds.), Handbook of Competitive Speed Skating (pp. 117137). Lausanne: International Skating Union.
Gazzano, F. (2002). Quantification de la charge dans l’entraînement sportif. In D. Lehénaff et P. Fleurance (Coord.), La charge de travail en sport de haut niveau (pp. 295-304). Paris: Les cahiers de
l’INSEP.
Hawley, J.A., Myburgh, K.H., Noakes, T.D., & Dennis, S.C. (1997). Training techniques to improve
fatigue resistance and enhance endurance performance. Journal of Sports Sciences, 15, 325-333.
Hoogeveen, A.R. (2000). The effect of endurance training on the ventilatory response to exercise in
elite cyclists. European Journal of Applied Physiology, 82, 45-51.
Londeree, B.R. (1997). Effect of training on lactate / ventilatory thresholds: a meta-analysis. Medicine
& Science in Sports & Exercise, 29(6), 837-843.
Smith, T.P., McNaughton, L.R., & Marshall, K.J. (1999). Effects of 4-wk training using Vmax /Tmax on
& O2 max and performance in athletes. Medicine & Science in Sports & Exercise, 31(6), 892V
896.
& O2 max between cyTanaka, H. (1994). Effects of cross-training. Transfer of training effects on V
cling, running and swimming. Sports Medicine, 18(5), 330-339.
239
ACAPS O3 - Toulouse
Communications affichées 5
Effets de deux types de fatigue sur la composante lente de VO2
G. Deley1, G.Y. Millet2, F.Borrani3 & G.Lattier1
Laboratoire INSERM-ERITm 0207 Motricité & Plasticité, UFR STAPS Dijon
2
Laboratoire de physiologie de l'exercice, Université Jean Monnet, Saint-Etienne
3
Laboratoire Sport, Performance et Santé, UFR STAPS Montpellier
1
Lors d’exercice à intensité sévère, la cinétique de consommation d’oxygène est caractérisée par une
composante lente, qui retarde ou empêche l’atteinte d’un état stable. Les mécanismes à l’origine de
cette composante sont encore mal connus. Cependant, il a été suggéré que la composante lente pouvait
être due à un recrutement progressif des fibres rapides. L’objectif de cette étude était de tester cette
hypothèse en fatigant sélectivement les unités motrices lentes ou rapides.
Méthodologie
Neuf sujets ont réalisé trois efforts maximaux à une puissance correspondant à 80 % de leur puissance
maximale aérobie : 1) précédé par un protocole fatigant en électrostimulation (EMS), 2) précédé par
un protocole fatigant en contractions volontaires (VOL) 3) sans fatigue préalable (CONTR). Le protocole de fatigue alternait 10 secondes de contraction, à une intensité de 10 % du maximum volontaire
(MVC), et 10 secondes de relâchement pendant 20 minutes, sur les extenseurs du genou des deux
membres inférieurs. Des tests ont été réalisés avant et après le protocole de fatigue afin d’étudier les
propriétés neuromusculaires volontaires et évoquées des muscles Vastus Lateralis et Vastus Medialis.
La consommation d’oxygène a été enregistrée en cycle à cycle pendant chaque effort maximal pour
être ensuite analysée grâce à un modèle bi-exponentiel décrivant l’amplitude, la durée, le délai
d’apparition et la constante de temps de chaque phase de la cinétique [1].
Résultats
Le principal résultat est qu’un exercice fatigant de 20 minutes avec des contractions volontaires ou
induites électriquement à un même pourcentage de MVC, entraîne une réduction de force similaire (13,3 ± 7,4% ; P < 0,01 ; Figure 1) mais a des effets différents sur la cinétique de VO2. En effet,
l’amplitude de la composante lente enregistrée après l’EMS était significativement réduite et retardée
par rapport à celle obtenue dans les conditions VOL et CONTR (P < 0,05, Table 1). La durée de
l’effort maximal était significativement inférieure en EMS par rapport aux conditions CONTR et VOL
(477 ± 128, 613 ± 209 s and 648 ± 156 respectively, P < 0,01).
td1
τ1
τ2
r Model
EMS
(L.min )
2.48 (0.51)
(s)
11 (9)
(s)
33 (9)
(L.min )
0.49 (0.21) *
(s)
168 (21) *
(s)
163 (114)
0.88 (0.08)
VOL
CONTR
2.42 (0.48)
2.73 (0.57)
6 (7)
8 (9)
34 (6)
33 (9)
0.74 (0.25)
0.68 (0.23)
152 (22)
156 (16)
262 (197)
228 (134)
0.89 (0.04)
0.87 (0.09)
A1'
-1
A2'
td2
-1
Table 1 : Paramètres estimés du modèle bi-exponentiel pour chaque condition expérimentale. A1’ et A2’ : amplitude de la composante
primaire et de la composante lente ; td1 et td2 : délai d’apparition de chaque composante ; τ1 et τ2 : constante de temps de chaque composante ; r : coefficient de corrélation du modèle. * : P < 0,05 : Valeurs d’électromyostimulation (EMS) significativement différentes des
valeurs obtenues en condition de contrôle (CONTR) et en volontaire (VOL). Valeurs moyennes (± écart-type).
**
MVC (Nm)
180
160
140
120
100
PRE
POST
EMS
VOL
Figure 1 : Contraction Maximale Volontaire (MVC) avant (PRE) et après (POST) le protocole fatigant en électromyostimulation (EMS)
et en volontaire (VOL). ** : différence significative (P < 0.01). Valeurs moyennes (± écart-type).
ACAPS O3 - Toulouse
240
Communications affichées 5
Discussion - conclusion
Il a été démontré que pour de faibles niveaux de force, le recrutement des fibres musculaires lors de la
contraction volontaire dépendait de la taille des unités motrices et commençait par celles de petite
taille [2], alors que l’EMS recrute les zones musculaires superficielles qui comportent une proportion
plus importante de fibres de type II [3]. Ainsi, on peut considérer que les protocoles de fatigue utilisant
les contractions volontaires ou l’EMS sont susceptibles d’affecter différents pools d’unités motrices.
Dans cette étude, les exercices fatigants en EMS et VOL ont induit une réduction de force similaire
mais une composante lente retardée et avec une amplitude réduite après l’EMS. Puisqu’un exercice
fatigant préférentiellement les fibres de type II [4]a induit une réduction de l’amplitude de la composante lente, ces résultats sont cohérents avec l’hypothèse du recrutement progressif des fibres rapides
pendant la composante lente de VO2.
Références
[1] Barstow, T.J., & Molé, P.A. (1991). Journal of Applied Physiology, 71, 2099-2106.
[2] Hennemann, E., & Olson, C.B. (1965). Journal of Neurophysiology, 25, 581-598.
[3] Lexell, J., et al. (1983). Acta Physiologica Scandinavica, 117, 115-122.
[4] Vanderthommen, M., et al. (2003). Journal of Applied Physiology, 94, 1012-1024.
241
ACAPS O3 - Toulouse
Communications affichées 5
L’activité sportive chez l’adolescent parmi les causes de douleurs courantes ?
Yannick Delpierre1, Cyril Garnier1, Ghislaine Lensel2 & François Xavier Lepoutre1
1
L.A.M.I.H UMR 8530 Université de Valenciennes et du Hainaut Cambrésis
2
L.E.M.H. Université de Lille2
Par la croissance et la maturation, le passage de l’enfant à l’adulte affecte tout l’organisme : les critères biomécaniques adultes peuvent différer de ceux de l’enfant et de l’adolescent. Normalement la
croissance est indolore. Les douleurs sont donc des signes de problèmes et l’activité physique, particulièrement développée chez l’enfant et l’adolescent (Monod & Flandrois, 1997), peut mettre en avant
ces conséquences algiques.
Les buts de cette étude sont de rechercher les causes des douleurs que subit un adolescent, d’y déterminer le degrés d’implication du sport et les principaux sports responsables.
Matériel et méthode
La population choisie correspond à des adolescents du valenciennois (nord de la France) scolarisés au
sein de 4 collèges choisis arbitrairement (un collège rural, un collège citadin privé et deux collèges
citadins publiques) ; des conventions ont été signées entre l’université de Valenciennes et chacun de
ces collèges. Toute la population interrogée était volontaire, les parents étant d’accords. 1002 adolescents ont été questionnés : 12,56 ans d’âge moyen (10-15 ans) et 50,7% de garçons. Les parents et les
adolescents ne connaissaient pas la date de l’enquête. Le questionnaire rédigé à partir de plusieurs
travaux réalisés dans le monde (Hong Kong Society, 1988 ; Grimmer et al., 2000) était anonyme. Une
population pilote (8-13 ans) a permis de s’assurer de la compréhension des questions. Le questionnaire
final a été ainsi rempli par 97,4% de la population interrogée. Comme ce travail se base sur d’autres
travaux, la plupart des questionnaires était des questions fermées. Les douleurs étaient celles ressenties
dans les deux semaines précédent l’enquête. Une analyse par Khi2 a été utilisée.
Résultats
On observe une différence entre les sexes des effectifs d’adolescents souffrant de douleurs. 82,4% des
filles souffrent contre 73,8% chez les garçons. La figure 1 ci-dessous détaille les localisations douloureuses décrites sachant que plusieurs réponses pouvaient être cochées. Les résultats obtenus ont été
comparés à ceux d’autres études comme celle de Troussier et al.(1999) avec des populations de Grenoble d’âges voisins (l’une plus âgée que celle interrogée ici et l’autre plus jeune). La population de
Valenciennes interrogée présente des résultats intermédiaire entre ces deux populations.
40.0
% sujets
30.0
20.0
10.0
ventre
poitrine
pied droit
pied gauche
cheville droite
genou droit
cheville gauche
genou gauche
jambe
hanche droite
hanche gauche
main droite
poignet droit
main gauche
coude droit
poignet gauche
épaule droite
coude gauche
bas du dos
épaule gauche
cou
haut du dos
tete
0.0
Figure 1 : les localisations douloureuses de l’adolescent au cours des deux dernières semaines.
La figure 2 montre que les causes données par les adolescents à leurs douleurs sont d’abord le matériel
scolaire (le port du cartable, poids des livres…) et le sport. Ce dernier correspondrait ainsi à 31% des
réponses.
Parmi les douleurs les plus fréquentes, celles ressenties au niveau de la face dorsale du tronc (cou,
épaules, haut du dos, bas du dos) ont été particulièrement analysées. On n’observe aucune relation
entre les douleurs au niveau de ces zones et la durée de l’activité sportive (χ2 à 5%). En revanche, au
risque de 0.1, le type de sport agirait sur ces douleurs. La gymnastique, le football, le handball et la
ACAPS O3 - Toulouse
242
Communications affichées 5
danse induiraient le plus de douleurs : 21.9% des gymnastes, 10.0% des footballeurs, 10.3% des handballeurs et 8.0% des danseurs sont touchés.
stress/fatigue
inconnue
règles
croissance
tombé
matériel scolaire
sport
Figure 2 : Les causes des douleurs chez l’adolescent.
Discussion
L’activité sportive est très développée chez l’enfant et l’adolescent. Les risques de douleurs pour ces
tranches d’âge seraient importants. Il semble exister une relation entre les douleurs au niveau de la
face dorsale du tronc et le type de sport. Le bas du dos serait une zone hautement sensible pour les
douleurs dues aux pratiques sportives (McMeeken et al.,2001). Parmi les adolescents australiens interrogés, les danseurs et les gymnastes présenteraient des douleurs plus fréquentes et d’amplitudes plus
importantes que la population contrôle. Kovacs et al.(2003) montrent des résultats similaires entre les
douleurs du bas du dos (Low Back Pain) chez une population de jeunes espagnols. Cependant, d’après
notre étude, les LBP ne seraient pas les seules occasionnées par l’activité sportive. Il faut toutefois
prendre garde au milieu psychosocial dans lequel baigne l’adolescent. En effet, si les douleurs décrites
sont chroniques, de telles causes psychosociales pourraient être envisagées (Merlijn et al., 2003) et le
comportement des parents face à de telles douleurs (Edwards et al.,1985) ou à l’activité sportive pourraient influencer les réponses des adolescents. Il serait donc opportun d’interroger parallèlement les
parents.
Références
Edwards, P., Zeixhner, A., Kuczmiweczyk, A., & Boczkowski, J. (1985). Familial pain models: the
relationship between family history of pain and current pain experience. Pain, 21, 379-384.
Grimmer, K.A., & Williams, M.T. (2000). Gender-age environmental associated of adolescent low
back pain. Applied Ergonomics, 31, 343-360.
Hong Kong society for child health and development (1988). The weight of school bags and its relation on spinal deformity. Report of research, The department of orthopedic surgery, university
of Hong Kong, the Duchess of Kent children’s hospital.
Kovacs, F., Gestoso, M., Gil del Real, M., Lopez, J., Muffragi, N., & Méndez, J. (2003). Risks factors
for non-specific low back pain in schoolchildren and their parents: a population based study.
Pain, 103(3), 259-268.
McMeeken, J., Tully, E., Stillman, B., Nattrass, C., Bygott, I.L., & Story, I. (2001). The experience of
back pain in young Australians. Manual Therapy, 6, 213-220.
Merlijn, V., Hunfeld, J., Van der Wouden, J., Hazebroek-Kampschreur, A., Koes, B., & Passchier, J.
(2003). Psychosocial factors associated with chronic pain in adolescents, Pain,101, 33-43.
Monod, H., & Flandrois, R. (1997). Préface. Physiologie du sport-bases physiologiques des activités
physiques et sportives. Paris: Masson.
Troussier, B., Marchou-Lopez, S., Pironneau, S., Alais, E., Grison, J., Prel, G., Pequegnot, C., Degaudemaris, R., & Phelip, X. (1999). Back pain and spinal alignment abnormalities in schoolchildren. Revue du Rhumatisme. English Edition, 66, 370-80.
243
ACAPS O3 - Toulouse
Communications affichées 5
Doit-on différencier l’incrémentation des protocoles
chez les sujets âgés sédentaires vs entraînés ?
F. Deruelle1, P. Mucci2, C. Nourry2, J.-M. Grosbois3, Gh. Lensel1 & C. Fabre1
1
Laboratoire d’Etudes de la Motricité Humaine,
Faculté des Sciences du Sport et de l’Education Physique, Lille 2
2
LAMAPS, Université des Sciences du Sport et de l’Education Physique, Université d’Artois Liévin
3
Centre Hospitalier Germon Gauthier, Béthune
La notion de seuils ventilatoires est utilisée dans l’entraînement quelque soit le niveau d’activité physique et l’âge des sujets. Le premier seuil ventilatoire (SV1) est habituellement employé dans
l’entraînement des sujets âgés [3], tandis que le second (SV2) est utilisé par les sujets jeunes entraînés
[1]. Néanmoins, Maharam et al. (1999) [8] ont démontré que l’amélioration des performances chez les
sujets âgés entraînés nécessitait une intensité d’entraînement aussi élevée que pour les jeunes entraînés. Il apparaît donc essentiel de déterminer avec précision le SV1 et SV2 dans le but d’optimiser
l’individualisation de l’intensité de l’exercice selon le niveau d’activité physique du sujet âgé. La diversité incrémentale des protocoles employés en laboratoire est censée ne pas influer la mesure des
seuils ventilatoires [13] ou la VO2max [14]. Cependant, avec le vieillissement, la réduction de la compliance thoracique [5] entraînerait une fréquence respiratoire plus élevée pour une ventilation donnée
[6], ayant pour conséquence une augmentation du travail des muscles respiratoires ce qui pourrait
avoir une incidence sur la performance des sujets [4] lors d’un exercice incrémental exhaustif. De plus,
chez les sujets âgés sains par rapport aux jeunes, la réponse ventilatoire pour un exercice donné, est
supérieure au-dessus ou au-dessous du seuil anaérobie [11]. L’ensemble de ces paramètres pourrait
altérer les réponses cardiorespiratoires et affecter la mesure du SV1, SV2, et VO2max, lors de la comparaison de protocoles de durées totales différentes. De plus, les sujets âgés entraînés présentent un
seuil de réponse au CO2 plus élevé que les sédentaires [9], et leur limite ventilatoire est également
atteinte à l’exercice maximal [7]. Par conséquent, en fonction du niveau d’activité physique des sujets
âgés, les réponses ventilatoires seraient susceptibles de varier d’un protocole à l’autre et d’engendrer
des modifications dans l’apparition de SV1, SV2 et/ou VO2max.
L’objectif de cette étude a été de calculer si des différences apparaissaient dans les mesures des seuils
ventilatoires et/ou VO2max ainsi que des réponses cardiorespiratoires à ces différents niveaux, entre
un exercice incrémental exhaustif court (paliers d’une minute :1’) et long (paliers de trois minutes :3’),
dans le but d’optimiser l’individualisation de l’intensité d’entraînement chez des sujets âgés entraînés
et sédentaires.
Méthodologie
L’étude a porté sur 19 sujets entraînés (cyclotouristes, 9100±700 km/an) et 8 sédentaires âgés respectivement de 63.1 ± 3.2 ans, et 65.5 ± 2.3 ans. Avant l’épreuve, les sujets réalisaient une spirométrie
forcée traçant la courbe débit-volume afin de détecter d’éventuelles anomalies ou maladies pulmonaires. Chaque test était réalisé sur ergocycle. Pour les 2 protocoles, la puissance était augmentée de 30
W et 15 W par palier, chez les sujets entraînés et sédentaires, respectivement. SV1 et SV2 étaient calculés, en double aveugle, selon la méthode des équivalents ventilatoires [12].
Les résultats ont été exprimés par leur moyenne±écart-type. Un t de Student pour échantillons appariés
a été utilisé pour l’analyse statistique dans chaque population.
Résultats
Pour chaque groupe, la fréquence cardiaque, la VO2, au SV1, SV2 et VO2max ainsi que le seuil ventilatoire exprimé en pourcentage de VO2max (%VO2max), ne sont pas significativement différent entre
les deux protocoles. La puissance était toujours significativement plus élevée (P<0.01) pour des paliers
d’1’, quelque soit l’intensité de l’exercice, pour les 2 populations. La ventilation était significativement plus basse au SV2 ainsi qu’à l’exercice maximal avec les paliers de 3’, chez les sujets entraînés
(76.6 ± 7.1 l.min-1 vs 84.2 ± 11.5 l.min-1 (P<0.01) au SV2 ; 105.3 ± 16.0 l.min-1 vs 116.1 ± 16.7 l.min-1
à l’exercice maximal, P<0.01). La dyspnée mesurée à l’exercice maximal était significativement
moins élevée pour des paliers de 3’ chez les sujets entraînés (6.9 ± 1.5 vs 5.8 ± 1.3 ; P< 0.05). La lactatémie maximale était significativement supérieure pour les paliers d’1’, uniquement chez les sujets
entraînés (9.3± 2.6 mmol.l-1 vs 7.6 ± 3.2 mmol.l-1; P< 0.05). La durée de l’exercice était significativeACAPS O3 - Toulouse
244
Communications affichées 5
ment supérieure pour des paliers de 3’ chez les 2 populations. Enfin, SV2 était atteint à 73% de
VO2max chez les sédentaires, et à 83% en moyenne chez les sujets entraînés, pour les 2 tests.
Discussion
Les résultats ont montré qu’il n’y avait pas de différence significative au niveau de la FC, VO2, et
%VO2max, entre les deux protocoles, au SV1, SV2 et VO2max, dans chaque population, en accord avec
la littérature chez le sujet jeune [13,14]. Il est donc possible d’utiliser les paliers d’1’ ou 3’ pour définir
l’intensité cible suivant le niveau d’activité physique du sujet, ainsi que pour mesurer VO2max. Cependant, la puissance apparaît protocole dépendant. Il est préférable d’utiliser la fréquence cardiaque pour
individualiser l’entraînement. L’étude de la ventilation et de la dyspnée, chez les sujets entraînés, a montré que l’utilisation des paliers d’1’ rendait l’exercice plus contraignant au SV2 et à l’exercice maximal
au niveau ventilatoire. Ce résultat est appuyé par une sensation plus dyspnéique à l’exercice maximal.
Par conséquent, les paliers de 3’ apparaîtraient plus confortables sur le plan ventilatoire que ceux d’1’,
pour les sujets entraînés. Chez les 2 populations, le choix du protocole ne modifie pas la mesure des
seuils ventilatoires exprimée en pourcentage de VO2max. Quelque soit le niveau d’activité physique du
sujet, le SV1 apparaît à environ 60% de VO2max. Cependant le SV2 a été mesuré en moyenne à 73% de
VO2max pour les sédentaires et 83% chez les entraînés. Chez les sujets âgés entraînés, ces résultats pourraient être expliqués par la modification du métabolisme oxydatif [2] illustrée par l’augmentation du
pourcentage de fibres lentes et du maintien de l’activité enzymatique aérobie grâce à l’entraînement [10].
En conclusion, bien que les sujets entraînés présentent un SV2 plus élevé en pourcentage de VO2max
que les sédentaires, les deux protocoles peuvent être utilisés pour la détermination des seuils ventilatoires
ainsi que de VO2max, dans chaque population. Cependant, pour les sujets entraînés, il semblerait que
l’utilisation de paliers long (3’), soit plus confortable sur la plan ventilatoire.
Références
[1] Ahmaïdi, S., Hardy, J.M., Varray, A., Collomp, K., Mercier, J., & Prefaut, C. (1993). Respiratory gas
exchange indices used to detect the blood lactate accumulation threshold during an incremental exercise test in young athletes. European Journal of Applied Physiology, 66, 31-36.
[2] Berch, U., Thorstensson, A., Sjödin, B., Hulten, B., Piehl, K., & Karlsson, J. (1978). Maximal oxygen
uptake and muscle fiber types in trained and untrained humans. Medicine & Science in Sports & Exercise, 10, 141-154.
[3] Fabre, C., Massé-Biron, J., Ahmaidi, S., Adam, B., & Préfaut, C. (1997). Effectiveness of individualized aerobic training at the ventilatory threshold in the elderly. Journal of Gerontology, 52, B260B266.
[4] Harms, C.A., Wetter, T.J., St. Croix, C.M., Pegelow, D.F., & Dempsey J.A. (2000). Effects of respiratory muscle work on exercise performance. Journal of Applied Physiology, 89, 131-138.
[5] Janssens, J.P., Pache, J.C., Nicod, L.P. (1999). Physiological changes in respiratory function associated
with ageing. European Respiratory Journal, 13, 197-205.
[6] Johnson, B.D., Reddan, W.G., Seow, K.C., & Dempsey, J.A. (1991). Mechanical constraints on exercise hyperpnea in a fit aging population. American Review of Respiratory Diseases, 143, 968-77.
[7] Johnson, B.D., Weisman, I.M., Zeballos, R.J., & Beck, K.C. (1999). Emerging concepts in the evaluation of ventilatory limitation during exercise. Chest, 116, 488-503.
[8] Maharam, L.G., Bauman, P.A., Kalman, D., Skolnik, H., & Perle, S.M. (1999). Masters athletes: factors
affecting performance. Sports Medicine, 28, 273-85.
[9] Mucci, P., Prioux, J., Hayot, M., Ramonatxo, M., & Préfaut, C. (1998). Ventilation response to CO2 and
exercise-induced hypoxemia in master athletes. European Journal of Applied Physiology, 77, 34351.
[10] Orlander, J., Kiessling, K.H., Larsson, L., Karlson, J., & Aniansson, A. (1978). Skeletal muscle metabolism and ultrastructure in relation to age in sedentary men. Acta Physiologica Scandinavica, 104,
249-261.
[11] Prioux, J., Ramonatxo, M., Hayot, M., Mucci, P., & Prefaut, C. (2000). Effect of ageing on the ventilatory response and lactate kinetics during incremental exercise in man. European Journal of Applied
Physiology, 81, 100-7.
[12] Wasserman, K., Whipp, B.J., Koyal, S.N., & Beaver, W.L. (1973). Anaerobic threshold and respiratory gas exchange during exercise. Journal of Applied Physiology, 35, 236-43.
[13]Weston, S.B., Gray, A.B., Schneider, D.A., & Gass, G.C. (2002). Effect of ramp slope on ventilation
thresholds and VO2peak in male cyclists. International Journal of Sports Medicine, 23, 22-7.
[14] Whipp, B.J., Davis, J.A., Torres, F., & Wasserman, K. (1981). A test to determine parameters of aerobic function during exercise. Journal of Applied Physiology, 50, 217-21.
245
ACAPS O3 - Toulouse
Communications affichées 5
Comparaison des exigences physiques et énergétiques
en rugby à XV et en rugby à VII
J-P. Doutreloux1 & T. Janeczek2
LARAPS, Université P. Sabatier, Toulouse
2
Fédération Française de Rugby, Haut-niveau / Rugby à VII
1
Le rugby à VII est un sport dont les règles du jeu sont à peu de points près, identiques au rugby à XV.
Le jeu se déroule sur le même terrain, mais avec seulement 7 joueurs par équipe. La principale différence entre les deux sports concerne la durée des rencontres composée de deux mi-temps de 7 minutes
en rugby à VII, contre deux mi-temps de 40 minutes en rugby à XV. En vue de la prochaine coupe du
monde de rugby à VII, il paraissait intéressant de savoir si du point de vue physique et énergétique le
rugby à XV permet de préparer ces joueurs à l’exercice du rugby à VII.
Dans ce travail, nous avons, à partir du croisement d’informations biologiques et d’informations issues
de bandes vidéo, comparé l’intensité et la composition des exercices réalisés par les joueurs dans les
deux sports, afin de fournir des informations utiles pour l’élaboration de contenus de préparation physique et énergétique spécifiques au rugby à VII.
Matériel et méthode
40 joueurs de rugby (moyenne ± SD : masse 83,4 ± 8 kg ; taille 183 ± 4 cm ; âge 22 ± 3 ans) ont été
étudiés au cours de 5 matchs de niveau national en rugby à XV (championnat de France élite 1, session 2001, n = 20), et au cours de 5 matchs de niveau international en rugby à VII ( Tournoi de HongKong 2001, n = 20 ). Cinq joueurs ont été étudiés dans quatre types de postes qui sont représentés dans
les deux formes de rugby. Les 4 types de postes ont été : les troisièmes lignes (notés TL), les demis de
mêlée (notés DM), les trois-quarts intérieurs (notés DO + TQC) et les trois quarts extérieurs (ailiers et
arrières, notés TQA + AR). Cinq joueurs de chaque groupe a été étudié sur l’ensemble d'une rencontre
officielle.
Les enregistrements vidéos ont été réalisés à l'aide de 2 caméras (Sony, vidéo S). Les enregistrements
vidéo des rencontres ont été analysés à l’aide de deux logiciels. Le premier d’entre eux correspond à
un système d’analyse des matchs. Le second logiciel est focalisé sur l’analyse de l’exercice de chaque
joueur à partir de 3 groupes d’actions (les types de déplacements et de repos, les tâches de transmission du ballon et les tâches de combat).
La fréquence cardiaque a été enregistrée en continu par intervalle de 5 secondes durant tout le match à
l'aide de cardio-fréquence-mètres (Vantage NV, Polar Electro, Kempele, Finlande). Par ailleurs, les
valeurs de FC recueillies ont été réparties (nombre de battements) en 4 zones : maximale (>95%
FCmax), élevée (85-95% FCmax), « au seuil » (75-85% FCmax) et « aérobie » (<75% FCmax), telles
que proposées par Woolford & Angove (1991).
Enfin, nous avons mis au point une application informatique permettant d’extraire les données cardiaques et de les positionner en face de chacune des actions réalisées par les joueurs afin d’étudier
l’évolution du rendement énergétique du joueur au cours des matchs.
Nous avons utilisé l'analyse de variance afin de comparer les 5 types de postes dans les deux sports,
pour l’ensemble des variables étudiées. Lorsque des différences significatives ont été observées, un
test post-hoc de Bonferonni et Dunn a été utilisé pour identifier les différences inter-postes. Le seuil de
signification a été fixé à 0,05.
Principaux Résultats
Comparaison de la durée de l’exercice et de sa composition
L’ensemble des données est rassemblé dans les tableaux 1, 2, 3 et 4.
Rugby XV
Récupérations / Repos
Fréquence (n/min.)
Durée (% durée match)
Durée moyenne (s.)
TL(a)
Rugby VII
Rugby XV
DM (b)
Rugby VII
TQC + DO ©
Rugby XV
Rugby VII
TQA + AR (d)
Rugby XV
Rugby VII
2,21 ± 0,20 2,00 ± 0,15 2,82 ± 0,32 2,10 ± 0,10 3,20 ± 0,30 2,20 ± 0,20 3,83 ± 0,30 2,10 ± 0,15
d
a
57,50 ± 7,0050,00 ± 4,0077,50 ± 12,555,00 ± 6,1088,00 ± 12,053,00 ± 8,5093,50 ± 15,057,00 ± 7,50
b, c, d
a
a
a
25,11 ± 4,5015,00 ± 2,8027,23 ± 8,0012,00 ± 3,0027,66 ± 8,4012,00 ± 3,5027,12 ± 8,6012,00 ± 2,50
Transmission ballon main
Fréquence (n/min.)
0,12 ± 0,05 1,00 ± 0,10 0,80 ± 0,10 1,20 ± 0,20 0,11 ± 0,02 1,20 ± 0,05 0,06 ± 0,02 1,10 ± 0,05
b
a
b
b
ACAPS O3 - Toulouse
Effet Poste Effet Poste Effet Sport
Rugby XV Rugby VII XV vs VII
246
***
N.S.
***
***
N.S.
***
N.S.
N.S.
***
***
N.S.
***
Communications affichées 5
Rugby XV
Courses de soutien
Fréquence (n/min.)
TL(a)
Rugby VII
Rugby XV
DM (b)
Rugby VII
TQC + DO ©
Rugby XV
Rugby VII
TQA + AR (d)
Rugby XV
Rugby VII
Effet Poste Effet Poste Effet Sport
Rugby XV Rugby VII XV vs VII
**
N.S.
***
Durée (% durée match)
1,40 ± 0,40 2,00 ± 0,30 1,47 ± 0,80 2,00 ± 0,30 1,72 ± 0,35 3,00 ± 0,25 1,81 ± 0,15 2,50 ± 0,25
d
a
15,8 ± 2,00 25,40 ± 3,0015,53 ± 4,0028,40 ± 2,0017,42 ± 1,8026,30 ± 2,4016,20 ± 3,6027,40 ± 3,20
N.S.
N.S.
***
Durée moyenne (s.)
6,50 ± 0,20 6,40 ± 0,15 6,80 ± 0,25 6,30 ± 0,15 7,10 ± 0,40 6,70 ± 0,35 7,50 ± 0,45 6,30 ± 0,35
N.S.
N.S.
N.S.
0,11 ± 0,03 1,00 ± 0,20
c, d
0,60 ± 0,02 4,70 ± 0,05
c, d
2,40 ± 0,10 2,50 ± 0,20
d
***
N.S.
***
***
N.S.
***
***
***
N.S.
Sprints
Fréquence (n/min.)
Durée (% durée match)
Durée moyenne (s.)
Rugby XV
Tâches de combat
Fréquence (n/min.)
Durée (% durée match)
Durée moyenne (s.)
TL(a)
Rugby VII
0,15 ± 0,02 0,90 ± 0,10
c, d
1,00 ± 0,08 6,20 ± 0,10
c, d
3,00 ± 0,10 2,50 ± 0,10
Rugby XV
DM (b)
Rugby VII
1,70 ± 0,30 1,00 ± 0,10 0,25 ± 0,09
b, c, d
a
13,75 ± 2,4017,00 ± 3,001,87 ± 0,20
b, c, d
b, c, d
a
4,85 ± 0,05 4,20 ± 0,05 5,25 ± 0,08
Rugby XV
TL(a)
Rugby VII
Composition de l'exercice
% course/durée exercice
55 ± 3
b, c, d
% combat/durée exercice
45 ± 2
b, c, d
76 ± 4,5
24 ± 2
Rugby XV
90 ± 7
a
10 ± 1
a
0,37 ± 0,01 1,00 ± 0,10
a, b
2,10 ± 0,02 7,50 ± 0,08
a, b
3,20 ± 0,20 3,70 ± 0,30
0,31 ± 0,03 1,00 ± 0,05
a, b
1,20 ± 0,01 7,80 ± 0,04
a, b
4,00 ± 0,20 5,00 ± 0,20
a
TQC + DO ©
Rugby XV
Rugby VII
TQA + AR (d)
Rugby XV
Rugby VII
0,75 ± 0,09 0,30 ± 0,04
a
7,00 ± 0,20 2,50 ± 0,15
a
a
4,50 ± 0,03 5,00 ± 0,03
DM (b)
Rugby VII
82 ± 4
18 ± 2
0,80 ± 0,03 0,20 ± 0,03
a
6,50 ± 0,25 1,75 ± 0,15
a
a
4,50 ± 0,1 5,00 ± 0,2
0,60 ± 0,04
***
N.S.
***
5,00 ± 0,25
a
4,30 ± 0,09
***
*
*
N.S.
N.S.
N.S.
TQC + DO ©
Rugby XV
Rugby VII
TQA + AR (d)
Rugby XV
Rugby VII
89 ± 6
a
11 ± 1
a
95 ± 4,5
a
5±1
a
85 ± 3,8
15 ± 2
Effet Poste Effet Poste Effet Sport
Rugby XV Rugby VII XV vs VII
Effet Poste Effet Poste Effet Sport
Rugby XV Rugby VII XV vs VII
90 ± 3,5
***
N.S.
N.S.
10 ± 1,5
***
N.S.
N.S.
Tableaux 1 à 4 : Comparaison des fréquence relative des actions (exprimées en nombre par minute et en pourcentage de la durée des
rencontres), et de leur durée moyenne en fonction du poste occupé en rugby à VII et en rugby à XV.
La durée relative, la nature et la fréquence des actions à réaliser diffèrent d’un rugby à l’autre. De plus,
s’il existe des différences inter-postes importantes en rugby à XV, elles n’existent pas entre les postes
en rugby à VII.
Fréquence cardiaque
Tableau 5 : Comparaison des charges cardiaques en fonction du poste en rugby à XV et en rugby à VII. Seules les moyennes sont présentées pour une meilleure lisibilité.
Rugby XV (a)
TL
Rugby VII (b)
Rugby XV (a)
DM
Rugby VII (b)
TQC + DO
Rugby XV (a) Rugby VII (b)
TQA + AR
Rugby XV (a) Rugby VII (b)
Effet Sport
XV vs VII
% de la FC max
< 95% (% durée match)
19,50 ± 2,00 15,30 ± 4,10 1,70 ± 0,30
b
95-85% (% durée match) 52,20 ± 5,50 63,90 ± 6,80 40,50 ± 5,20
b
84-75% (% durée match) 22,3 ± 7,20 16,1 ± 3,15 31,30 ± 4,80
b
>75% (% durée match)
6,00 ± 1,00 5,00 ± 1,00 21,10 ± 2,50
b
15,70 ± 3,00
a
67,4 ± 7,60
a
10,15 ± 2,10
a
6,65 ± 1,45
a
0,50 ± 0,01
b
34,00 ± 5,40
b
38,80± 3,70
b
21,50 ± 2,50
b
16,70 ± 4,20 0,00± 0,30 16,10 ± 2,00
a
b
a
68,90 ± 6,40 34,00 ± 3,50 68,50 ± 7,30
a
b
a
10,00 ± 2,50 33,70 ± 4,30 11,00 ± 1,40
a
b
a
4,40 ± 0,50 29,80 ± 2,15 4,40 ± 0,30
a
b
a
***
***
***
***
Les données du tableau 5 montrent que la répartition des FC diffère d’un rugby à l’autre, d’un poste à
l’autre en rugby àXV, mais pas en rugby à VII. L’intensité de l’exercice est similaire pour le TL, par
contre elle est beaucoup plus grande pour les autres postes en rugby à VII .
Conclusion
Les résultats présentés dans cette étude montrent que l’exercice réalisé pour un même poste en rugby à
VII et en rugby à XV est significativement différent. Du point de vue énergétique, les exigences du jeu
de rugby à XV, et par conséquent les modalités du conditionnement énergétique, ne préparent pas
efficacement les trois-quarts aux exercices à réaliser en rugby à VII.
Référence
Woolford S., & Angove M. (1991). A comparison of training techniques and game intensities for national level netball players. Sports Coach, 14, 18-21.
247
ACAPS O3 - Toulouse
Communications affichées 5
Assessment of the validity of the power output measured
with an Axiom ergo-trainer during a time-trial
S. Duc, V. Villerius, W. Bertucci & F.Grappe
Laboratoire de Mécanique Appliquée, U.M.R. C.N.R.S. 6604
Université de Franche Comté, Besançon
Time-trial tests (TT) are generally used in laboratory to evaluate the endurance performance of competitive cyclists. Paton et al (2001) reported that the SRM crank was the best device for the measurement of power output in cycling. The aim of this study was to compare the power output measurement
between an Axiom ergo-trainer (Elite, Italy) and a SRM crank during a TT.
Material and methods
Twenty male competitive cyclists (age: 24 ± 2 years, height: 178 ± 3 cm, body mass: 70 ± 2 kg) ranging from regional to national level participated in the study. The subjects performed a 10 min selfpaced TT on a Axiom ergo-trainer. The resistance of the Axiom electromagnetic brake, which corresponded to a slope of 3%, was the same during the TT. Each cyclist bicycle was equipped with a SRM
crank (Schoberer Rad Messtechnik, ± 0.5 % accuracy). The SRM sampled (1 Hz) and stored the power
output and the pedalling rate (rpm) throughout the TT. The validity of the SRM has been previously
shown by Martin et al. (1998). The power output of the Axiom ergo-trainer was measured during 30 s
each minute.
Bias, limits of agreement and 95% confidence interval (95% CI) were estimated to quantify the differences between the Axiom and SRM power output (Bland and Altman, 1986). The statistical difference
of power output between the Axiom and SRM devices during the TT was performed using ANOVA
two-ways (time and measurement system) repeated measures (p<0.05).
Results
The power output of the Axiom increased significantly during the TT (p<0.001) whereas the power
output of the SRM crank was unchanged (p = 0.80) (fig 1).The power output recorded during the TT
was higher using the Axiom ergo-trainer compared with the SRM crank : 328 ± 19.8 vs 300 ± 23.6 W.
The mean bias for power output between Axiom and SRM was 27 ± 14.6 W. The regression analyse
indicates a significant correlation (r2 = 0.65 ; p< 0.05) between the Axiom and SRM power output.
However, Bland and Altman’s analysis indicate that the 95 % confidence interval (CI) for the mean
differences power output measurement lay between 20.8 and 34.50 with 75% of data lay outside this
interval (Fig. 2).
Power output (W)
Axiom
SRM
350
340
330
320
310
300
290
280
270
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Time (min)
Fig 1: Evolution of the power output of the two devices measurements (Axiom ergo-trainer and SRM crank) during the TT.
ACAPS O3 - Toulouse
248
Communications affichées 5
PO Axiom - PO SRM (W)
70
60
50
40
30
20
10
0
-10
250
270
290
310
330
Moy PO Axiom PO SRM
350
370
Fig 2: Comparison between Axiom and SRM devices using Bland and Altman analysis.
Discussion and conclusion
The major finding of this study was the high variability of the power output between the Axiom ergotrainer and the SRM crank, showed by the result of the Band Altman’s analysis. The mean power output of TT measured with the Axiom was 9 ± 5.1% over-estimated compared to the SRM crank power
output. The continuous increase with time of the Axiom power output could be explained by a decrease of the resistance of the electromagnetic brake which could be attributed to a possible temperature elevation of electronic components. In conclusion, the present study shown that the Axiom ergotrainer was not a valid device to measure power output during a time-trial.
References
Bland, & Altman (1986). Statistical methods for assessing agreement between two methods of clinical
measurement. Lancet I
Martin, et al. (1998). Validation of mathematical model for road cycling power. Journal of Applied
Biomechanics, 14, 276-291
Paton, et al. (2001) Tests of cycling performance. Sports Medicine, 31, 489-496
249
ACAPS O3 - Toulouse
Communications affichées 5
Masse musculaire et masse osseuse de l’avant-bras chez les joueurs de tennis :
comparaison entre hommes et femmes
Gaële Ducher, Christelle Jaffré, Alexandre Arlettaz, Claude-Laurent Benhamou & Daniel Courteix
Laboratoire de la Performance Motrice, UFR STAPS d’Orléans
Inserm ERIT-M 0101, CHR d’Orléans
La pratique du tennis, activité sportive de type asymétrique, sollicite préférentiellement le membre
supérieur dominant. Plusieurs auteurs ont noté que la masse maigre était supérieure dans le bras dominant (Calbet et coll., 1998), de même que le contenu minéral et la densité minérale osseuse (Kannus et
coll., 1994). Calbet et coll. (1998) ont également trouvé une corrélation entre masse maigre et masse
osseuse du bras, du côté dominant uniquement (r = 0,76, p<0,05). La relation entre masse maigre et
masse osseuse a été démontrée sur le corps entier (Courteix et coll., 1998). Elle a rarement été étudiée
chez des joueurs de tennis, qui plus est sur les membres supérieurs, soumis à des contraintes mécaniques répétées du côté dominant. Les objectifs de cette étude étaient : 1) d’étudier les relations entre
masse musculaire et masse osseuse sur les avant-bras dominant et non dominant chez des joueurs de
tennis, 2) de comparer ces relations entre hommes et femmes.
Matériels et méthodes
Cinquante-quatre joueurs (30 hommes et 24 femmes), d’âge moyen 24,4 ± 5,9 ans, pratiquant le tennis
depuis 16,2 ± 6,1 ans, ont été recrutés pour cette étude. Aucun des sujets ne suivait de traitement médicamenteux susceptible d’agir sur le métabolisme osseux.
La masse maigre (MM, en g), le contenu minéral osseux (CMO, en g) et la densité minérale osseuse
(DMO, en g/cm²) ont été mesurés par absorptiométrie biphotonique à rayons X (Delphi QDR Series,
Hologic Inc., Waltham, MA, USA). La région d’intérêt choisie pour comparer les deux membres supérieurs comprenait l’avant-bras et la main. Tous les paramètres ont été mesurés sur une région allant du
bord supérieur de l’olécrane aux extrémités des doigts. Cette région a été définie à partir de l’analyse
obtenue sur le corps entier. La masse maigre de l’avant-bras peut être considérée comme une bonne
estimation de la masse musculaire sur cette région d’intérêt, car la masse maigre du corps entier est
constituée majoritairement de masse musculaire.
Les groupes Hommes et Femmes ont été comparés par une analyse de variance sur séries indépendantes. Le degré de liaison entre deux variables a été exprimé à l’aide du coefficient de corrélation de
Pearson. Une analyse de covariance a été réalisée afin de comparer les droites de régression obtenues
côtés dominant et non dominant. La même analyse a été utilisée pour comparer les droites de régression des hommes et des femmes.
Résultats
Les joueurs étaient plus âgés que les joueuses (26,7 ± 6,9 contre 21,5 ± 1,8 ans, p<0,01). Des différences significatives (p<0,01) ont été observées entre les deux groupes concernant le poids (75,1 ± 8,4
contre 58,9 ± 5,2 kg) et la taille (178,7 ± 5,7 contre 165,9 ± 4,9 cm). Le nombre d’années de pratique
vécues par les joueurs était également supérieur à celui des joueuses (18,6 ± 7,1 et 13,3 ± 2,6 ans, respectivement, p<0,01). Par contre, l’âge de début de pratique des joueurs et des joueuses n’était pas
différent.
MM était supérieure dans l’avant-bras dominant (+14,3 ± 7,4% chez les hommes, +15,5 ± 4,8% chez
les femmes, p<0,0001). De même, une différence significative était observée concernant CMO, au
bénéfice du côté dominant (+17,3 ± 10,0% chez les hommes, +21,9 ± 11,9% chez les femmes,
p<0,0001). La longueur de l’avant-bras dominant était également supérieure à celle de l’avant-bras
non dominant (p<0,0001). MM et CMO étaient plus élevés chez les joueurs que chez les joueuses,
quel que soit l’avant-bras considéré (p<0,05). Ces différences persistaient lorsque l’on tenait compte
de l’ancienneté de pratique ou de la taille des sujets. Une corrélation était observée entre MM et CMO
des avant-bras (r = 0,91, p<0,0001). Cette corrélation diminuait mais restait significative lorsque l’on
tenait compte de la longueur des avant-bras (r = 0,76, p<0,0001). MM était également corrélée à la
DMO des avant-bras (r = 0,73, p<0,0001) sur l’ensemble des sujets. Les corrélations entre MM et
CMO (ou DMO) restaient significatives lorsque l’on considérait soit l’avant-bras dominant, soit
l’avant-bras non dominant. Cependant, CMO normalisé à MM était supérieur du côté dominant
(p<0,01). Le même résultat était obtenu en considérant DMO normalisée à MM.
ACAPS O3 - Toulouse
250
Communications affichées 5
160
140
Contenu
Minéral
O sse ux (g)
R² = 0,69
p<0,0001
120
100
R² = 0,58
p<0,0001
80
Hommes
Femmes
60
40
Masse Maigre (g)
20
500
1000
1500
2000
Figure 1: Relation entre Masse Maigre et Contenu Miné ral O sse ux
des avant-bras dominant e t non dominant.
La figure 1 présente les droites de régression entre MM et CMO chez les joueurs et chez les joueuses.
L’analyse de covariance a révélé que les pentes des droites de régression entre MM et CMO ne sont
pas différentes entre hommes et femmes. Par contre, CMO normalisé à MM est inférieur chez les
hommes (p<0,05). Cette différence persiste lorsque l’on examine uniquement les données concernant
l’avant-bras dominant. Elle disparaît sur l’avant-bras non dominant.
Discussion
Les résultats de cette étude confirment que la pratique du tennis entraîne une asymétrie à la fois musculaire et osseuse au niveau des membres supérieurs. MM et CMO étaient étroitement corrélés. MM et
CMO ont été mesurés sur la même région d’intérêt, méthode qui a sans doute contribué à la forte corrélation observée entre ces deux paramètres. Mais la corrélation restait significative en tenant compte
de la longueur de l’avant-bras. Ce résultat semble confirmer l’hypothèse selon laquelle les contractions
musculaires induisent des contraintes mécaniques favorisant la minéralisation osseuse (Frost, 1999).
CMO ajusté à MM est supérieur du côté dominant. Cette observation suggère que le tennis induit une
augmentation de CMO indépendamment de l’hypertrophie musculaire. Cet effet direct pourrait
s’exercer via les vibrations mécaniques transmises aux structures osseuses à chaque impact entre la
balle et la raquette. MM et CMO étaient supérieurs chez les hommes, quel que soit l’avant-bras considéré. Cette différence ne semble pas s’expliquer par les différences d’ancienneté de pratique ou de
taille entre hommes et femmes. Cependant, CMO normalisé à MM était plus élevé chez les joueuses,
et ce du côté dominant seulement. Ce résultat suggère que l’effet du tennis sur le tissu osseux serait de
plus grande amplitude chez les joueuses. Le rôle potentiel des œstrogènes sur la relation os/muscle a
été évoqué par plusieurs auteurs. Les œstrogènes pourraient augmenter la sensibilité du tissu osseux
aux contraintes mécaniques exercées par les muscles (Ferretti et coll., 1998 ; Schiessl et coll., 1998).
Une seconde hypothèse serait que la masse musculaire, plus importante chez les hommes, amortirait
les vibrations mécaniques transmises lors de chaque impact balle / raquette.
Références
Calbet, J.A., Moysi, J.S., Dorado, C., & Rodriguez, L.P. (1998). Bone mineral content and density in professional tennis players. Calcified Tissue International, 62(6), 491-496.
Courteix, D., Lespessailles, E., Loiseau-peres, S., Obert, P., Ferry, B., & Benhamou, C.L. (1998). Lean
Tissue Mass is a better predictor of bone mineral content and density than body weight in prepubertal girls. Revue du Rhumatisme (Engl. Ed.), 65(5), 328-336.
Ferretti, J.L., Capozza, R.F., Cointry, G.R., Garcia, S.L., Plotkin, H., Alvarez Filgueira, M.L., & Zanchetta,
J.R. (1998). Gender-related differences in the relationship between densitometric values of wholebody bone mineral content and lean body mass in humans between 2 and 87 years of age. Bone,
22(6), 683-690.
Frost, H.M. (1999). Muscle, bone, and the Utah paradigm: a 1999 overview. Medicine and Science in
Sports and Exercise, 32(5), 911-917.
Kannus, P., Haapasalo, H., Sievanen, H., Oja, P., & Vuori, I. (1994). The site-specific effects of long-term
unilateral activity on bone mineral density and content. Bone, 15(3), 279-284.
Schiessl, H., Frost, H.M., & Jee, W.S.S. (1998). Estrogen and bone-muscle strength and mass relationships.
Bone, 22(1), 1-6.
251
ACAPS O3 - Toulouse
Communications affichées 5
L'exercice triangulaire excentrique: intérêt dans la programmation de l'entraînement
Stéphane Dufour1, Eliane Lampert1, Evelyne Lonsdorfer-Wolf1, Stéphane Doutreleau1,
Véronique Billat2 & Ruddy Richard1
1
Service de Physiologie Clinique et des Explorations Fonctionnelles Respiratoires et de l'Exercice,
Département de Physiologie, EA 3072, Hôpital Civil, Strasbourg
2
UFR SFA, Laboratoire LIGE, Université d'Evry
Les actions musculaires excentriques (EXC) font actuellement l'objet d'un grand intérêt, puisqu'elles
permettent de développer des forces musculaires très importantes pour un faible coût énergétique. En
.
effet, à puissance mécanique de pédalage égale, la consommation d'oxygène ( VO2 ) est environ 5 fois
plus faible en EXC qu'en concentrique (CON) (Perrey et al., 2001). La contrainte hémodynamique est
.
également réduite, avec des valeurs de débit cardiaque ( Q ) et de fréquence cardiaque (FC) significati.
vement inférieures en EXC (Thomson, 1971). Par contre, lorsque la comparaison est réalisée à VO2
identique, les contraintes hémodynamiques sont supérieures en EXC, avec une augmentation de la
.
fréquence cardiaque (FC) conduisant à un débit cardiaque ( Q ) plus élevé (Thomson, 1971). Dès lors,
.
une FC identique dans les deux modes d'exercice ne témoigne pas d'une VO2 identique.
A l'aide d'ergocycles spécialement adaptés, il est possible d'obtenir un mode de pédalage imposant un
allongement forcé du muscle malgré son activation, engendrant ainsi des actions musculaires EXC. A
ce jour, les études qui ont cherché à évaluer les avantages des programmes d'entraînement en bicyclette EXC versus CON, ont utilisé la FC pour égaliser l'intensité d'exercice indépendamment du type
d'action musculaire (Lastayo et al., 2000), sans prendre en compte les spécificités des ajustements
cardiorespiratoires à l'exercice EXC. De plus, ces ajustements n'ont jamais été rapporté à l'exercice
triangulaire EXC alors que pour les exercices CON, ce type de test est classiquement utilisé pour calibrer et individualiser les charges d'entraînement.
Puisque des résultats prometteurs présentent l'entraînement en ergocycle EXC comme un moyen efficace pour développer la masse et la force musculaire (Lastayo et al., 2000, Lastayo et al., 1999), avec
des applications tant dans le milieu sportif qu'en pathologie ou en rééducation, il paraît essentiel d'en
maîtriser certaines adaptations spécifiques. Le but de cette étude est donc de décrire les ajustements
cardiorespiratoires à l'exercice triangulaire EXC, afin d'en juger l'intérêt dans l'optimisation des charges d'entraînement.
Matériel et Méthodes
8 sujets sains se sont portés volontaires pour participer à cette étude. Leur âge, taille et poids étaient de
28±7 ans, 180±5 cm et 71±8 kg respectivement. Tous les sujets ont réalisé 2 tests triangulaires: l'un en
mode CON et l'autre en mode EXC. Après un premier palier de 50W maintenu 3 min, la puissance
mécanique développée était augmentée de 50W toutes les 3 min. Les tests EXC n'ont pas été poursuivi
au delà des puissances atteintes en mode CON. Pendant les tests, les échanges gazeux étaient mesurés
.
cycle à cycle (Ergocard, Médi-Soft) et le Q obtenu par impédancemétrie (Physio-Flow, Manatec) à
partir de la mesure de la FC et du volume d'éjection systolique (VES).
Résultats
A puissance mécanique comparable (287 ± 44W), les exercices EXC se caractérisent par une sollicitation cardiorespiratoire inférieure aux exercices CON. Ainsi, au pic d'exercice, l'ensemble des paramètres étudié sont inférieurs en EXC (Tableau 1). Par contre, à puissance métabolique d'exercice donnée,
la puissance mécanique développée et la contrainte hémodynamique sont plus importantes en EXC
.
.
(Tableau 2). Ainsi, pour une VO2 identique (1.1 ± 0.1 L/min), le Q est de 28% plus élevé, essentiellement dû à une FC supérieure de 18% en EXC, sans modifications significatives du VES.
ACAPS O3 - Toulouse
252
Communications affichées 5
Variables
Pic CON
Pic EXC
Variables
CON
EXC
1.07 ± 0.12
1.08 + 0.14
50 ± 0
262 ± 52 *
10.0 ± 1.5
12.5 ± 1.8 *
95 ± 15
111 ± 22 *
.
Puissance mécanique, W
287 ± 44
287 ± 44
.
VO2 , L/min
3.62 ± 0.45 1.17 ± 0.14 *
.
Q , L/min
VO2 , L/min
Puissance mécanique,
W
.
22.4 ± 3.0
13.6 ± 2.6 *
Q , L/min
FC, bpm
180 ± 18
119 ± 23 *
FC, bpm
VES, ml
124.3 ±
17.8
117.7 ± 24.1
VES, ml
107.1 ± 19.8 111.5 ± 23.6
Conclusion
Les exercices triangulaires EXC permettent d'établir de manière individuelle la correspondance des FC
entre les exercices de pédalages CON et EXC. La prise en compte de cette spécificité dans l'élaboration des programmes d'entraînement en bicycle EXC devrait permettre d'en optimiser les bénéfices en
minimisant les risques de sous/surentraînement.
.
Ainsi, comparativement aux exercices CON, l'obtention d'une même VO2 (1 L/min), requiert d'aug.
menter la FC d'environ 18% en EXC. En conséquence, à ce niveau de puissance métabolique, le Q est
également augmenté en EXC (+28%). Certainement multifactorielle, l'origine de cet ajustement spécifique pourrait comporter des facteurs hormonaux, nerveux et thermiques (Thomson, 1971) qui restent
à déterminer.
Dans ce contexte, conserver une même valeur de FC dans les 2 types d'exercices revient à imposer une
.
VO2 inférieure en EXC. Cette démarche ayant été utilisée dans les études récentes sur l'entraînement
EXC, leurs résultats pourtant prometteurs semblent sous-estimés. Les réels bénéfices apportés par
l'exposition chronique à des exercices de pédalage EXC demeurent à ce jour inconnus et nécessitent
donc des études complémentaires.
Références
Perrey, S., Betik, A., Candau, R., Rouillon, J.D., & Hughson, R.L. (2001).Comparison of oxygen uptake kinetics during concentric and eccentric cycle exercise. Journal of Applied Physiology,
91(5), 2135-42.
Thomson, D.A. (1971).Cardiac output during positive and negative work. Scandinavian Journal of
Clinical and Laboratory Investigation, 27(3), 193-200.
Lastayo, P.C., Pierotti, D.J., Pifer, J., Hoppeler, H., & Lindstedt, S. L. (2000).Eccentric ergometry:
increases in locomotor muscle size and strength at low training intensities. American Journal of
Physiology. Regulatory, Integrative and Comparative Physiology, 278(5), R1282-R1288.
Lastayo, P.C., Reich, T.E., Urquhart, M., Hoppeler, H., & Lindstedt, S. L. (1999).Chronic eccentric
exercise: improvements in muscle strength can occur with little demand for oxygen. American
Journal of Physiology, 276(2 Pt 2), R611-R615.
253
ACAPS O3 - Toulouse
Communications affichées 5
Effets du type de récupération sur la performance
lors de courses intermittentes à haute intensité
Grégory Dupont1, Nicolas Blondel2 & Serge Berthoin1
Laboratoire d'Etudes de la Motricité Humaine EA 3608, Faculté des Sciences du Sport
et de l'Education Physique, Université de Lille 2
2
Laboratoire d’Analyses Multidisciplinaires des Activités Physiques et Sportives, UFR STAPS
Université d’Artois
1
Lors d’exercices intermittents, il est recommandé de récupérer activement entre les répétitions pour
éliminer plus rapidement le lactate et augmenter le temps limite de l’exercice (Billat 2001 ; Billat et
al., 2001). Ainsi Signorile et al. (1993) ont montré que, lors de la répétition de huit sprints de 6-s entrecoupés de 30-s de récupération, la performance était supérieure lorsque la récupération était active
plutôt que passive. De même, Bogdanis et al. (1996) ont observé que lorsque deux tests de Wingate
étaient entrecoupés de 4-min de récupération, la performance était supérieure dans le cas d'une récupération passive. Par conséquent, nous faisons l’hypothèse que des courses intermittentes de 15-s à haute
intensité, entrecoupées de périodes de 15-s de récupération active, permettront aux sujets de maintenir
un temps limite de course (tlim) plus long que lorsque ces courses sont entrecoupées de périodes de
récupération passive. Le but de cette étude est alors de comparer les effets du type de récupération
(active versus passive) sur le temps limite lors de courses intermittentes de 15-s à 120% de la vitesse
maximale aérobie (VMA).
Matériel et méthodes
Douze sujets sportifs (dont l’âge, la taille et la masse sont respectivement de 24± 4 ans, 177±5 cm et
72±8 kg) ont réalisé trois exercices jusqu’à épuisement : un test incrémental, puis dans un ordre aléatoire, deux courses intermittentes de 15-s entrecoupées de périodes de récupération de 15-s qui étaient
active ou passive. Le test incrémental a permis de déterminer la VMA et la consommation maximale
d'oxygène (VO2max). L’intensité des courses intermittentes était fixée à 120% de la VMA ; la récupération active consistait en une course à 50% de la VMA. Trois minutes après chaque exercice, des
prélèvements sanguins étaient effectués pour mesurer les concentrations de lactate [la]. La VO2 requise nette était calculée pour les deux courses intermittentes, selon la méthode proposée par di Prampero et Ferretti (1999) :
 3 × [la]
VO2 = (VO2 moyenne − 3,5) + 
.
 t lim 
Résultats
La VMA, la VO2max et les [la] déterminés lors du test incrémental étaient respectivement de 17,2±1,8
km.h-1, 57,8±7,1 ml.kg-1.min-1, et 11.6±1.7 mmol.l-1. Le temps limite de course était significativement
plus long (p<0,001) lorsque les courses intermittentes étaient entrecoupées de récupération passive
(745±171 s) plutôt que de récupération active (445±79 s). La VO2 nette requise était significativement
plus élevée lorsque la récupération était active plutôt que passive (59,9±9,6 ml.kg-1.min-1 versus
48,9±6,9 ml.kg-1.min-1, respectivement ; p<0,001).
Discussion et conclusion
L’hypothèse formulée peut être rejetée puisque le tlim était plus long lorsque les exercices intermittents étaient entrecoupés de récupération passive plutôt que de récupération active. Ce résultat peut
s’expliquer par une demande énergétique inférieure lorsque la récupération était passive. En effet, la
VO2 requise nette était inférieure lorsque les courses intermittentes étaient entrecoupées de récupération passive. De plus, nous pouvons faire l’hypothèse que l’énergie nécessaire pour courir lors des
courtes périodes de récupération active provoque une moindre disponibilité en oxygène pour réoxygéner la myoglobine, l’hémoglobine et pour resynthétiser la phosphorylcréatine. Par conséquent,
lors de courses intermittentes brèves entrecoupées de courtes périodes de récupération, la récupération
passive permet de maintenir l’exercice plus longuement que lorsque la récupération est active.
ACAPS O3 - Toulouse
254
Communications affichées 5
Références
Billat, V.L. (2001). Interval training for performance: a scientific and empirical practice. Special recommendations for middle- and long-distance running. Part I: Aerobic interval training.. Sports
Medicine, 31(1), 13-31.
Billat, V.L., Slawinski, J., Bocquet, V., Chassaing, P., Demarle, A., & Koralsztein, J.P. (2001). Very
short (15 s – 15 s) interval-training around the critical velocity allows middle-aged runners to
maintain VO2max for 14 minutes. International Journal of Sports Medicine, 22, 201-208.
Bogdanis, G.C., Nevill, M.E., Lakomy, H.K.A., Graham, C.M., & Louis, G. (1996). Effects of active
recovery on power output during repeated maximal sprint cycling. European Journal of Applied
Physiology, 74(5), 461-469.
di Prampero, P.E., & Ferretti, G. (1999). The energetics of anaerobic muscle metabolism: a reappraisal
of older and recent concepts. Respiration Physiology, 118, 103-115.
Signorile, J.F., Ingalls, C., & Tremblay, L.M. (1993). The effects of active and passive recovery on
short-term, high-intensity power output. Canadian Journal of Applied Physiology, 18(1), 31-42.
255
ACAPS O3 - Toulouse
Communications affichées 5
Suivi longitudinal de rugbymen de haut niveau
Julien Finaud1, Edith Filaire1, Gérard Lac1, Hubert Vidalin2, Pierre Chatron3 & André Robert1
1
Laboratoire de Physiologie de la Performance Motrice (LPPM),
Université Blaise Pascal, Clermont-Ferrand
2
Centre Médical, Association Sportive Montferrandaise, Clermont-Ferrand
3
Laboratoires Monier-Chatron, Clermont-Ferrand
L’accumulation des charges d’entraînement et de compétition peut entraîner des périodes de fatigue au
cours d’une saison sportive se traduisant par des variations de certains paramètres biologiques et
psychologiques (Petibois et al., 2002).
Même si un certain nombre d’études se sont intéressé à des paramètres aussi bien métaboliques
qu’hormonaux, majoritairement dans les sports d’endurance (Flynn et al., 1994), aucun consensus
n'apparaît. De plus, à notre connaissance, peu de travaux existent dans les sports de type intermittent.
L’objectif de cette étude a donc été d’évaluer l’évolution de paramètres biologiques classiquement
utilisés dans le suivi biologique chez des joueurs de rugby de haut niveau.
Matériels et méthodes
La population comprenait 17 joueurs de rugby professionnels. 4 prélèvements sanguins (T1 = fin de
période intensive, T2 = fin de saison, T3 = début de saison, et T4 = T1 + 12 mois) espacés d’une durée
de 3 mois ont été réalisés au cours d’une saison ceci permettant le dosage de paramètres hématologiques, biochimiques et endocriniens. Parallèlement à cela, les résultats de l’équipe en compétition
(pourcentage de victoires) ont été relevés ainsi que les temps de jeu en compétition de chaque joueur.
Résultats
Les paramètres biologiques correspondent aux normes du laboratoire.
Une baisse de la CK, de la myoglobine, des transaminases (SGOT ASAT), de l’aldolase ainsi qu’une
augmentation du nombre d’hématies, de l’hématocrite et du rapport testostérone / cortisol a été observé uniquement en T2 (Tableau 1). Les résultats sportifs étaient meilleurs en T2 alors que la quantité de
compétition était la plus faible (Tableau 2).
Tableau 1 – Résultats des dosages sanguins.
Hématies M/mm3
Hémoglobine g/100ml
Hématocrite %
Urée mmol/l
Créatinine mcmol/l
Acide urique mcmol/l
Ferritine ng/ml
CK UI/l
Myoglobine mg/l
SGOT UI/L
Aldolase UI/l
Testostérone UI/l
Cortisol mcg/l
Rapport T/C x 100
* diff T1
‡ diff T2
£ diff T3
* p < 0,05
‡ p < 0,05
£ p < 0,05
** p < 0,01
‡‡ p < 0,01
££ p < 0,01
T1
4,96 + 0,23
14,75 + 0,84
43,0 + 2,0
6,30 + 1,28
93,24 + 9,48
379,5 + 67,1
132,2 + 62,7
572,4 + 524,8
60,91 + 32,41
36,13 + 11,5
7,67 + 2,42
6,44 + 1,44
175,5 + 31,7
3,79 + 1,12
T2
5,14 + 0,24 **
15,26 + 0,70 *
45,3 + 2,0 ***
6,32 + 1,45
86,69 + 8,77 ***
354,5 + 72,6 *
119,2 + 54,8 *
200,4 + 133,5 *
40,22 + 13,93 *
29,00 + 9,33 **
4,75 + 1,56 ***
6,46 + 1,40
145,3 + 37,5 *
4,83 + 1,88 *
T3
T4
4,98 + 0,26 ‡‡
4,92 + 0,30 ‡‡‡
14,96 + 0,84
14,96 + 0,84
44,4 + 2,1 ** ‡
43,83 + 2,35 ‡‡ £
6,34 + 1,47
6,18 + 1,34
93,96 + 10,11 ‡‡‡ 92,41 + 11,34 ‡‡‡
354,9 + 71,3 *
366,1 + 57,4
142,3 + 71,1 ‡
164,3 + 64,1 * ‡‡‡
562,3 + 448,6 ‡
389,2 + 229,5 ‡‡
51,09 + 22,92
43,06 + 9,80 *
34,07 + 9,54 ‡
36,20 + 12,27 ‡‡
7,65 + 2,46 ‡‡
9,33 + 2,80 ‡‡‡
6,10 + 1,54
5,62 + 1,48 **‡‡£
147,2 + 28,4 **
154,4 + 37,4
4,24 + 1,20 *
3,78 + 1,09 ‡‡
T2
57,2
470,5 + 258,3***
T3
37,5
504,1 + 301,1***
*** p < 0,001
*** p < 0,001
£££ p < 0,001
Tableau 2 – Résultats sportifs et quantité de compétition des sujets.
Victoires (%)
Quantité de compétition (mn)
* diff T1
‡ diff T2
£ diff T3
* p < 0,05
‡ p < 0,05
£ p < 0,05
ACAPS O3 - Toulouse
** p < 0,01
‡‡ p < 0,01
££ p < 0,01
T1
52,9
855,8 + 384,3
*** p < 0,001
*** p < 0,001
£££ p < 0,001
256
T4
38,5
615,8 + 293,1**
Communications affichées 5
Discussion et conclusion
Ces résultats montrent qu’en T2, les bilans biologiques présentent des valeurs plus faibles pour les
paramètres liés à l’inflammation et aux lésions cellulaires et des valeurs plus importantes pour les paramètres identifiés par certains auteurs comme représentatif d’un état de forme optimal (Passelergue et
Lac, 1999).
Ainsi, cette étude montre qu’il existe des variations significatives au niveau des bilans biologiques au
cours d’une saison sportive, celles-ci seraient fonction de la charge d’entraînement et de compétition.
Références
Flynn, M.G., Pizza, F.X., & Boone J.B. (1995). Indices of training stress during competitive running
and swimming seasons. International Journal of Sports Medicine, 15, 21-7.
Passelergue, P., & Lac, G. (1999). Saliva cortisol, testosterone and T/C ratio variations during a wrestling competition and during the post-competitive recovery period. International Journal of
Sports Medicine, 20(2), 109-113.
Petibois, C., Cazorla, G., & Poortmans, J.-R. (2002). Biochemical aspects of overtraining in endurance
sports : a review. Sports Medicine, 32(13), 867-878.
257
ACAPS O3 - Toulouse
Communications affichées 5
Validation d’un test de terrain adapté à la pratique du ski de fond de haut-niveau
Patrice Flore1, Samuel Vergès1, Michel Guinot2, Hélène Richard1 & Anne Favre-Juvin2
1
Laboratoire HP2, Université Joseph Fourier
2
UF Biologie et Médecine du Sport, Laboratoire EFCR, CHU Grenoble
L’évaluation à l’exercice du skieur de fond est nécessaire d’une part pour évaluer les effets de
l’entraînement, et d’autre part pour permettre la définition des intensités d’entraînement. Il a été montré qu’un test triangulaire en course à pied tel que classiquement réalisé en laboratoire pour le suivi
médico-sportif des skieurs de fond présentait une sensibilité insuffisante pour l’évaluation du niveau
de performance de skieurs de haut-niveau (Rundell, 1995). De plus, les relations entre les différents
paramètres métaboliques (fréquence cardiaque (FC) / lactatémie ([La]) en particulier) obtenues lors de
ce type de test diffèrent de celles mesurées au cours d’un test de terrain spécifique (protocole rectangulaire en ski à roulettes) (Vergès et coll., 2003). Ainsi, les données recueillies lors d’une évaluation
classique en laboratoire ne peuvent être utilisées pour la définition des différentes intensités
d’entraînement sur le terrain.
Objectif
Définir et valider un test de terrain permettant une évaluation sensible des effets de l’entraînement et
de la performance ainsi qu’une programmation précise des intensités d’entraînement dans le cadre de
la pratique du ski de fond de haut-niveau.
Méthode
20 skieurs de fond (18 ± 1 ans ; 12 hommes et 8 femmes) de niveau national ont réalisé un test en ski à
roulettes comprenant 4 tours de 2,7 km pour les hommes et 1,8 km pour les femmes sur un terrain
vallonné à deux reprises, au printemps (début de la période de préparation) puis à l’automne (fin de
période de préparation). Chaque tour était réalisé à une intensité déterminée correspondant à 70% (tour
1), 80% (tour 2), 90% (tour 3) de la FC maximale et à la vitesse maximale (tour 4). Une période de 15
minutes de récupération passive était respectée après chaque tour. La FC était enregistrée en continue
durant tout le protocole par un cardiofréquencemètre (POLAR Accurex Plus, Polar Electro Oy, Kempele, Finland), celui-ci permettant également aux sujets de respecter les consignes d’intensité au cours
des tours 1 à 3. La lactatémie a été déterminée au départ et immédiatement à l’arrivée de chacun des
tours, ainsi que 5, 10 et 15 minutes après la fin du tour 4 (SGI « Microzym-L », Toulouse, France).
Résultats
Les FC moyennes d’exercice étaient similaires pour chacun des tours entre les deux périodes (Figure
1). En revanche, les FC obtenues après 5 et 10 minutes de récupération étaient significativement plus
basses à l’automne qu’au printemps (p=0,04). La vitesse moyenne de déplacement était significativement plus élevée en automne qu’au printemps pour les tours 2 (p=0,033) et 4 (p=0,007) uniquement.
Les valeurs de [La] mesurées étaient plus basses à l’automne qu’au printemps à la fin des tours 1
(p=0,0006) et 2 (p=0,004) ainsi qu’après 10 minutes de récupération (p=0,013) (Figure 2). Nous avons
trouvé une corrélation significative entre la performance de chaque coureur au cours de la saison de
compétition hivernale (classement national par points, Fédération Française de Ski) et la vitesse
moyenne du tour 4 mesurée lors du test en automne (r=0,57 ; p=0,007), mais pas au printemps
(r=0,41 ; p=0,07).
Discussion
La réalisation d’un protocole rectangulaire en ski à roulettes permet d’obtenir la mesure simultanée de
la FC et de la [La] dans des conditions similaires à celles rencontrées lors de l’entraînement des
skieurs de fond de haut-niveau. La relation obtenue entre ces deux paramètres autorise, en fonction du
niveau de [La], la définition de FC cibles adaptées aux séances d’entraînement en ski de fond (Eisenman et coll., 1989). La modification des vitesses de déplacement, des niveaux de [La] pour une FC
donnée, ainsi que des paramètres de récupération indiquent que le test réalisé est sensible aux effets de
l’entraînement réalisé au cours de la période de préparation. De plus, la corrélation obtenue entre les
points obtenus en période de compétition et la vitesse moyenne du tour 4 mesurée à la fin de la période
de préparation montre que le test fournit des indications sur le niveau de performance attendu en compétition.
ACAPS O3 - Toulouse
258
Communications affichées 5
Conclusion
190
180
170
160
150
140
130
120
110
100
Lactate (mMol.L1
)
La réalisation d’un test de terrain en ski à roulettes permet de compléter le suivi médico-sportif classique des skieurs de fond de haut-niveau en constituant un outil simple et efficace d’évaluation de la
performance et d’aide à la programmation de l’entraînement.
14
12
10
8
6
4
2
FC (bpm) (batt.min1
)
O Printemps
■ Automne
*
*
1
2
3
4 +5’ +10’ +15’
Paliers
20
*
12
1
2
3
Paliers
4 +5’ +10’ +15’
3
Paliers
160
140
120
100
80
60
O Printemps
■ Automne
14
2
Figure 2 : [La] mesurée lors de chacun des 4 tours et en
période de récupération au printemps et en automne.
*
22
*
1
Points FFS
Vitesse (km.h-1)
24
16
*
*
Figure 1 : FC moyenne mesurée lors de chacun des 4 tours et
en période de récupération au printemps et en automne.
18
O Printemps
■ Automne
40
20
16
4
18
20
22
24
26
28
30
Vitesse Tour 4 Automne
Figure 3 : Vitesse moyenne de déplacement lors de chacun des
4 tours et en période de récupération au printemps et en
automne.
Figure 4 : Corrélation entre le classement national (points
FFS) et la vitesse moyenne de déplacement du tour 4 en
automne.
Références
Eisenman, P.A., Johson, S.C., Bainbridge, C.N., & Zupan, M.F. 1989 Applied physiology of crosscountry skiing. Sports Medicine, 8(2), 67-79.
Rundell, K.W. (1995). Treadmill roller ski test predicts biathlon roller ski race results of elite U.S.
biathlon women. Medicine & Science in Sports & Exercise, 27(12), 1677-1685.
Vergès, S., Flore, P., & Favre-Juvin, A. (2003). Blood lactate concentration/heart rate relationship:
Laboratory running test versus field roller skiing test. International Journal of Sports Medicine
(sous presse).
259
ACAPS O3 - Toulouse
Communications affichées 5
Contributions des rotations à la vitesse de la balle au lâcher lors du tir au handball
Laetitia Fradet, Armel Crétual & Paul Delamarche
Laboratoire de Physiologie et Biomécanique de l’Exercice Musculaire
Université de Rennes 2, UFRAPS, Rennes
Le tir au handball a fait l’objet d’un nombre assez limité d’études. Celles-ci ont toutefois permis de
mettre en évidence l’importance de certaines rotations telles la rotation interne de l’humérus ou la
flexion du tronc (Chagneau et coll. 1992). Plusieurs études relatives à d’autres tirs à bras cassé ont
cherché à évaluer la part des vitesses angulaires dans la vitesse finale du projectile (Springins et coll.
1994, Elliott et coll. 1995, Feltner et Nelson 1996, Marshall et Elliott 2000). Les contributions des
vitesses angulaires indiquent leur part relative dans la création de la vitesse de la balle. L’analyse de
ces contributions permet de mieux appréhender les mécanismes à l’origine de la vitesse du projectile.
Il apparaît alors qu’en fonction de l’activité, les rotations n’ont pas toute la même importance dans la
création de la vitesse du projectile au lâcher. Procéder à l’analyse des contributions des rotations lors
du tir au handball doit permettre de faciliter la compréhension de ce geste sportif.
Méthodologie
Trois groupes de sujets sont étudiés. Le premier est constitué de 7 jeunes joueurs de section sportétude, le second de 6 joueurs de l’équipe de France Espoir et le dernier de 7 joueurs évoluant en première division nationale à l’US Créteil. Ces joueurs effectuent 4 tirs en appui après réception d’une
passe. Les tirs sont validés s’ils atteignent une cible de 50cm sur 50cm située à 9m du tireur.
Pendant l’expérimentation, des marqueurs sont placés sur les repères anatomiques des tireurs. Les
trajectoires des marqueurs sont obtenues par un système optoélectronique Vicon 370 composé de 7
caméras infrarouge cadencées à 60Hz. La vitesse du ballon est mesurée grâce à un radar à main.
Les angles aux articulations sont calculés à l’aide d’une méthode issue de celle de Feltner et Nelson
(1996). Les rotations qui sont considérées sont pour le bras : l’abduction, l’adduction horizontale, la
rotation interne de l’humérus. Pour l’avant-bras, il s’agit de la flexion. Enfin, pour le tronc, les rotations étudiées sont la flexion, l’inclinaison médiale puis les rotations internes des hanches et des épaules. Ces angles sont dérivés numériquement pour obtenir les vitesses angulaires.
Les contributions des rotations exprimées en pourcentage résultent alors du calcul suivant :
[
]
r
r
C = 100 * u tir .( RB ∧ ω ) / Vb
r
r
où R correspond au centre de la rotation, B, au centre du ballon, utir représente la direction du tir, ω
la vitesse angulaire de la rotation concernée et Vb la vitesse du ballon après le lâcher. Le gain de vitesse due à la flexion de la main et des doigts est évalué de manière indirecte par la soustraction de la
vitesse linéaire du poignet à celle du ballon.
Résultats
Les résultats sont visibles dans le tableau 1 pour les rotations du bras et dans le tableau 2 pour celles
du tronc. En tenant compte de l’erreur maximale sur le calcul des contributions, pour les rotations du
bras, on peut constater que la plus grande contribution dans la vitesse de la balle est due aux rotations
de la main et des doigts. Cette contribution, évaluée de manière indirecte, est proche de 50%. On peut
constater que cette contribution exprimée en pourcentage de la vitesse de la balle au lâcher est statistiquement plus faible pour le groupe de D1 par rapport aux deux autres groupes.
La contribution de la rotation interne de l’humérus est la seconde rotation qui contribue le plus à la
vitesse de la balle au lâcher. Concernant la troisième rotation intervenant le plus, il apparaît une différence entre les groupes. Ainsi, si pour le groupe SSE c’est l’extension de l’avant-bras qui contribue le
plus, pour les groupes FE et D1, il s’agit de l’adduction horizontale du bras.
L’adduction finale du bras semble avoir un léger effet de diminution de la vitesse de la balle. La vitesse obtenue par la course qui est évaluée ici par l’intermédiaire de la valeur V hanche intervient pour
environ 6% à la vitesse de la balle. Cette contribution de la course est cependant significativement plus
faible pour le groupe D1.
ACAPS O3 - Toulouse
260
Communications affichées 5
Tableau 1 : contributions des rotations du bras à la vitesse de balle au lâcher exprimées en pourcentage de la vitesse de la balle au lâcher.
% vitesse balle
adduction
adduction horizontale
rotation humérus
extension avant-bras
V hanche
V main+doigts
SSE
0.0 ± 1.8
2.3 ± 2.1 */D1
9.4 ± 1.9
6.2 ± 2.6 */FE
5.6 ± 2.6
52 ± 5.9
FE
-0.7 ± 2.4
5.2 ± 4.2
8.4 ± 3.2
2.2 ± 2.4
5.9 ± 1.5
52.9 ± 6.7
D1
-0.9 ± 2.4
5.6 ± 3.2
11.4 ± 2.5
3.9 ± 5.2
3.2 ± 1.1 */SSE, **/FE
43.7 ± 7.1 */SSE, */FE
* p<0.05, ** p<0.01
Les contributions des rotations du tronc ne sont pas à négliger puisque, par exemple, la rotation des
épaules intervient pour une valeur comprise entre 8 et 11% de la vitesse de la balle. La contribution de
la flexion du tronc est quant à elle extrêmement variable puisqu’elle est comprise entre 3 et 14% en
fonction des groupes. Par ailleurs, cette contribution est significativement plus importante pour le
groupe D1 relativement aux deux autres groupes. L’inclinaison latérale, à l’instar de l’abduction du
bras, tend à diminuer la vitesse de la balle au lâcher.
Tableau 2: contributions des rotations du tronc à la vitesse de balle au lâcher exprimées en pourcentage de la vitesse de balle
% vitesse de balle
rot hanches
flexion
inclinaison latérale
rotation épaules
SSE
2.2 ± 2.8
3.3 ± 6.9
-1.9 ± 2.6
11.4 ± 3.5
FE
1.5 ± 3.1
5.4 ± 5.6
-1.1 ± 1.8
10.1 ± 3.6
D1
2.7 ± 2.3
13.6 ± 6.0 */SSE, */FE
-0.4 ± 4.0
7.8 ± 4.4
* p<0.05, ** p<0.01
Discussion
Cette étude a permis de mettre en évidence la part importante de la flexion de la main et des doigts
dans la création de la vitesse de balle même si ceci a été évalué indirectement. Cependant, ce type de
calcul indirect inclut non seulement la vitesse due à la flexion de la main et des doigts mais également
le gain de vitesse dû à l’augmentation de la longueur, par l’intermédiaire de la main, séparant la balle
des centres de rotation. A l’avenir, il serait nécessaire de dissocier ces deux phénomènes en se focalisant sur le mouvement de la main et des doigts. Ceci devrait permettre de préciser le rôle de chacune
des rotations permises par la main et les doigts.
On peut également constater qu’en fonction du groupe, les rotations ont une part plus ou moins importante. Il serait intéressant par la suite de déterminer les différences inter-individuelles en fonction de la
vitesse de balle au lâcher.
Références
Chagneau, F., Delamarche, P., & Levasseur, M. (1992). Stroboscopic computerized determination of
humeral rotation in overarm throwing. British Journal of Sports Medicine, 26(1), 59-62.
Elliott, B., Marshall, R., & Noffal G. (1995). Contributions of upper limb segment rotations during the
power serve in tennis. Journal of Applied Biomechanics, 11, 433-442.
Feltner, M.E., & Nelson, S.T. (1996). Three dimensional kinematics of the throwing arm during the
penalty throw in water polo. Journal of Applied Biomechanics, 12, 359-382.
Marshall, R.N., & Elliott, B.C. (2000). Long-axis rotation: the missing link in proximal-to-distal segmental sequencing. Journal of Sports Sciences, 18, 247-254.
Springings, E., Marshall, R., Elliott, B., & Jennings, L. (1994). A three-dimensional kinematic method
for determining the effectiveness of arm segment rotations in producing racquet head speed.
Journal of Biomechanics, 27(3), 245-254.
261
ACAPS O3 - Toulouse
Communications affichées 5
Détermination de la performance de longue durée à partir des différentes modélisations
de la vitesse critique
F.X. Gamelin1, J. Coquart1, H. Vodougnon2, L. Léger3, & L. Bosquet1
Laboratoire d’Etudes de la Motricité Humaine, EA 3608, Université Lille 2
2
Centre d’Investigations Cliniques (CIC 9301 – INSERM), CHRU de Lille
3
Laboratoire de physiologie de l’exercice, Université de Montréal
1
La vitesse critique (VC) est un concept théorique qui suppose l’existence d’une vitesse à laquelle ou
en dessous de laquelle l’épuisement n’apparaît pas chez l’individu (Hughson et al. 1984). Ce concept
se base sur la relation entre le temps et la vitesse ou la distance. Plusieurs modèles permettent
d’estimer la VC (Housh et al. 2001) :
•
Dlim = CDA + VC . tlim
(Modèle linéaire 1)
•
V = (1/tlim).CDA + VC
(Modèle linéaire 2)
•
tlim = CDA / (V – VC)
(Modèle à 2 composantes)
•
tlim = (CDA / (V – VC)) – (CDA / (Vmax – VC)
(Modèle à 3 composantes)
•
V = VC + (Vmax – VC).exp (-t/ґ)
(Modèle exponentiel)
(Dlim : Distance limite ; tlim : temps limite ; CDA : capacité de distance anaérobie ; V : vitesse ; Vmax :
vitesse maximale, ґ : constante de temps)
L’objectif de cette étude est de comparer les VC estimées à partir des différents modèles puis
d’identifier celle qui est la mieux corrélée à la performance. Enfin, il s’agit d’identifier le modèle qui
permet d’obtenir la prédiction la mieux corrélée et la plus proche de la performance sur une heure.
Méthode
Douze coureurs de demi fond recrutés dans la région Nord Pas de Calais ont été inclus dans cette
étude. Ils ont réalisé 4 tests répartis de façon aléatoire séparés d’au moins 48 heures, et ont participé à
une compétition d’athlétisme.
Tests à durée constante
Trois tests à durée constante sont réalisés selon un ordre aléatoire sur une piste d’athlétisme synthétique de 200 m (Stade Couvert Régional de Liévin). Il s’agit de couvrir la plus grande distance possible
en 6, 9 et 12 minutes. Chaque test commence par un échauffement standard d'environ 20 minutes organisé comme suit : 10 minutes de course à allure libre, 5 minutes d’étirements, 4 accélérations de 100
m séparées par 1 minute de récupération.
Test de vitesse maximale
Le test de vitesse maximal est réalisé sur une piste d’athlétisme synthétique de 200 m au stade couvert
régional de Liévin. Il s’agit de courir un 30 m le plus vite possible avec 20 m d’élan. L’échauffement
est standardisé selon un protocole identique à celui des tests à durée constante.
Test de performance
Le test de performance est une épreuve d’une heure organisée par les expérimentateurs. Cette compétition est réalisée sur une piste d’athlétisme synthétique de 400 m. Il est demandé aux sujets de courir la
plus grande distance possible pendant cette durée.
Traitement des données
La vitesse critique est calculée selon les 5 méthodes présentées en introduction à partir des résultats
obtenus aux tests à durée constante et au test de vitesse maximale. Les équations obtenues sont aussi
utilisées pour estimer la vitesse moyenne que les sujets peuvent maintenir pendant une heure, afin de
faire les comparaisons avec la performance réelle.
Une fois la normalité de la distribution vérifiée (test Shapiro-Wilk), une ANOVA à mesures répétées
est utilisée pour comparer les vitesses critiques. La sphéricité est vérifiée au moyen du test de Mauchley et les degrés de libertés ajustés selon la procédure de Greenhouse et Geisser lorsque nécessaire.
Les comparaisons multiples sont réalisées au moyen du test post-hoc de Tukey. Le coefficient de corrélation des produits des moments de Pearson est calculé entre le résultat au test de performance et la
performance prédite au moyen des modèles développés d’une part, et chacune des vitesse critiques
ACAPS O3 - Toulouse
262
Communications affichées 5
d’autre part. Les limites d’agrément sont calculées selon la méthode de Bland et Altman (1986). Un
risque α de 0.05 est retenu pour tous les tests.
Résultats
Tableau 1 : Valeur des vitesses critiques (VC) , corrélation entre la VC et la vitesse sur une heure (V60), corrélation entre la vitesse prédite
dur une heure (VP) et V60, biais et limites d’agrément.
‡ significativement différent de l’ensemble des VC.
* corrélation significative, p<0,05.
VC (m.s-1)
Modèle
linéaire 1
linéaire 2
2 composantes
3 composantes
exponentiel
4,42 ± 0,35‡
4,44 ± 0,35
4,39 ± 0,36
4,29 ± 0,39
4,75 ± 0,32‡
corrélation entre corrélation entre
VC & V60
VP & V60
0,90*
0,91*
0,91*
0,92*
0,87*
0,89*
0,80*
0,85*
0,93*
0,93*
Biais ± limites d’agrément
(ms-1)
0,22 ± 0,32 *
0,24 ± 0,31*
0,20 ± 0,34
0,13 ± 0,43
0,48 ± 0,27*
Discussion et conclusion
L’utilisation de plusieurs modèles d’estimation de la VC aboutit à des valeurs différentes. Cependant,
l’ensemble des VC est corrélé avec la performance. La meilleure corrélation étant obtenue pour la VC
estimée à partir du modèle exponentiel.
Bien qu’elles soient toutes corrélées à la performance, les prédictions issues de chaque modèle n’ont
pas la précision suffisante pour être d’un quelconque apport à l’entraîneur lorsqu’il s’agit de prédire la
performance sur des épreuves de longue durée.
Ainsi, si l’utilisation des modèles d’estimation de la VC ne permet pas de prédire la performance sur
une heure, la VC peut être utilisée pour classer les individus entre eux ou pour suivre l’évolution de
leur capacité de performance.
Références
Bland, J.M., & Altman, D.G. (1986). Statistical methods for assessing agreement between two methods of clinical measurement. Lancet, 1, 307-310
Housh, T.J., Cramer, J.T., Bull, A.J., Johnson, G.O., & Housh, D.J. (2001) The effect of mathematical
modeling on critical velocity. European Journal of Applied Physiology, 84, 469-475.
Hughson, R.L., Orok, C.J., & Staudt, L.E. (1984) A high treadmill running test to asses endurance
running potential. International Journal of Sports and Medicine, 5, 23-25.
263
ACAPS O3 - Toulouse
Communications affichées 5
Comparaison des différentes méthodes de détermination du seuil lactique
F.X. Gamelin1, Matthieu Jocaille1, R Matran2, H. Vodougnon3, L. Léger4 & L. Bosquet1
1
Laboratoire d’Etudes de la Motricité Humaine (EA 3608), Université Lille 2
2
Service des Explorations Fonctionnelles Respiratoires, CHRU de Lille
3
Centre d’Investigations Cliniques (CIC 9301 – INSERM), CHRU de Lille
4
Laboratoire de physiologie de l’exercice, Université de Montréal
Le seuil lactique est une mesure de routine dans l’évaluation physiologique du sportif. Alors qu’un
seuil devrait être unique, il existe de nombreuses méthodes pour l’estimer. Le but de cette étude est de
comparer les différentes méthodes entre elles, et de vérifier leur corrélation avec la performance dans
les épreuves de longue durée.
Méthodes
Douze coureurs de demi fond recrutés dans la région Nord Pas de Calais ont été inclus dans cette
étude. Ils ont réalisé un test progressif en laboratoire et ont participé à une compétition d’athlétisme.
Tests progressif
Le test progressif est réalisé sur un tapis roulant (Gymrol 2500, Techmachine). La vitesse initiale est
12 km.h-1 et augmente de 1 km.h-1 toutes les deux minutes jusqu’à épuisement. L’épreuve se termine
quand le sujet n’est plus capable de maintenir la vitesse demandée. Un échantillon de sang de 1 ml est
prélevé au moyen d’un cathéter veineux lors des 20 dernières secondes de chaque palier, puis 1, 2, 3,
4, 5 et 10 minutes après l’arrêt de l’exercice, afin de doser la lactatémie (ABL 725, Radiometer).
Test de performance
Le test de performance est une épreuve d’une heure organisée par les expérimentateurs. Cette compétition est réalisée sur une piste d’athlétisme synthétique de 400 m. Il est demandé aux sujets de courir la
plus grande distance possible pendant cette durée.
Traitement des données
Le seuil anaérobie est calculé selon 8 méthodes publiées dans la littérature scientifique.
Log-Log (Beaver et al., 1985)
Le SA est déterminé graphiquement à partir de la relation : log (lactatémie) = a + b log (vitesse)
Tangente à 45 degrés (Keul et al., 1979 ) et à 51 degrés (Simon et al., 1981)
La cinétique lactatémie – vitesse est modélisée à partir de l’équation : lactatémie = a + b.exp (c.vitesse)
Le SA est déterminé mathématiquement à partir de l’équation : lactatémie = [ln (tan 45/bc)] / c
où a, b et c sont les paramètres de la modélisation exponentielle de la relation lactatémie – vitesse.
Concentrations fixes (4 mmol.l-1 ; 1 mmol.l-1 au dessus de la concentration de repos)
Le SA est déterminé mathématiquement à partir de l’équation : lactatémie = (ln (4 – a) – ln b) / c
où a, b et c sont les paramètres de la modélisation exponentielle de la relation lactatémie – vitesse.
Distance max (Cheng et al., 1992)
Le SA est déterminé graphiquement. Il représente la distance maximale entre la droite formée par les
deux extrémités de la courbe lactatémie – vitesse et cette même relation modélisée selon un modèle
polynomial de 3ème ordre.
Bissectrices (Bunc et al., 1985)
Le SA est déterminé graphiquement. La relation lactatémie – vitesse est modélisée selon l’équation
proposée au point 3.2. Le SA représente l’intersection entre cette courbe modélisée et la bissectrice des
tangentes qui passent par la partie supérieure et la partie inférieure de la courbe.
Le Seuil Anaérobie Individuel (Stegmann et al., 1981)
Le SA est déterminé graphiquement. Il représente la tangente entre la courbe lactatémie – vitesse et la
courbe de récupération lorsque la lactatémie est revenue à son niveau du dernier palier.
ACAPS O3 - Toulouse
264
Communications affichées 5
Analyse statistique
La normalité de la distribution n’étant pas vérifiée (test Shapiro-Wilk), une ANOVA de Friedman est
utilisée pour comparer les SA. Les comparaisons multiples sont réalisées au moyen d’un test de Wilcoxon pour données appariées. Le coefficient de corrélation de Spearman est calculé entre le résultat
au test de performance et chaque SA. Un risque α de 0.05 est retenu pour tous les tests.
Résultats
Les seuils lactiques mesurés selon les différentes méthodes proposées dans la littérature sont représentés sur la figure 1. Les vitesses auxquelles ils correspondent sont comprises entre 77 et 87% de la vitesse maximale atteinte lors du test progressif (VTP ; p<0.001). Les corrélations avec la performance
au cours de l’épreuve de l’heure sont présentées dans la figure 2.
Lactate sanguin (mmol.L -1)
Y=(0,127)+(0,0054)*exp(( 0,371)*X)
6
VMA = 21 km.h-1
5
Seuils lactiques compris
entre: 75% et 90% de VAM
l
bl d
4
3
51°
45°
.
B+1mM
Log-log
2
1
15,5
.
.
.
.
Bissectrice
4mmol
Stegmann
16,0
D-max
16,5
17,0
17,5
18,0
18,5
19,0
-1
Vitesse (km.h )
1,0
*
0,8
*
*
*
0,6
0,4
0,2
an
n
51
°
St
eg
m
ta
n
°
45
ta
n
ol
Bi
ss
ec
tri
ce
m
-m
D
glo
lo
4m
ax
0,0
g
Coefficient de corrélation
Figure 1 :Modélisation exponentielle de la lactatémie avec les valeurs des différents seuils anaérobies pour un même coureur.
Figure 2 : Corrélations entre le seuil anaérobie calculé selon les différentes méthodes et la performance sur une heure. * = p< 0.05
Conclusion
Cette étude montre que les différentes méthodes de détermination du seuil lactique proposées dans la
littérature donnent des résultats divergents. Les valeurs calculées ne sont pas toujours corrélées entre
elles, et toutes ne sont pas corrélées à la performance. Outre la validité du concept même de seuil, qui
en théorie devrait être unique, cela remet en cause toute la démarche qui consiste à prescrire les intensités d’entraînement à partir du dit seuil lactique, puisque selon la méthode il représente une intensité
relative qui peut varier de 10% de VTP environ.
265
ACAPS O3 - Toulouse
Communications affichées 5
L’activité du système nerveux autonome est déterminante
dans la performance en natation sportive
Martin Garet1, Nicolas Tournaire2, Vincent Pichot1, Frédéric Roche1, David Duverney1,
Jean-René Lacour3, & Jean Claude Barthélémy1
1
Lab. Physiologie, GIPE2S, PPEH, Saint-Étienne ; 2UFRSTAPS Clermont-Ferrand
3
Lab. Physiologie, GIPE2S, Lyon
L’exploration de l’activité du système nerveux autonome (SNA) par la variabilité de la fréquence cardiaque (VFC) est une méthode d’analyse, précise, non invasive, et d’utilisation simple, qui a été proposée comme moyen de contrôle de l’impact d’un entraînement isolé, aussi bien que d’un programme
d’entraînement, sur l’état de forme et la performance chez des sportifs de haut-niveau1. Les fluctuations d’activité autonome sont en adéquation avec la succession de charges de travail et de récupération structurant l’entraînement et il a été proposé que la VFC est associée à V°O2pic 2. De plus, il a été
montré chez des sportifs endurants que le niveau de VFC est associé à la performance sportive 1. Cependant ces résultats de groupes s’attardent peu sur les individualités ; or la réponse à l’entraînement
est individuelle et son suivi est l’une des bases de la personnalisation de l’entraînement. Ce travail
s’est proposé d’évaluer l’intérêt potentiel de l’utilisation de la VFC comme outil individuel de contrôle
des effets d’un entraînement sur la performance dans une population de nageurs adolescents.
Population. Sept nageurs(euses) de niveau (inter-)régional ont participé à l’expérimentation. Tous
nageaient 9h par semaine pendant la saison en cours et avaient un vécu moyen de 6.4±0.9 années
d’entraînement. Aucun n’avait de pathologie cardiaque et/ou neurologique ni ne consommait de médicaments. Tous et toutes étaient volontaires et ont signé avec leurs parents un consentement de participation. L’étude a été approuvée par un comité d’éthique local.
Matériel et méthode. Les enregistrements nocturnes de fréquence cardiaque instantanée (Polar®
S810) ont été effectués sur 8h les nuits précédant les prises de performances et de manière bihebdomadaire au cours de 3 semaines d’entraînement intensif et des 2 semaines d’affûtage qui ont
suivi. La performance maximale aérobie (400 m nage libre) a été déterminée en compétition avant
(P1), après les 3 semaines d’entraînement intensif (P2) puis en compétition après les 2 semaines
d’affûtage (P3). La quantification des charges de travail hebdomadaire à l’entraînement était individualisée (∑ volume*intensité*perception de l’effort), et la fréquence cardiaque, la perception de l’effort,
la fréquence gestuelle et la distance nagée par cycle de bras ont été contrôlés à chaque prise de performance.
Les indices standard de VFC calculés (analyses temporelle et temps-fréquence) répondent aux critères
définis par le Task Force of the European Society of Cardiology et la North American Society of Pacing and Electrophysiology 3. Les résultats ont été analysés individuellement et en utilisant une ANOVA à 2 facteurs, individus et semaines, lors d’analyses sur le groupe.
Résultats
Population
Les 7 nageurs(euses) (4 garçons, 3 filles, âge 16.6±0.5 ans; taille 169.3±5.9 cm, poids 59.3±6.5 kg,
IMC 20.7±1.5 kg.m-2, stade 4 de Tanner) ont participé à tous les entraînements et se sont livré(e)s à
l’intégralité du protocole. Aucune différence significative n’a été notée concernant la stature, l’indice
de masse corporel ou les stades de puberté entre les filles et les garçons.
ACAPS O3 - Toulouse
266
Communications affichées 5
Charges de travail, perception de l’effort et VFC
Les charges de travail autant que la perception d’effort augmentaient de la semaine 1 à 3 puis diminuaient jusqu’à la semaine 5 (P de 0.018 à <0.0001 ; fig.1). Cette évolution au niveau du groupe était
retrouvée chez tous les individus. La VFC globale et les indices parasympathiques évoluaient individuellement, diminuant de la semaine 1 à 3 puis augmentant ensuite jusqu’à la semaine 5 chez 5 individus. On constatait une diminution constante chez un individu (S2) et une augmentation constante chez
un autre (S1).
VFC et performance
Toutes les performances étaient maximales. Les meilleures et les plus mauvaises performances étaient
respectivement réalisées quand l’activité autonome globale et l’activité du système nerveux parasympathique étaient les plus élevées (P3 pour 5 individus et P1 pour 2 individus) et les plus faibles (P2 pour
6 individus et P3 pour 1 individu ; fig.2). Ces réponses individuelles expliquent le manque de significativité au niveau du groupe. Le gain relatif de performance (P3-P1) était associé au gain en activité autonome globale (R=0.78), à l’exception d’un individu (S5) qui avait réalisé une contre-performance en
P1. Les variations de fréquence gestuelle et de distance nagée par cycles suivaient l’évolution des performances.
Discussion. La VFC semble être un outil utile et sensible de contrôle et de suivi individuel de l’impact
des charges de travail à l’entraînement chez des nageurs adolescents. Une activité autonome globale
élevée incluant une activité parasympathique importante parait déterminante de la performance maximale aérobie en natation. La relation entre le niveau d’activité du SNA et la performance est en adéquation avec des études transversales et longitudinales antérieures rapportant une relation positive
entre le niveau de VFC et V°O2pic 2 ainsi qu’une association entre les gains de VFC et de V°O2pic 4.
V°O2pic n’étant pas mesuré dans cette étude, l’épreuve de 400 m nage libre a été utilisé comme test de
terrain de la vitesse maximale aérobie et la performance chronométrique moyenne, proche de 5 minutes, plaide en faveur d’un effort de type puissance maximale aérobie 5.
L’utilisation de la VFC comme outil de contrôle et de suivi individuel de l’état de forme en réponse à
l’entraînement revêt un intérêt majeur dans l’optimisation des charges de travail imposées à l’organisme et
dans la prévention du surmenage ou surentraînement. Un suivi sur une saison sportive entière apparaît
comme une étape importante pour confirmer ces associations sur le long terme et mieux comprendre
l’influence relative des performances récentes et du niveau moyen de performance de la saison.
Références
[1] Pichot, V. et coll. (2000). Relation between heart rate variability and training load in middle-distance
runners. Medicine and Science in Sports and Exercise, 32(10), 1729-36.
[2] Kenney, W.L. (1988). Endurance training increases vagal control heart rate. In C.O. Dotson & J.H.
Humphrey (Eds.), Exercise physiology: current selected research (pp. 59-65). New York.
[3] Task force of the European Society of Cardiology and the North American Society of Pacing and Electrophysiology. (1996). Heart rate variability. Standards of Measurement, physiological interpretation, and clinical use. Circulation, 93, 1043-1065.
[4] Pichot, V. et coll. (2002). Autonomic adaptations to intensive and overload training periods: a laboratory study. Medicine and Science in Sports and Exercise, 34(10), 1660-6.
[5] Berthon, P. et coll. (1997). A 5-min running field test as a measurement of maximal aerobic velocity.
European Journal of Applied Physiology and Occupational Physiology, 75(3), 233-8.
267
ACAPS O3 - Toulouse
Communications affichées 5
Relations entraînement – performance :
Modélisation et analyse statistique par la méthode de Monte-Carlo
1
Léo Gerville-Réache1,2, Sébastien Orazio1 & Laurent Arsac1
Faculté des sciences du Sport, Université Victor Segalen Bordeaux 2, Pessac
2
Laboratoire de statistique mathématique et ses applications (EA 2961)
Université Victor Segalen Bordeaux 2, Bordeaux
La modélisation de la relation entre charge d'entraînement et performance est l'objet de nombreuses
études depuis une vingtaine d'années. Depuis 1975, cette modélisation est réalisée avec le modèle de
Banister et al. qui propose de mesurer charge et performance réelles et d'estimer le profil d'aptitude et
de fatigue du sportif. Sous sa forme discrète, le modèle s'écrit :
t −1
t −1
Pt = P0 + k1 ∑ w j e − (t − j ) / τ − k 2 ∑ w j e − (t − j ) / τ + ε t = P0 + At − Ft + ε t
1
j =1
2
j =1
où: P0 est la performance initiale, At est l'aptitude (état de forme) du sportif à l'instant t, Ft l'état de
fatigue au même moment et w la charge d'entraînement. Logiquement, la performance Pt est exprimée
par la différence entre aptitude et fatigue.
On montre facilement que le modèle de Banister peut s’écrire de la manière suivante :
 At = M A At −1 + I A wt −1

 Ft = M F Ft −1 + I F wt −1
P = P + A − F + ε
0
t
t
t
 t
avec : M A = exp(−1 / τ 1 ) , I A = k1 exp(−1 / τ 1 ) , M F = exp(−1 / τ 2 ) et I F = k 2 exp(−1 / τ 2 ) . Ainsi, le modèle
de Banister appartient à une famille de modèles bien connue des économètres : autorégressifs avec
covariable(s) (ARX). La particularité, ici, est que le modèle est un système d’ARX. En effet, l’aptitude
(At) est un ARX linéaire, la fatigue (Ft) est un ARX linéaire et la performance (Pt) est une combinaison
linéaire de ces deux ARX.
Cette nouvelle formulation permet une approche bien plus simple du modèle de relation entraînementperformance : A, et F à un instant t dépendent respectivement de A et F à t-1 et de la charge d'entraînement (w) à t − 1 . On peut ainsi interpréter MA et MF comme des mémoires, IA et IF comme des impacts. Par exemple, si MA=0,8, le sportif conserve en t 80% de l'aptitude en t-1; si IA=0,02 plutôt que
0,01, une même charge d'entraînement w en t-1 a un impact deux fois plus grand sur l'aptitude en t.
Simulations numériques
Afin de mesurer le problème de spécification de ce modèle, la simulation numérique est une solution
simple et rapide. Nous simulons une série de 31 performances au cours du temps (fig1) à partir du
modèle concret suivant :
 At = 0,8 At −1 + 0,01wt −1

 Ft = 0,6 Ft −1 + 0,02 wt −1
 P = 100 + A − F + N (0;9)
t
t
 t
Dans cette simulation (fig 1), du jour 0 au jour 9, le sportif aurait réalisé 1 performance chaque jour;
c'est sa seule charge de travail. De J10 à J14 une charge arbitraire de 1000 serait réalisée chaque jour en
plus d'une mesure de la performance; de nouveau entre J15 et J30, la seule charge quotidienne serait une
mesure de performance. Cette simulation est répétée 1000 fois afin d’obtenir une bonne estimation de
l’espérance, de la variance, et de la dépendance entre les 5 estimateurs.
ACAPS O3 - Toulouse
268
Communications affichées 5
120,00
P e rform an ce sim ulé e
M od èle e stim ée
M odè le théo rique
110,00
100,00
90,00
80, 00
0
5
10
15
20
25
30
Figure 1. Simulation d’une série de performances mesurées pendant 30 jours
Résultats
La figure 2 indique que les dépendances deux à deux entre les paramètres sont fortes et atypiques. On
propose de pallier le problème de spécification en évitant l'estimation du paramètre de l’impact de
l’aptitude, IA; pour cela IA est supposé connu et égal à 1. Ainsi, l’impact de la fatigue; IF est estimé
relativement à IA. Cette modification ne perturbe pas la diversité des courbes que peut produire le modèle de Banister. Les estimateurs sont alors de bien meilleure qualité comme le montre la figure 3.
MA
MA
IA
MF
MF
IF
IF
P0
P0
Figure 3. Matrice de nuages de points des 4 estimateurs
conservés (IA=1)
Figure 2. Matrice de nuages de points des 5 estimateurs
Conclusion
L'utilisation du modèle de Banister dans les études récentes nécessite l'estimation de 5 paramètres: P0,
IA, IF, MA, MF. Compte-tenu de l'évolution des performances réelles mesurées, qui servent de références pour l'ajustement du modèle, ces paramètres sont trop nombreux pour être bien estimés individuellement (fig 2). En fixant IA=1, l'estimation porte alors sur 4 paramètres seulement et les estimateurs
sont de bien meilleure qualité (fig 3). Il va sans dire que transformer le modèle en y ajoutant des paramètres supplémentaires (>5) serait une bien mauvaise démarche.
Références
Banister, E.W., Calvert, T.W., Savage, M.V., & Bach, T., (1975). A system model of training for athletic performance », Australian Journal of Sports Medicine, 7, 57-61.
Banister, E.W., Carter, J.B. & Zarkadas, P.C., (1999). Training theory and taper: validation in triathlon
athletes, European Journal of Applied Physiology, 79, 182-191.
Mujika, I., Busso, T., Lacoste, L., Barale, F., Geyssant, A., & Chatard, J. C., (1994). Modeled responses to training and taper in competitive swimmers, Medecine and Science in Sports and Exercise, 11, 23-29.
269
ACAPS O3 - Toulouse
Communications affichées 5
Effets du niveau de pratique sur le cycle étirement - raccourcissement des muscles
des membres inférieurs au service en tennis
1
O. Girard1, G.P. Millet2, D. Gonzalez3 & J.P. Micallef1
UPRES 701 “Physiologie des interactions” Hôpital Arnaud de Villeneuve, Montpellier
2
Faculté des Sciences du Sport, Montpellier
3
Laboratoire d'Aérodynamique et de Biomécanique du Mouvement, Marseille
Le service correspond à la mise en jeu de la balle. Il sollicite l’ensemble des segments corporels pour
former une chaîne cinétique (Elliott et al., 2000). La combinaison d’actions excentriques et concentriques renvoit à des modèles connus concernant l’action des membres supérieurs au service (Elliott et
al., 1999) et forme une fonction musculaire naturelle appelée le cycle étirement-raccourcissement
(C.E.R) (Komi., 1984). Il s’agit d’un régime de contraction où l’efficacité musculaire est supérieure
par rapport à un régime concentrique isolé. Les éléments concernant le mode d’action segmentaire
(Elliott et al., 1986) et les patterns d’activation électrique des muscles des membres supérieurs associés (Van Gheluwe et al., 1986) impliqués dans la réalisation d’un service en tennis sont maintenant
bien connus. En revanche, à ce jour, l’influence des membres inférieurs sur l’efficacité de ce mouvement n’a jamais fait l’objet de recherches précises. A notre connaissance, aucune étude ne met clairement en relation les caractéristiques des mouvements et les tracés EMG (témoin de l’activation musculaire) afin de décrire et d’expliquer les coordinations motrices lors des différentes phases du mouvement. Le but principal de ce travail est de déterminer la nature de l’action des membres inférieurs dans
la séquence gestuelle d’un service et de les comparer entre différents niveaux d’habileté. L’hypothèse
testée était la suivante : l’organisation musculaire du joueur de tennis expert maximalise le stockage/restitution de l’énergie élastique et permet une contribution optimale des membres inférieurs
dans la réalisation d’un service. En d’autres termes, l’efficacité du service, e.g. la hauteur de l’impact
entre la raquette et la balle (Himpact), la vitesse maximale de la balle (Vballe) et la force maximale exercée dans la direction verticale (FZmax), sont davantage augmentées chez le joueur expert dans une situation permettant l’utilisation des membres inférieurs.
Méthodes
Trente-deux sujets (âge : 21,5 ± 3,8 ans ; taille : 179,8 ± 7,0 cm ; poids : 74,0 ± 9,6 kg) étaient répartis
en trois groupes de niveau (débutant, intermédiaire, expert). Chaque sujet effectuait des squat jumps
(SJ), countermouvement jumps (CMJ) et multi-rebonds verticaux (MV) sur une plate-forme de force
afin d’évaluer ses qualités neuromusculaires d’explosivité : puissance et raideur. Le sujet devait ensuite réaliser cinq services sans (SB; Service Bloqué) vs. avec (SL; Service Libre) contribution des
membres inférieurs. L’enregistrement des forces et moments exercés au sol par l’intermédiaire de la
plate-forme de force était synchronisé avec celui de l’accélération de la raquette et l’EMG (Bagnoli 8EMG system, Delsys, Boston, MA) des muscles vastus lateralis, vastus medialis et gastrocnemius
medialis des deux jambes par le Biopac (MP 100A-CE, Biopac Systems, Santa Barbara, CA).
L’acquisition et le traitement s’effectuaient par le logiciel Acqknowledge 3.7.2. L’évaluation de la
vitesse maximale de la balle (Stalker ATS, Minneapolis, USA) et de la hauteur de frappe par enregistrement vidéo complétaient l’analyse. Les différences entre les groupes dans les deux conditions ont
été testées avec une ANOVA à 2 facteurs (groupe x mesure) avec mesure répétée.
Résultats
La puissance développée était supérieure pour le CMJ par rapport au SJ chez les groupes débutant
(59,5 ± 10,1 vs. 49,2 ± 8,8 W.kg-1 ; p < 0,001), intermédiaire (61,2 ± 5,9 vs. 50,5 ± 6,3 W.kg-1 ; p <
0,001) et expert (63,8 ± 5,5 vs. 52,2 ± 6,1 W.kg-1 ; p < 0,001). En revanche, l’amélioration de la performance ainsi que la raideur neuromusculaire n’étaient pas différentes entre les groupes. Concernant
la Vballe , alors qu’il n’y avait pas de différence significative au niveau des SB entre les intermédiaires
et les experts (126,4 ± 16,5 vs. 134,8 ± 6,6 km.h-1), la situation SL révélait une potentialisation de la
performance chez le joueur élite (148,1 ± 14,1 vs. 162,7 ± 11,3 km.h-1 ; p < 0,01). Il existait une interaction mesure x groupe significative au niveau de Himpact (F = 6,9 ; p < 0,01) : entre la situation SB et
SL, le groupe expert augmentait davantage leur Himpact (82,3 ± 3,1 vs. 88,8 ± 2,6 cm ; p < 0,001) par
rapport aux autres groupes (Figure 1). La différence de FZmax entre les conditions SB et SL était augmentée de manière plus importante chez le groupe expert (Figure 2).
ACAPS O3 - Toulouse
270
Communications affichées 5
95,0
***
85,0
80,0
*
Service Bloqué
*
***
1800,0
***
Service Libre
75,0
70,0
Fz max (N)
90,0
1500,0
*
*
Service Bloqué
1200,0
Service Libre
900,0
600,0
Ex
pe
rt
Ex
pe
rt
Hauteur de frappe (cm)
Figure 1 et 2 - Himpact (gauche) et FZmax (droite) dans deux conditions expérimentales (SB vs. SL) selon le niveau de pratique (débutant,
intermédiaire et expert)
Niveaux de pratique
Niveaux de pratique
Discussion
Au regard des résultats partiels, l’hypothèse d’une meilleure contribution du C.E.R des muscles des
membres inférieurs lors du service chez les joueurs experts est confirmée. Le résultat principal de cette
étude est que dans une situation permettant l’utilisation libre des jambes par rapport à une situation
contrôle, les joueurs élites augmentent davantage leur Himpact par rapport aux autres groupes. Les valeurs de puissance et de raideur ainsi que les différences entre les tests sont comparables aux données
de Bosco et al. (1983). Etant donné que les différents groupes de niveaux ont des caractéristiques neuromusculaires identiques, une meilleure action des jambes dans la réalisation d’un service permet non
seulement d’augmenter Himpact, Vballe et FZmax mais également de différencier des niveaux de pratique.
Les variations plus importantes concernant FZmax entre les deux conditions chez les tennismen experts
constitue une piste d’explication à cette optimisation du phénomène de C.E.R dans cette population.
Néanmoins, l’amélioration de la coordination et de la continuité dans l’augmentation des forces sont
des critères discriminant du niveau de performance (Elliott et al., 1986) qui participent davantage à
l’amélioration de Himpact chez le joueur élite que la seule utilisation du C.E.R. Les membres inférieurs
sont le point de départ d’une chaîne cinétique complexe qui rend compte de l’interdépendance des
différents segments impliqués dans la réalisation de ce geste.
En conclusion, le joueur expert est capable d’utiliser plus efficacement l’action de ses membres inférieurs afin d’optimiser le stockage - restitution de l’énergie élastique pour améliorer sa performance.
Références
Bosco, C., et al. (1983). A simple method for measurement of mechanical power in jumping. European Journal of Applied Physiology, 50, 273-82.
Elliott, B.C., et al. (1999). Internal rotation of the upper-arm segment during a stretch-shorten cycle
movement. Journal of Applied Biomechanics, 15, 381-95.
Elliott, B.C., et al. (2000). The biomechanics of tennis. In P. Renstrom (Ed.), The IOC Handbook on
Tennis Medicine, Oxford: Blackwell Science, (in publication).
Elliott, B.C., et al. (1986). A three-dimensional cinematographic analysis of the tennis serve. International Journal of Sport Biomechanics, 2, 260-71.
Komi, P.V. (1984). Physiological and biomechanical correlates of muscle function: effects of muscle
structure and stretch-shortening cycle on force and speed. Exercise Sport Science Reviews, 12,
81-121.
Van Gheluwe, B., et al. (1986). Muscle action and ground reaction forces in tennis. International
Journal of Sport Biomechanics, 2(2): 88-99.
271
ACAPS O3 - Toulouse
Communications affichées 5
Rapport cortisol/cortisone urinaire : nouveau marqueur hormonal de la charge
d’entraînement chez les triathlètes
1
C. Gouarné1, C. Groussard2, P. Delamarche2, A. Gratas-Delamarche2 & M. Duclos1
Laboratoire neurogénétique du stress, UMR1243, INSERMU471, Université Bordeaux2,
Institut Francois Magendie, Bordeaux
2
Laboratoire de physiologie et de biomécanique de l’exercice musculaire,
UPRES 1274, Université Rennes2
L’exercice musculaire constitue un stimulus puissant de l’axe hypothalamo-hypophyso-surrénalien.
Ainsi deux heures de course à pied à 65% de VO2max conduisent à une augmentation franche de la
cortisolémie per et post exercice [1]. Si la sécrétion des glucocorticoïdes a déjà été largement étudiée
chez le sportif lors d’un exercice, nous connaissons encore mal la sécrétion de ces hormones lors d’une
phase de récupération essentielle pour la performance, la phase nocturne. L’objectif de cette étude est
d’évaluer la sécrétion nocturne des glucocorticoïdes en fonction de la charge d’entraînement chez des
triathlètes.
Méthodes
Des prélèvements d’urines nocturnes et de salive au réveil (7h) et trente minutes après le réveil (7h30)
ont été effectués chez une population de 11 triathlètes de niveau régional, et chez 9 sujets sédentaires
(population témoin). Les prélèvements ont été réalisés en novembre, période de reprise de
l’entraînement pour les triathlètes (travail de type foncier) et en mars (période d’entraînement spécifique et intense préparant aux compétitions estivales). Les glucocorticoïdes urinaires ont été mesurés par
chromatographie liquide de haute pression, et le cortisol salivaire par dosage radioimmunologique.
Résultats
Les données anthropométriques des sujets sont présentées dans le Tableau 1.
Tableau 1
Triathlètes (n=11)
Sédentaires (n=9)
Age (années)
Poids (kg)
Taille (cm)
25.9±2.1
25.1±1.4
69.9±2.2
67.9±2.3
1.78±0.01
1.78±0.02
Masse grasse
(%)
14.0±1.0
15.5±1.1
VO2max
(ml/min/kg)
60.3±1.8
39.6±1.03
Au réveil, la concentration de cortisol salivaire (à 7h et à 7h30) ne varie pas entre novembre et mars
que ce soit chez les sédentaires ou chez les triathlètes, et il n’y a pas de différence entre les deux populations.
Lors de la période nocturne, l’excrétion urinaire de cortisol est augmentée au mois de mars par rapport
au mois de novembre chez les triathlètes (9.1 ± 1.6 µg/mg de créatinine/9h vs. 12.6 ± 2.3 µg/mg de
créatinine/9h, novembre vs. mars, p<0.05). A l’inverse, chez les sujets sédentaires on observe aucune
variation entre ces deux périodes. Cette augmentation du cortisol libre urinaire induit probablement
une augmentation de l’occupation des récepteurs aux glucocorticoïdes (GR) durant la nuit. Bien que le
cortisol ait un rôle majeur au niveau des processus anti-inflammatoires, on peut s’interroger sur les
effets métaboliques d’une sécrétion augmentée lors de la période nocturne. En effet, la nuit est une
phase essentielle permettant l’anabolisme protéique, et comme les effets cataboliques des glucocorticoïdes sont médiés par les GR, on peut penser que cette augmentation du cortisol libre urinaire pourrait s’avérer délétère au niveau musculaire s’il n’y pas de modifications de sensibilité hormonerécepteur. Un autre mécanisme de protection vis à vis de l’excès de cortisol est l’inactivation intracellulaire du cortisol en cortisone [2], mais cette inactivation intracellulaire n’est pas mis en évidence
chez nos triathlètes. En effet, nos résultats objectivent une production de cortisone identique entre
novembre et mars chez les triathlètes, alors que leur excrétion nocturne de cortisol est augmentée en
mars. Ainsi le rapport cortisol/cortisone augmente nettement entre novembre et mars chez les triathlètes (0.38 ± 0.10 vs. 0.70 ± 0.13, respectivement, p<0.005) alors que ce rapport reste stable chez les
sédentaires (0.40 ± 0.05 vs. 0.43 ± 0.09, respectivement, p>0.05).
Le ratio cortisol/cortisone est corrélé positivement à la charge d’entraînement des triathlètes (r2= 0.47,
p<0.05)(Figure 1), la charge d’entraînement étant mesurée selon la formule proposée par Banister et
ACAPS O3 - Toulouse
272
Communications affichées 5
coll.2. Une étude précédente réalisée dans notre laboratoire retrouve également cette corrélation sur
une population de nageurs [3].
1,6
r2 = 0.47
p< 0.05
1,4
Cortisol/Cortisone
1,2
1,0
0,8
0,6
0,4
0,2
0,0
0
200
400
600
800
1000
1200
Charge d'entraînement (unité abitraire)
Figure 1
Conclusion
L’augmentation de la charge d’entraînement chez des sujets triathlètes de bon niveau se traduit par une
augmentation du ratio cortisol/cortisone urinaire et ceci en l’absence de tout signe de surentraînement
(pas de diminution des performances de VO2max entre novembre et mars). Le ratio cortisol/cortisone
urinaire semble être bon marqueur endocrinien de la charge d’entraînement.
Références
[1] Banister, E.W., & Hamilton, C.L. (1985). Variations in iron status with fatigue modelled from
training in female distance runners. European Journal of Applied Physiology, 54, 16-23
[2] Duclos, M., Gouarné, C., & Bonnemaison, D. (2003). Acute and chronic effects on exercise on
tissue sensitivity to glucocorticoïds. Journal of Applied Physiology, 94(3), 869-75
[3] Seckl, J.R., & Walker, B.R. (2001). Minirereview : 11β-hydroxysteroid dehydrogenase type 1- a
tissue- specific amplifier of glucocorticoïd action. Endocrinolgy, 142, 1371-1376
[4] Chatard, J.C., Atlaoui, D., Pichot, V., Gouarné, C., Duclos, M., & Guezennec, Y.C. (2003). Suivi
de l’entraînement du nageur de haut niveau par questionnaire de fatigue, dosage hormonaux, et
variabilité de la fréquence cardiaque. Science et Sport, Sous Presse.
2
Charge d’entraînement = Nombre séances / sem * Durée séance en min *
FC Moy (bpm) – FCR (bpm)
FC Max (bpm) – FCR (bpm)
FC Moy : Fréquence cardiaque moyenne lors de la séance
FCR : Fréquence cardiaque de repos
FC Max : Fréquence cardiaque maximale
273
ACAPS O3 - Toulouse
Communications affichées 5
Influence de SaO2 sur FC pic en hypoxie aiguë chez des sujets entraînés
Olivier E. Grataloup, Josiane Castells & Henri Benoit
Laboratoire de Physiologie, G.I.P. Exercice, Sport et Santé. Université Jean Monnet. Saint Etienne
Les répercussions de l’altitude sur l’organisme font actuellement l’objet de nombreuses recherches qui
intéressent à la fois les physiologistes et les entraîneurs (athlètes-entraîneurs). Si l’effet de l’hypoxie
chronique sur la fréquence cardiaque pic (FC Pic) est relativement bien connu, les données de la littérature concernant la baisse de FC Pic en hypoxie aiguë sont très contradictoires.
En effet, il a été admis pendant très longtemps que FC pic n’était pas modifiée en hypoxie aiguë
(Cerretelli 1980). Or récemment, différentes études ont montré lors d’exercices réalisés à des altitudes
élevées, une baisse significative de FC Pic (Lundby et al. 2001, Benoit et al. 1995). Dans la même
optique, notre équipe a révélé plus récemment une corrélation entre la baisse de FC pic en hypoxie
aiguë et le niveau de SaO2 (correspondant à FC pic) chez des sédentaires (mesures effectuées à des
altitudes équivalentes de 3000, 3800, 4800 et 5400 m) (Benoit et al. 2003). Il semble donc que la
baisse de FC pic (∆FC pic) est dépendante du niveau de SaO2. Les résultats observés chez des sujets
entraînés aboutissent également à la même conclusion : lors d’exercices réalisés à une altitude élevée
(5400m), les sujets entraînés présentent une plus grande chute de FC pic associée à une désaturation
artérielle en O2 plus importante par rapport aux sujets sédentaires. Enfin pour une altitude plus faible
(3000m), les sujets sédentaires ne présentent pas de modification significative de FC pic, ce qui pourrait s’expliquer par une désaturation faible (Benoit et al. 2003).
Dans cette optique nous nous proposons d’étudier l’impact d’une hypoxie aiguë modérée (≈3000m)
sur FC pic chez des sujets entraînés. En effet il a été montré que la désaturation artérielle en O2 est
plus marquée chez les sujets entraînés par rapport aux sujets sédentaires pour des altitudes faibles
(Gore et al. 1996) ; ainsi si SaO2 détermine la baisse de FC pic en hypoxie aiguë, alors les sujets entraînés devraient présenter une plus importante chute de FC pic par rapport aux sujets sédentaires à
3000m.
Méthodes
& O 2 max. > 60 ml/min/kg) ont volontaiSujets. 9 sujets masculins sains très entraînés à l’endurance ( V
rement participé à ce protocole. Ils ont tous préalablement signé un consentement écrit approuvé par le
Comité Consultatif de Protection des Personnes dans la Région Rhône-Alpes Loire. L’âge, la taille et
le poids moyens de ces sujets étaient respectivement de 23,7 ± 4,71 ans, 180 ± 3,59 cm et 67,6 ± 3,09
kg.
& O2 max. sur bicyclette ergoméEpreuve. Tous les sujets ont réalisé deux tests d’exercice amenant à V
trique (Monark, 829E, Varberg, Sweden). Le premier test fut accompli en normoxie, et le second en
hypoxie normobarique (FIO2 = 0,15). Pendant les épreuves les sujets n’avaient pas connaissance des
conditions du test (simple aveugle). La charge fut progressivement et continuellement augmentée
(0,333 W/min/kg) jusqu’à épuisement. Les valeurs pics des différents paramètres sélectionnés ont été
considérées comme maximales si et seulement si 3 des 4 critères présentés ci-dessous furent atteints :
&
1) arrêt de l’effort malgré les encouragements, 2) identification d’un plateau de VO 2 (augmentation de
& O2
V
pendant les 90 dernières secondes, inférieure ou égale à la moitié de l’augmentation obtenue
jusqu’aux 90 dernières secondes) malgré l’augmentation de la charge, 3) une concentration en lactate
sanguin 3 minutes après l’arrêt de l’exercice ≥9mmol/l et 4) un quotient respiratoire ≥1,10. En accord
avec l’hypothèse de travail, nous avons choisi d’exclure le critère de la fréquence cardiaque maximale
théorique (220 – l’age ± 10%).
Analyses. Le débit ventilatoire ainsi que les fractions expirées et inspirées instantanées en O2 et CO2
ont été analysés cycle à cycle par l’intermédiaire d’un système d’analyse automatique (Medgraphics,
CPX/D system). La fréquence cardiaque a été enregistrée continuellement via un électrocardiogramme
(Marquette Hellige). La saturation artérielle en O2 a été mesurée par un oxymètre de pouls placé au
niveau du lobe de l’oreille (Satelite, Datex, Helsinki, Finland).
Enfin pendant la période de repos et 3 minutes après l’arrêt de l’exercice, 40µl de sang ont été prélevés, afin de mesurer la concentration en lactate sanguin.
ACAPS O3 - Toulouse
274
Communications affichées 5
Analyse statistique. Les données sont présentées par la moyenne ± l’écart type (S.D.). Les différences
de valeurs entre la normoxie et l’hypoxie ont été analysées par l’intermédiaire d’un test de Student.
Les tests possédant une P-value <0,05 ont été considérés comme étant statistiquement significatifs.
Résultats
Moyennes ± S.D. des différents paramètres maximaux sélectionnés durant les épreuves en normoxie et hypoxie.
Paramètres
FC pic (bpm)
SaO2 (%)
& O2 max. (ml/min)
V
Puissance maximale (W)
Lactate (mmol/l)
Sujets entraînés
Exercice maximal sur rampe (n=9)
Normoxie
Hypoxie
185,9±7,6
181,3±8,7**
93±3
79±6***
4319,7±278,8
3560,0±222 ***
391,6±25,1
341±32***
12,2±2,6
11,8±2
Différences entre normoxie et hypoxie : niveau de signification : **p<0,01, ***p<0,001
Discussion
& O2 max. (-17,6%) à 3000m. Cette diminution de
Les résultats montrent une baisse significative de V
l’aptitude aérobie chez des athlètes est plus importante que celle observée chez des sujets sédentaires
(Benoit et al. 2003, Martin and O'Kroy 1993).
Toutefois le principal résultat de cette étude est la baisse significative de la fréquence cardiaque pic en
& O2 max. En effet cette baisse significative
hypoxie aiguë modérée (≈3000m) chez des sujets à haut V
de FC pic (- 4,5 bpm) n’avait pas été observée chez des sujets sédentaires par Benoit et al. (2003) ; de
plus cette baisse chez les athlètes est associée à une réduction plus importante de SaO2 (-14% vs 11%). La baisse plus importante de SaO2 et de FC pic en hypoxie aiguë pourraient ainsi expliquer la
& O2 max. chez les sujets entraînés.
réduction plus ample de V
Ces résultats confirment donc les résultats de Benoit et al. (2003) à 5400 m et par la même notre hypo& O2 max. pourrait influencer FC pic en hypoxie aiguë.
thèse à savoir que le niveau de SaO2 à V
Références
Benoit, H., Busso, T., Castells, J., Denis, C., & Geyssant, A. (1995) Influence of hypoxic ventilatory
response on arterial O2 saturation during maximal exercise in acute hypoxia. European Journal
of Applied Physiology and Occupational Physiology, 72, 101-5.
Benoit, H., Busso, T., Castells, J., Geyssant, A., & Denis, C. (2003) Decrease in peak heart rate with
acute hypoxia in relation to sea level VO2max. European Journal of Applied Physiology, 26, 26.
Cerretelli, P. (Ed.) (1980) Gas exchange at high altitude. Pulmonary Gas Exchange. New York, Academic Press.
Gore, C.J., Hahn, A.G., Scroop, G.C., Watson, D.B., Norton, K.I., Wood, R.J., Campbell, D.P., &
Emonson, D.L. (1996) Increased arterial desaturation in trained cyclists during maximal exercise at 580 m altitude. Journal of Applied Physiology 80: 2204-10.
Lundby, C., Araoz, M., & van Hall, G. (2001) Peak heart rate decreases with increasing severity of
acute hypoxia. High Altitude Medicine & Biology, 2, 369-76.
Martin, D., & O'Kroy, J. (1993) Effects of acute hypoxia on the VO2 max of trained and untrained
subjects. Journal of Sports Sciences, 11, 37-42.
275
ACAPS O3 - Toulouse
Communications affichées 5
Utilisation des méthodes directe et indirecte pour comparer les tests navette
Léger-Lambert et Léger-foot dans l’évaluation du footballeur
H. Jullien, V. Amiard, C. Manouvrier & S. Ahmaidi
Laboratoire de Recherches “EA 3300 : APS et Conduites motrices : Adaptations et Réadaptations”,
Faculté des Sciences du Sport, Université de Picardie Jules Verne, Amiens
La création du test technico-physiologique Léger-foot (H. Jullien et col, 2000) a mis en évidence le
besoin pour les joueurs testés d’être évalué dans la motricité spécifique du footballeur. La présence
indispensable du ballon inhérente à la logique interne de l’activité, conforte le chercheur dans la voie
de recherche des conditions du test les plus appropriées aux particularismes techniques de l’activité
sportive (Cazorla et Farhi, 1998). Le but de cette évaluation est de mesurer objectivement et simultanément les paramètres techniques et physiologiques du footballeur dans une même épreuve. La méthode directe sur le terrain fournira les valeurs des paramètres physiologiques du sujet que nous comparerons à ceux de la méthode indirecte de terrain appliquée au test Léger-Lambert et au test Légerfoot. L’hypothèse de ce travail est de mettre en évidence la différence de la dépense énergétique (due
au ballon) entre ces deux tests (Bangsbö, 1994).
Méthode
A la fin de chaque test, l’athlète indique sur une échelle de Borg (1982) le degré de pénibilité de la
tâche accomplie. Les tests de terrain sont réalisés sur une surface en herbe.
Méthode directe
Les paramètres enregistrés sont la fréquence cardiaque maximale (Fc), la consommation maximale
d’oxygène (VO2 max), la vitesse maximale aérobie (VMA), les débits d’air expiré et la fraction
d’oxygène consommée, la valeur de la perception subjective de la difficulté de l’effort par l’échelle de
Borg.
Méthode indirecte
Le numéro du dernier palier atteint, le nombre et la nature des fautes techniques réalisées sur le parcours du Léger-foot et l’ensemble des paramètres prélevés en méthode directe.
Le coût énergétique a été calculé d’une part en utilisant la formule (C=PxV) de Riché (1994) et d’autre
part celle (5,1+ 6,829V+5,1V2) de Cazorla et Col (1990).
Statistiques
Les valeurs sont exprimées par leur moyenne et leur écart-type. Les comparaisons entre les groupes
selon la nature du test effectué furent réalisées par une analyse de variance (ANOVA). Le seuil de
significativité a été fixé à p≤ 0,05.
Résultats
A titre d’exemple, le tableau présente les valeurs des paramètres prélevés lors des mesures directes aux
tests Léger-Lambert (LL) et Léger-foot (LF).
Dix adolescents scolarisés dans une section sport-études football, d’un âge moyen de 17,1 ± 0,7 ans,
d’un poids de 67,6 ± 3 kg et d’une taille de 175,9 ± 5,9 cm ont été testés sur les trois épreuves.
Matériel
Chaque joueur testé lors de chaque épreuve est équipé d’un cardio- fréquencemètre de type Polar, d’un
podomètre digi Sports. Lors des épreuves directes sur le terrain, le sujet est équipé d’une unité réceptrice (Cosmed K4). La méthode indirecte s’appuie sur le numéro du palier atteint en fin d’effort lors
des deux tests et de sa correspondance dans les abaques de Léger aux valeurs de VMA, de VO2 max.
ACAPS O3 - Toulouse
276
Communications affichées 5
Sujets
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
X et δ
N°de palier
LL
11
9,5
12
9,5
11
10,5
10
11,5
12
9
10,6±
1,0
LF
6,5
3,5
7
6
4,5
5
4
6
5,5
4,5
5,2
± 1,1
VO2 max
(ml.kg-1.min-1)
LL
LF
64,62 81,88
56,72 56,11
77,56 81,58
66,53 68,49
65,31 55,96
60,1
61,49
68,48 69,25
73,83 67,11
56,62 56,15
49,52 69,47
63,9
66,4
± 8,4
± 7,3
Fc max
(puls.min-1)
LL
LF
190
182
175
174
200
197
191
189
200
182
187
182
189
176
201
191
189
176
191
191
191 182,9
± 8 ± 9,5
VMA
(km.h-1)
LL
LF
13,5
11,3
12,8
9,8
14
11,5
12,8
11
13,5
10,3
13,3
10,5
13
10
13,8
11
14
10,8
11,5
10,3
13,2
10,6
± 0,7
± 0,5
Dépense énergéEchelle de
tique (kcal)
Borg
LL
LF
LL
LF
110
49
93
85
72
38
92
86
74
64
86
72
94
68
63
78
90
69
94
82
97
49
78
52
99
25
82
78
95
49
74
72
117
42
78
76
92
44
74
65
94
49,7
74,6
80,9
± 13,3 ± 13,9 ± 10,1 ± 9,8
Discussion et conclusion
Le léger-foot permet le calcul d’une dépense énergétique représentative de l’activité football. VO2 et
dépense énergétique obtenus au LL et au LF sont pratiquement identiques dans les 2 méthodes. Il
existe cependant une différence au niveau des paliers atteints. Pour qu’il y ait correspondance entre le
palier atteint au LL et celui du LF, il faut multiplier par 1,75 la valeur de ce dernier, et par 1,25 la
VMA obtenue. Ces coefficients multiplicateurs permettent lors du LF par méthode indirecte d’utiliser
les abaques de Léger et d’obtenir par ce test spécifique les valeurs réelles des paramètres physiologiques du sujet.
La prise en compte du nombre et de la nature des fautes techniques relevées durant le parcours nous
permettra de moduler les résultats obtenus.
La perspective de ce travail est de corréler les valeurs physiologiques avec le nombre et la nature des
fautes techniques réalisées afin de discriminer plus finement la valeur technique d’un joueur de ses
capacités athlétiques.
Références
Bangbö, J. (1994). Energy demands in competition soccer. Journal of Sports Sciences. 5-12.
Cazorla, G., Léger, L., & Marini, J.F. (1990). Evaluation de la fonction aérobie en laboratoire et sur le
terrain. Evaluation en Activité Physique et en Sport. Actes du Colloque International de la
Guadeloupe (pp. 77-102).
Cazorla, G., & Fahri, A. (1998). Exigences physiques et physiologiques. Revue EPS, 273, 60-66.
Jullien, H., Amiard, V., & Ahmaidi, S. (2000). Le test navette de 20 m adapté au football: un indicateur du potentiel physiologique et des habiletés techniques du joueur. Revue STAPS, 52, 7-18.
Léger, L., & Lambert, A. (1981). A maximal multistage 20m shuttle run test to predict VO2 max. European Journal of Applied Physiology, 49, 1-12.
Riché, D. (1994). Guide nutritionnel des sports d’endurance (pp. 5-17). Paris: Vigot.
277
ACAPS O3 - Toulouse
Communications affichées 5
Elaboration d’un simulateur de windsurf :
Analyse de l’activité électromyographique des muscles de l’avant-bras et de l’équilibre
en planche à voile
1
Barbara Leszczynski1, Cédric Marthe2 & Philippe Campillo1
Université de Lille 2, Faculté des Sciences du Sport et de l’Éducation Physique,
Laboratoire d’Etudes de la Motricité Humaine (LEMH), Lille
2
Hautes Etudes Industrielles, Lille
Dans le petit monde des windsurfers, une phrase revient sans cesse : « …mais je tétanise… », en effet,
un des facteurs limitant la performance en windsurf est l’apparition de douleurs musculaires au niveau
des avant-bras (Loquet, 1983). Un autre aspect de la pratique de ce sport, est l’instabilité et la recherche permanente d’équilibre par le pratiquant. En effet, pour être performant, le windsurfer doit être en
symbiose avec sa planche, et donc s’adapter à tous les mouvements et les contraintes dus aux vagues
et aux vents. Dans un premier temps, l’étude est centrée sur la réalisation d’un simulateur de windsurf,
depuis l’utilisation simultanée de trois instruments de mesures : un portique de musculation type Berenice à commande électronique, une plate-forme de force Kistler et un système d’acquisition électromyographique. La deuxième étape fut la mise en place d’un protocole expérimental pour répondre à la
problématique de l’influence du diamètre du wishbone sur la technique de windsurfers en analysant les
bouffées de signaux électromyographique, les caractéristiques du centre de pression et les données du
Berenice.
Méthode et protocole
L’étude a été réalisée sur 5 windsurfers volontaires (Age 22,4±2,7 ans ; masse 68,8±7,2 kg ; taille
1,74±0,12 m) de niveau régional sensiblement égal et s’est déroulée en deux étapes. Un test de posturologie a été réalisé (3 fois 15’’ selon les modalités yeux ouverts et yeux fermés). Il permet d’analyser
les caractéristiques cinétiques du centre de pression et donc de visualiser les techniques de maintient
de l’équilibre en statique. La seconde étape se décompose en 6 passages sur le simulateur ( figure 1),
un passage correspondant à une force de vent et un diamètre de wishbone, sachant qu’il y a deux forces de vent (15 et 25 Kg) et trois diamètres de wishbone (28 mm, 30 mm et 32 mm) déterminés par
questionnaire auprès de pratiquants.
Lors d’un passage sur le simulateur, d’une durée de 2 minutes, le véliplanchiste va devoir adopter 4
positions de mains différentes (2 positions par main : supination ou pronation), et ceci de manière
aléatoire pour éviter les effets d’ordre.
Figure 1. Vue en perspective du simulateur terrestre de planche à voile.
ACAPS O3 - Toulouse
278
Communications affichées 5
Résultats et Discussion
L’objectif de notre étude consistait dans un premier temps, à élaborer et vérifier la validité de notre
simulateur terrestre de planche à voile, en recréant en laboratoire un environnement et des contraintes
s’exerçant sur le windsurfer les plus proches possibles de la réalité. Dans un deuxième temps, nos
objectifs étaient de mettre en évidence une position des mains sur le wishbone, la plus économique
pour l’activité des muscles des avant-bras, notamment les fléchisseurs des doigts, mais également
d’étudier la posture et l’équilibre du windsurfer.
L’analyse des bouffées électromyographiques montre que la position la plus économique obtenue,
l’est pour une préhension du wishbone de type supination pour les deux mains (figures 2 et 3). Cependant cette préhension ne semble pas être particulièrement utilisée par les windsurfers en référence au
questionnaire édité en début d’étude. Une confirmation de cette position économique des mains engendrerait des reconsidérations de la part des windsurfers afin d’optimiser leurs performances.
En ce qui concerne l’étude des différents diamètres de wishbone, nous avons dégagé de manière significative (P<0.01) que le plus petit diamètre, c’est-à-dire celui de 28 mm permettait un plus grand
confort musculaire de navigation (figure 4). Ceci a un intérêt non seulement pour les utilisateurs mais
également pour les constructeurs et les designers de matériel qui y trouveront des informations aidant
leurs choix d’innovation.
Les résultats restent à approfondir notamment pour analyser les techniques de rééquilibration utilisées
par le windsurfer selon les niveaux de pratique et différents modèles d’interprétations (Gagey, Bizzo,
Ouakine & Weber, 1999).
Taille et préhension du wishbone où l'activité
musculaire est la plus faible (%)
Taille et préhension du wishbone où l'activité
musculaire est la plus faible (%)
70
70
60
60
50
50
40
40
30
20
30
20
10
10
0
28
30
32
S;S
P;P
S;P
0
28
P;S
30
32
S;S
P;P
S;P
P;S
Diamètre du wishbone (mm)
Diamètre du wishbone (mm)
Type de préhension du wishbone (main avant; main arrière en pronation (P) ou
supination (S)
Type de préhension du wishbone (main avant; main arrière en pronation (P) ou
supination (S)
Figure 2. Résultats de l’étude électromyographique, force 15 kg.
Figure 3. Résultats de l’étude électromyographique, force 15 kg.
Avant-bras arrière.
Diamètre du wishbone correspondant aux plus faibles
f variations
i
du déplacement du centre de pression (%)
i ( %)
45
40
35
30
25
20
15
10
5
0
28
30
32
28
30
32
Diamètre du wishbone (mm)- Force 15 Kg
Diamètre du wishbone (mm)- Force 25 Kg
Figure 4. Résultats de l’étude posturologique, sujet en stabilisation.
Références
Gagey, P.M., Bizzo, G, Ouakine, M, & Weber, B. (1999). Deux modèles mécaniques de stabilisation posturale : la tactique du centre de gravité et la tactique du centre de pression. http://www. perso.clubinternet.fr/pmgagey/TactiqueDuPied.htm.
Loquet, H. (1983). Etude électromyographique sur simulateur de la pratique de la planche à voile. Thèse
de doctorat en médecine non publiée. Université de Lille, Lille.
Meurgey, B. (1994). Electromyographie globale et individualisation de l’entraînement. Science et Sports, 9,
19-25.
279
ACAPS O3 - Toulouse
Communications affichées 5
.
Différences métaboliques entre deux séances d’Interval Training à vVO2max en natation
S. Libicz, B. Roels & G. P. Millet
Faculté des Sciences du Sport, Montpellier
.
.
La vitesse associée à VO2max (vVO2max) est un des principaux déterminants de la performance en course à
pied pour des distances allant du demi-fond (1500m ; Lacour et al. 1990) jusqu’au semi-marathon (21,1
Km ; Billat et al. 1999) et est la vitesse de référence dans l’élaboration des entraînements d’endurance en
vue de l’amélioration de la performance de l’athlète (Hill et Rowell 1996). L’entraînement intermittent (IT)
est reconnue comme étant une méthode permettant d’améliorer la puissance aérobie des athlètes
d’endurance (Astrand et al.1960 ; Billat et al. 2001 ; Millet et al. 2003).
En natation, les réponses physiologiques lors de séances d’IT sont encore mal connues à ce jour. Jusqu’à
.
présent, les mesures de VO2 ont été effectuées soit en situation de nage ‘attachée’ (Magel et al., 1975), soit
.
en rétro-extrapolant les valeurs de VO2 de récupération post-exercice (Montpetit et al., 1981), soit dans un
‘flume’ (Demarie et al., 2001), soit en utilisant des chariots suivant le déplacement du nageur (Chatard et
al., 1990). Depuis peu, un dispositif permet d’utiliser un appareil de mesure en cycle-à-cycle en situation de
nage (Aquatrainer®, Cosmed, Rome, Italie).
Le but de notre étude était de comparer deux types de travail d’IT en natation. Notre hypothèse était que
suivant la fraction de travail, les athlètes évolueront plus ou moins longtemps à des valeurs proches de leur
.
VO2max.
Méthode
Dix triathlètes de niveau régional ont participé à cette étude. Les athlètes ont effectué en crawl dans une
.
piscine de 50 m : 1/ un test progressif maximal de 5 x 200 m ; 2/ deux séances d’IT à vVO2max : 8 x 100 m r
=30 s vs. 16 x 50 m r=15 s. Les échanges gazeux étaient mesurées par le K4b2 couplé à l’Aquatrainer. Les
distances et récupération étaient identiques dans les 2 séances d’IT. Les vitesses de nages étaient imposées
à l’aide d’un système audio (Aquapacer, Bristol, Angleterre). Les paramètres pris en compte lors des diffé.
rentes épreuves étaient : fréquence et longueur de cycle, vitesse, temps/50m, RPE (Echelle de Borg ), VO2,
VE, FC. Les différences entre les 2 séances d’IT étaient testées par une ANOVA mesures répétées.
Résultats
.
.
Les valeurs maximales de VO2 enregistrées dans les trois séances (VO2 pic) n’étaient pas différentes (52,3 ±
9,9 ; 52,4 ± 4,3 ; 51,1 ± 3,7 pour respectivement le 5 x 200m , 8 x 100 et 16 x 50) (Tableau 1).
Tableau 1. Caractéristiques des sujets
SUJETS
Moy
SD
N=10
Ages
Poids
VO2max
FCmax
VO2 Pic 8x100
Année
Kg
ml min Kg
bpm
ml min Kg
22,8
±4,1
72,3
±6,6
52,3
±6,9
175
±9,5
52,4
±4,3
.
.
-1
.
.
VO2 Pic 16x50
-1
.
.
ml min Kg
-1
. -1
ms
51,0
±3,7
.
vVO2max
1,21
±0,06
.
Consommation maximale d’O2 (VO2max ), fréquence cardiaque maximale relevée lors de l’épreuve d’effort (FCmax), pics de VO2 relevés lors des
.
.
8x100 et 16x50 (VO2Pic), Vitesse de nage relevée lors du dernier palier de l’épreuve d’effort (vVO2max max).
.
Le second résultat est que les durées passées à des valeurs supérieurs à 95% VO2max ou FCmax n’étaient pas
différentes entre les deux séances d’IT. 95% (Figure 1).
.
.
Durée (s)
Figure 1. Durée passée à > 95% VO2max et de FCmax lors des deux sessions d’IT (8x100 r 30s et 16x50 r15s à vVO2 max).
400
350
300
250
200
150
100
50
0
8x100 r30s
16x50 r15s
>95% VO2max
ACAPS O3 - Toulouse
>95% FCmax
280
Communications affichées 5
Discussion
Que ce soit sur des fractions de 50 ou de 100m (41,3 ± 2,1 vs 82,6 ± 4,2 s ), des valeurs maximales sont
.
atteintes et les durées passées à >85, >90 et >95% de VO2max sont identiques malgré les fractions d'effort
différentes. Inversement, en course à pied, Millet et al. (2003) ont montré une différence de durée passée à
.
>90% VO2max entre des séances d'IT ayant des fractions de 30 s et de 1 min; les séances avec des fractions
.
longues induisant une durée plus importante. Demarie et al. 2001 ont suggéré que la cinétique de VO2 était
différente en natation par rapport aux autres locomotions terrestres : l'amplitude de la composante lente de
.
VO2 était plus prononcée en natation qu'en cyclisme ou en course à pied. Néanmoins, à ce jour, les mécanismes sous-jacents des différences observées restent indéterminées. Les séances d'IT de cette étude ayant
.
été réalises à vVO2max il est probable que la phase primaire ait été très rapide; donc que les nageurs aient
.
atteint très rapidement des valeurs proches de VO2max. Ceci permettrait donc d'expliquer qu'il n'y ait pas de
différence significative entre les différentes fractions d'effort.
En natation, d'autres facteurs (e.g. l'efficacité propulsive; résistances actives à l'avancement…) ont une
influence majeure sur les réponses physiologiques (Chatard et al. 1990, Toussaint et al. 1988). Toussaint et
al. (1990) ont montré que le coût mécanique total en natation (W) était la résultante de plusieurs facteurs :
les résistances de traînée (Wd) et l'ensemble de l'énergie dépensée pour produire une action sur l'eau (Wk) :
W = Wd + Wk
Le niveau technique des nageurs semble donc pouvoir être un facteur pouvant influencer la rapidité de la
.
cinétique de VO2. De plus Di Prampero et al. (1986) ont montré que des nageurs avec un niveau technique
.
élevé avait des valeurs de VO2 plus basse que des nageurs de niveaux techniques plus faibles pour des distances nagées identiques.
.
En conclusion, les réponses de VO2 en natation ne sont pas différentes entre des séances d'IT avec des frac.
tions d'effort de 50 ou de 100 m. Ceci suggère que les paramètres temporels de la cinétique de VO2, en
particulier ceux de la phase primaire, seraient différents de ceux rapportés en course à pied sur le même
.
type de séances. En perspective, l'analyse in situ de la cinétique de VO2 en natation est à envisager.
Références
Astrand, I., et al. (1960). Circulatory and respiratory adaptations to severe muscular work. Acta Physiologica Scandinavica, 50, 254-258.
Billat, V., et al. (1999). The role of cadence on the VO2 slow component in cycling and running in triathletes. International Journal of Sports Medicine, 20, 429-437.
Billat ,V. (2001). Interval training for performance: a scientific and empirical practice. Special recommendations for middle- and long-distance running. Part II: anaerobic interval training. Sports Medicine,
31, 75-90.
Chatard, J.C., et al. (1990). The contribution of passive drag as a determinant of swimming performance.
International Journal of Sports Medicine, 11, 367-372.
Demarie, S., et al. (2001). The VO2 slow component in swimming. European Journal of Applied Physiology, 84(1-2), 95-9.
di Prampero, P. (1986). The energy cost of human locomotion on land and in water. International Journal
of Sports Medicine, 7, 55-72.
Hill, D., & Rowell, A. (1996). Running velocity at VO2max. Medicine & Science in Sports & Exercise, 28,
114-119.
Lacour, J., et al. (1990). The energetics of middle-distance running. European Journal of Applied Physiology and Occupational Physiology, 60, 38-43.
Magel, J., et al. (1975). Specificity of swim training on maximal oxygen uptake. Journal of Applied Physiology, 38, 151-5.
Millet, G., et al. (2003). Effects of increased intensity of intermittent training in runners with differing VO2
kinetics. European Journal of Applied Physiology, (in press).
Montpetit, R., et al. (1981). VO2 peak during free swimming using the backward extrapolation of the O2
recovery curve. European Journal of Applied Physiology, 47, 385-91.
Toussaint, H., et al. (1988). Propelling efficiency of front-crawl swimming. Journal of Applied Physiology,
65, 2506-2512.
Toussaint, H., et al. (1990). The mechanical efficiency of front crawl swimming. Medicine & Science in
Sports & Exercise, 22, 402-408.
281
ACAPS O3 - Toulouse
Communications affichées 5
Analyse du métabolisme osseux au cours d’une saison de triathlon
L. Maïmoun1-2, O. Galy3, J. Manetta4, O. Coste5, E. Peruchon6, J.P. Micallef6,
D. Mariano-Goulart7, I. Couret7, C. Sultan8 & M. Rossi7
1
Groupe de Recherche Interdisciplinaire Sur le Métabolisme Osseux (GRISMO), Montpellier
2
Centre Propara, Montpellier
3
Laboratoire Acte, UFR-STAPS, Université Antilles-Guyane, Pointe-à-Pitre
4
Service Central de Physiologie Clinique (CERAMM), CHU Lapeyronie, Montpellier
5
Laboratoire de Physiologie des Interactions, Service Central de Physiologie Clinique,
CHU Arnaud de Villeneuve, Montpellier
6
INSERM, Montpellier
7
Service de Médecine Nucléaire, CHU Lapeyronie, Montpellier
8
Service d'Hormonologie du Développement et de la Reproduction,
CHU Lapeyronie et Unité d'Endocrinologie Pédiatrique, CHU Arnaud de Villeneuve, Montpellier
Cette étude longitudinale avait pour but d’évaluer les effets d’une saison de triathlon sur le métabolisme osseux et sur le statut hormonal. Sept triathlètes compétiteurs hommes (âge moyen 19,3 ans,
rangs 18-20) pratiquant cette discipline depuis 5,0 ± 0,3 ans ont été évalués deux fois durant la saison:
au début de la phase d’entraînement et 32 semaines plus tard (Tableau 1). La densité minérale osseuse
(DMO) globale et régionale étaient déterminées par absorptiométrie biphotonique à rayon-X, tandis
que le remodelage osseux était estimé par l’analyse de marqueurs biochimiques spécifiques de la formation [phosphatase alcaline osseuse (PAO), ostéocalcine] et de la résorption osseuse [C-télopeptide
du collagène de type I urinaire]. De plus, les hormones sexuelles, calciotropes et somatotropes étaient
aussi analysées. Après 32 semaines, une augmentation significative de DMO était observée au niveau
de la colonne lombaire (1,9%; p=0,031) et du crâne (3,1%; p=0,048), tandis qu’aucune variation
n’était mise en évidence pour le corps total, l’extrémité supérieure du fémur proximal ou le radius
(Tableau 2). En ce qui concerne les marqueurs biochimiques osseux (Tableau 3), seule la concentration de PAO était modifiée (-23,2%; p=0,031). Les concentrations de 1.25 (OH)2D3, IGF-1 et l’index
d’IGF-1 libre (IGF-1/IGFBP-3) augmentaient respectivement de 18,3% (p=0,047), 29% (p=0,048),
33% (p=0,011), tandis que les concentrations de PTH, testostérone, IGFBP-3 et cortisol restaient inchangées. En conclusion, une saison de triathlon affecte peu la DMO globale et régionale, bien qu’un
ralentissement de l’activité de formation osseuse ait été observé. Aucune variation des concentrations
hormonales pouvant altérer le métabolisme osseux n’était mise en évidence.
Tableau 1 : Caractéristiques des triathlètes
Données
Etat de base
Poids (kg)
IMC (kg*m-2)
Masse grasse (%)
Masse maigre (kg)
VO2max (ml*kg-1*min-1)
67,9 (4,7)
21,8 (1,6)
11,2 (2,3)
57,5 (4,5)
62,7 (2,5)
32 semaines
d’entraînement
68,0 (5,7)
21,7 (1,5)
11,1 (1,8)
57,7 (4,7)
62,0 (3,0)
Les données sont présentées par la moyenne (écart-type). Index de masse corporelle (IMC).
ACAPS O3 - Toulouse
282
Communications affichées 5
Tableau 2. Densité minérale osseuse (DMO ; g.cm-2)
Site de mesure
Corps entier
ESFP
Col du fémur
Trochanter
Intertrochanter
Colonne lombaire
Radius
Crane
Etat de base
32 semaines
d’entraînement
P
1,180 (0,089)
1,118 (0,057)
1,040 (0,064)
0,885 (0,095)
1,259 (0,086)
1,055 (0,116)
0,596 (0,029)
1,875 (0,340)
1,189 (0,077)
1,112 (0,060)
1,065 (0,068)
0,879 (0,094)
1,264 (0,074)
1,075 (0,128)
0,599 (0,030)
1,933 (0,335)
0,218
0,625
0,562
0,998
0,687
0,031
0,296
0,048
Les données sont présentées par la moyenne (écart-type). Extrémité supérieure du fémur proximal (ESFP)
Table 3. Hormones calciotropes sexuelles, somatotropes et marqueurs du remodelage osseux
Paramètres biologiques
Hormones
1.25(OH)2D3 (pg.ml-1)
Parathormone (pg.ml-1)
Testostérone (nmol.l-1)
IGF-1 (ng.ml-1)
IGFBP3 (ng.ml-1)
IGF1/IGFBP3
Cortisol (nmol.l-1)
Marqueurs du remodelage
CTX (µg.mmol-1Cr)
OC (ng.ml-1)
PAO (ng.ml-1)
Etat de base
32 semaines
d’entraînement
P
Valeurs de
références
39,7 (7,0)
20,2 (3,2)
18,6 (4,8)
444,4 (64,6)
2850,2 (245,9)
0,15 (0,01)
420,5 (158,9)
47,0 (10,0)
16,7 (4,9)
17,8 (2,1)
573,4 (75,8)
2930,2 (211,4)
0,20 (0,03)
501,0 (74,6)
0,047
0,343
0,999
0,048
0,187
0,011
0,625
20-66
10-55
11-35
100-500
2000-4500
276-607
260,1 (52,1)
25,8 (7,8)
23,7 (8,7)
309,4 (70,9)
0,187
27,1 (5,9)
0,843
18,2 (9,7)
0,031
71-279
5-20
4-15
Les données sont présentées par la moyenne (écart-type). 1.25(OH) vitamin D (1.25(OH) D), ostéocalcine (OC), phosphatase alcaline
2
osseuse (PAO), C-telopeptide du collagène de type I urinaire(CTX), créatinine (C).
283
2
ACAPS O3 - Toulouse
Communications affichées 5
Les effets d’un programme d’entraînement sportif sur les rythmes biologiques
et la qualité du sommeil en condition extrême : exemple du travail régulier de nuit
1
Benoit Mauvieux1, Bruno Sesboue2 & Damien Davenne1
Centre de Recherches en Activités Physiques et Sportives (CRAPS, UPRES EA 2131)
UFR STAPS, Caen
2
Institut Régional de Médecine du Sport (IRMS), CHU de Caen
Le but de cette étude est de mettre en évidence les effets d’un programme d’entraînement sportif sur la
résistance et la persistance du rythme circadien de la température (T°) ainsi que sur la qualité du sommeil chez des ouvriers travaillant régulièrement de nuit.
La situation contradictoire qu'exerce le travail de nuit sur le fonctionnement biologique de l'homme va
à l'encontre de sa spécificité diurne (Weibel et al., 1999). Notre étude ne remet pas en question le travail de nuit, ce n’est pas le rôle des STAPS. Elle tente simplement d’apporter une solution naturelle et
non médicamenteuse par l’entraînement sportif pour faciliter l’adaptation de l’homme à un environnement extrême sur son fonctionnement biologique.
Les études sur le travail de nuit montrent que la plupart des fonctions biologiques sont affectés : la
période circadienne varie en deçà et au-delà de 24 heures, amplitudes, qualité du sommeil et sécrétions
hormonales sont diminués…(Reinberg et al., 1988). L’absence de synchroniseur externe rend en effet
difficile le fonctionnement de l’horloge interne. Ainsi, il existe une désynchronisation entre
l’environnement extérieur et ces rythmes biologiques (Benoit et al., 1988).
D’autre part, l’entraînement sportif accentue les amplitudes de la plupart des fonctions, les périodes
sont plus difficilement perturbées dans le cas de situations extrêmes (travail de nuit, jet-lag, privation
de sommeil) et les rythmes biologiques montrent une plus grande stabilité (Reilly et al., 1997).
Méthode
Pour répondre à nos hypothèses, des sujets sédentaires travaillant la nuit au sein du groupe PSA Peugeot Citroën Automobiles ont été retenus pour cette étude. Après une session d’évaluation du rythme
de la T°, de la qualité actimétrique du sommeil pendant un cycle complet de travail de nuit et à un test
d’effort pour déterminer le niveau initial d’aptitude physique ( V& O 2 max.), les sujets ont participé pendant 12 semaines à un programme d’entraînement sportif (natation et aqua-gym, course à pied, bike &
run, ergocycle à ramer et musculation). Suite à ce programme, test d’effort, enregistrements des rythmes biologiques de la T° et de la qualité du sommeil ont été de nouveau mis en place.
Cependant, dans la recherche en Chronobiologie, la représentation des rythmes ne semble pas encore
proposer d’analyses fiables. Ainsi, une réflexion méthodologique précise et détaillée a été utilisée afin
de déterminer les périodes du rythme de la T°. Diverses méthodes d'analyses spectrales ont été utilisées dans la recherche des périodes dont le Spectre Elliptique Inverse. Une étude actimétrique complémentaire a permis d'évaluer les effets de l'entraînement sportif et sa répercussion sur le sommeil.
Résultats – discussion
Nos résultats pré test montrent que les composantes du rythme de la T° sont atténués lors du travail de
nuit et que les sujets montrent de grandes difficultés pour "bien dormir".
A la suite de la période d’entraînement, de nombreuses différences sont enregistrées. Les sujets ont
tout d’abord nettement amélioré leur condition physique. On remarque aussi une persistance de fluctuation de la T°: l’amplitude reste importante, la période se stabilise et la modélisation des rythmes et
de meilleure qualité. On constate aussi que l’heure de l’acrophase de T° intervient non plus en début
de poste (vers 23 heures en pré-entraînement) mais vers 04 heures du matin suite au programme
d’entraînement. Ainsi, alors que les sujets s’endormaient sur une fluctuation montante de T° avant la
période d’entraînement, ils se couchent avec une fluctuation de T° qui descend jusqu’à la batyphase en
post test. Il semble donc que l’activité physique, en apportant un synchroniseur supplémentaire permette une synchronisation sur un rythme davantage nocturne. Le caractère stable et persistant du
rythme de T° des sportifs, observé dans d’autres conditions, semble se confirmer (Meney et al., 1998).
On remarque aussi que le reflet actimétrique du sommeil devient plus qualitatif à la suite du programme d’entraînement et ceci quel que soit le jour de la semaine. Il n’est pas impossible que le
ACAPS O3 - Toulouse
284
Communications affichées 5
rythme de la T° soit, en plus de la théorie de la restauration, directement impliqué dans cette amélioration (Lille et al., 1981).
Cependant, il est encore assez difficile d’expliquer les mécanismes directement responsables de ces
modifications. Chez les animaux, les études montrent que l'activité physique peut augmenter et entraîner le système de synchronisation des rythmes biologiques et réduire la période du rythme. Il semble
de plus que la période du rythme circadien varie avec l'augmentation du taux d'hormones lors de l'activité physique.
Les modifications des rythmes circadiens ont certainement un lien avec les caractéristiques du sommeil des sujets. Une corrélation possible existe entre le niveau de dépense énergétique et l'entraînement d'une part et d'autre part, avec l'amélioration de la structure des rythmes biologiques (amplitude
élevée, stabilité, période proche de 24h). Des études se sont particulièrement intéressées aux effets de
l'exercice sur les rythmes circadiens. Ces travaux ont conduit à l'élaboration de plusieurs théories. La
première repose sur un modèle génétique qui postule que les caractéristiques des rythmes circadiens
sont programmées. Une hypothèse physiologique suggère que les effets bénéfiques de l'exercice sur le
sommeil et les rythmes résultent d'une meilleure capacité de transport et d'utilisation de l'oxygène,
facilitant un meilleur fonctionnement des systèmes de neurotransmission. Une autre théorie indique
que l'augmentation de la T° corporelle et de ses corrélats physiologiques pendant l'activité physique
sont responsables de l'amélioration de la qualité du sommeil. De plus, une augmentation de la T° corporelle par un bain chaud sans exercice physique ou un exercice physique seul, effectué dans l'aprèsmidi, permet d'augmenter le sommeil lent profond au cours de la nuit suivante et donc d'améliorer le
rythme activité-repos. Ces modifications seraient dues à une libération d’un neuromédiateur (prostaglandine), de substances induisant entre autre le sommeil (interleukines). Par ailleurs, le concept "use
it or lose it" suppose que l'activation des cellules nerveuses soit nécessaire à l'entretien du fonctionnement du système. Cette activation repose sur des stimuli hormonaux et environnementaux comme la
lumière ou l'activité physique. En fait, l'activité physique activerait le système nerveux central en améliorant les communications synaptiques et en augmentant l'amplitude du rythme circadien de la T°
(Van Someren et al., 1999).
Références
Benoit, O., & Foret, J. (1988). Régulation circadienne des états de veille et de sommeil. Neurophysiologie Clinique, 18, 403-31.
Lille, F., & Andlauer, P. (1981). Rythmes circadiens, sommeil, veille et travail. In Scherrer, et al.
(Eds.), Précis de physiologie du travail, Notion d’ergonomie (2ème éd.). Paris: Masson.
Meney, I., Waterhouse, J., Atkinson, G., Reilly, T., & Davenne, D. (1998). The effect of one night’s
sleep deprivation on temperature, mood, and physical performance in subjects with different
amounts of habitual physical activity. Chronobiology International, 15(4), 349-63.
Reilly, T., Atkinson, G., & Waterhouse, J. (1997). Biological Rhythms and Exercise. Oxford: Oxford
University Press.
Reinberg, A., Motohashi, Y., Bourdeleau, P., Andlauer, P., Lévi, F., & Bicakova-Rocher, A. (1988).
Alteration of period and amplitude of circadian rhythms in shift workers (with special reference
to temperature, right and left hand grip strength). European Journal of Applied Physiology, 57,
15-25.
Van Someren, E., Scherder, E., & Swaab, D. (1999). Stimulation of the circadian timing system in
healthy and demented elderly. In K. Iqbal, B. Winblad & H. Winiewski, (Eds.), Alzheimer’s disease and related disorders. New York: John Wiley & Sons Ltd.
Weibel, L., Follènuis, M., & Brandenberger, G. (1999). Les rythmes biologiques : leur altération chez
les travailleurs de nuit. La Presse Médicale, 5(28), 252-58.
285
ACAPS O3 - Toulouse
Communications affichées 5
.
Effets d’un tuba aquatrainer® sur les paramètres de la cinétique de Vo2
lors d’épreuves à charge croissante et constante
Grégoire P. Millet1, Davide Malatesta2, Belle Roels1, Fabio Borrani3,
Philippe Hellard4, Helmi Ben Saad2 & Christian Préfaut2
1
Faculté des Sciences du Sport, Montpellier
2
UPRES 701 ‘Physiologie des interactions’ Hôpital Arnaud de Villeneuve, Montpellier
3
ISSEP,Lausanne, Suisse
4
Fédération Française de Natation
Depuis peu, un dispositif (Aquatrainer®, Cosmed, Rome, Italie) constitué d’un tuba inspiratoire, de
double-valves et d’un tube souple de 1,2 m, relié à la turbine d’un analyseur cycle-à-cycle portable
(K4b2) permettant la mesure des gaz expirés, est disponible. L’Aquatrainer est la version la plus récente d’un dispositif ayant été présenté comme 1/ n’augmentant pas significativement les résistances à
& O2 en situation de
l’avancement ; et 2/ constituant une méthode valide et reproductible de mesure de V
nage (Toussaint et al. 1987). En natation, les réponses physiologiques lors de séances d’interval& O2 , particulièrement ceux de la phase primaire, lors
training (IT) et les paramètres de la cinétique de V
de transitions repos-exercice sont encore mal connus. De plus l’influence de l’Aquatrainer sur ces
paramètres n’a jamais été testée. Les objectifs de cette étude étaient donc d’analyser, en laboratoire, si
l’utilisation d’un tuba Aquatrainer modifiait les différentes variables ventilatoires mesurées par K4b2
& O2 , en les comparant à une situation classique avec un
ainsi que les paramètres de la cinétique de V
masque.
Méthodes
Huit sujets homme (âge : 30 ± 7 ans ; taille : 178 ± 4 cm ; masse : 74 ± 4 kg) ont effectué, sur cycloergomètre (Ergoline, Bitz, Allemagne) et dans deux conditions randomisées (avec masque vs. avec
tuba Aquatrainer), une épreuve incrémentale maximale (paliers de 30 W.min-1) pour détermination du
& O2max . Après une durée de récupération contrôlée (35 min), ils
premier seuil ventilatoire (SV1) et de V
effectuaient une épreuve à charge constante de 8 min à la puissance associée à ∆25% [= SV1 + 0,25 x
& O2max -SV1)]. Les échanges gazeux étaient mesurés en cycle-à-cycle par K4b2.
(V
Une Passing-Bablock régression a été effectuée sur les variables mesurées lors de l’épreuve incrémen& O2 lors de l’épreuve à ∆25% ont été déterminés par un motale. Les paramètres de la cinétique de V
dèle avec deux fonctions mono-exponentielles, respectivement pour la phase primaire et la compo& O2 mesurée
sante lente, par une procédure itérative minimisant la somme des carrés des écarts entre V
&
et VO2 modélisée (Borrani et al. 2001). La ‘bootstrap méthode’ consistant à recalculer 1000 fois les
paramètres à partir des data originaux afin d’apprécier la variabilité (CV, %) liée à la modélisation a
été appliquée. Les différences entre les deux conditions étaient testées par une ANOVA à un facteur
mesures répétées.
Résultats
& E et V
& O2 étaient légèrement inférieures et fortement corrélées aux valeurs
Avec l’Aquatrainer, V
obtenues avec le masque lors de l’épreuve incrémentale, (Figure 1).
& E et V
& O2 mesurées avec le masque et l’Aquatrainer lors du test incrémental.
Figure 1 – V
6000
160
2
R = 0,929
&E
V
140
2
& O2
V
5000
R = 0,932
4000
100
Aquatrainer
Aquatrainer
120
80
60
3000
2000
40
1000
20
0
0
0
20
40
60
80
100
120
140
160
ACAPS O3 - Toulouse
0
1000
2000
3000
Masque Cosmed
Masque Cosmed
286
4000
5000
6000
Communications affichées 5
Lors de l’épreuve à ∆25%, aucune différence significative n’a été observée entre les paramètres de la
cinétique ou leur variabilité avec l’Aquatrainer vs. avec le masque (Tableau 1).
Tableau 1. Paramètres de la cinétique de
Aquatrainer
CV
Masque
CV
td1
(s)
11,8
(8,6)
67,7%
8,1
(6,7)
88,8%
& O2 lors de l’épreuve constante à ∆25%
V
Phase primaire
A1
τ1
(ml.min-1.kg-1)
(s)
18,4
36,2
(6,0)
(4,2)
24,0%
3,4%
19,3
38,6
(8,3)
(4,4)
20,3%
2,5%
td2
(s)
105,2
(46,8)
17,7%
110,6
(35,4)
19,0%
Composante lente
A2
τ2
(ml.min-1.kg-1)
(s)
185,0
12,4
(138,5)
(6,1)
100,6%
25,0%
228,0
9,7
(116,3)
(5,8)
75,0%
34,8%
moyenne (écart-type). N= 8. td = délai, τ = constante de temps et A = amplitude.
Le principal résultat de cette étude est que la valeur et la variabilité des paramètres (et en particulier,
& O2 lors d’un exercice constant et intense ne sont pas significaticeux temporels) de la cinétique de V
vement modifiées par l’utilisation d’un tuba Aquatrainer. La phase primaire reflète l’ajustement de la
fourniture d’énergie aérobie à la demande en O2 des muscles actifs. Dans la présente étude, la variabilité de τ1 (CV = 20,3% et 24,0%) n’était pas différente entre les deux conditions et était proche des
valeurs rapportées précédemment : 20,4% (Borrani et al. 2001) ou 18,0% (Millet et al. 2003) dans des
exercices de course à pied. La méthode employée (modèle bi-exponentiel ne prenant pas en compte la
& O2
phase cardio-dynamique) a été rapportée comme la plus adaptée pour modéliser la cinétique de V
lors de transitions repos-exercice (Bell et al. 2001). Il a été montré que τ1 pouvait être corrélé aux ré& O2 lors de séances d’IT en course à pied et permettrait de mieux individualiser ces séanponses de V
ces (Millet et al. 2003).
Cette étude confirme aussi les résultats de Keskinen et al. (2000, 2002) montrant, avec l’Aquatrainer,
une légère sous-estimation des variables ventilatoires lors d’épreuves à charges croissantes. Cependant
& O2 : -174 ml.min-1;
les différences étaient constantes en valeur absolue (e.g. différence moyenne : V
& E : -3,0 l.min-1 ; FR : -1,4 b.min-1) et donc diminuaient en valeur relative lorsque l’intensité augmenV
& CO2 et V
& O2 , V
& E a aussi été montrée,
tait (Keskinen et al. 2000). Cette légère sous-estimation de V
en comparant les mesures effectuées avec et sans l’Aquatrainer par un système de simulation des
échanges gazeux (GESS) dans une large fourchette de conditions (e.g. VT : 0,5-2,9 l ; FR : 10-60
b.min-1 ; FE02 : 16-18% ; FECO2 : 3-5%) (Keskinen et al. 2002). En conclusion, l’utilisation de
& O2 . En persl’Aquatrainer conduit à une légère sous-estimation mais ne modifie pas la cinétique de V
pective, il est envisageable de comparer plusieurs séances d’IT en natation avec l’Aquatrainer avec
une rigueur méthodologique satisfaisante, malgré des valeurs absolues légèrement sous-évaluées.
Références
Bell C., et al. (2001). A comparison of modelling techniques used to characterise oxygen uptake kinetics during the on-transient of exercise. Experimental Physiology, 86, 667-76.
& O2 slow component dependent on progressive recruitment of fastBorrani F., et al. (2001). Is the V
twitch fibers in trained runners? Journal of Applied Physiology, 90, 2212-20.
Keskinen K.L., et al. Comparative validity of a modified respiratory valve system for breath-by-breath
gas analysis during swimming. 5th ECSS Congress, Jyvaskyla, 2000, 392.
Keskinen K.L., et al. Validity of breath-by-breath spirometric measurements with two swimming
snorkels assessed by gas exchange simulation system. IXth Biomechanics and Medicine in
Swimming, St-Etienne, 2002, 95.
Millet G., et al. (in press). Effects of increased intensity of intermittent training in runners with differing VO2 kinetics. European Journal of Applied Physiology.
Toussaint H.M., et al. (1987). Respiratory valve for oxygen uptake measurements during swimming.
European Journal of Applied Physiology , 56, 363-6.
287
ACAPS O3 - Toulouse
Communications affichées 5
L’entraînement aérobie a long terme ne permet pas de limiter la baisse des propriétés
de relaxation du myocarde liée à l’âge
Stéphane Nottin1, Long-Dang Nguyen2, Mohamed Terbah2 & Philippe Obert1
1
Laboratoire de physiologie des adaptations cardiovasculaires à l’exercice,
Faculté des Sciences, Avignon
2
Service de cardiologie, Centre Hospitalier Régional, Orléans
Le vieillissement du système cardiovasculaire entraîne une altération de la fonction diastolique cardiaque. Avec l’âge, la part du remplissage actif dans le remplissage du ventricule gauche (VG) augmente
(Mantero et al., 1995), conséquence d’une diminution des propriétés de relaxation du myocarde (Lakatta, 1993). Il a été mis en évidence que l’entraînement aérobie à long terme (réalisée régulièrement
au cours de la vie) pouvait atténuer la baisse de fonction diastolique liée à l’âge. Une évaluation des
flux transmitraux indique en effet que la part du remplissage passif dans le remplissage du VG est
supérieure chez les séniors entraînés (50-65 ans) comparée à des sujets de même âge (Fleg et al.,
1994). Toutefois l’évaluation de la fonction diastolique par cette méthode est influencée par la précharge, elle-même conditionnée par l’entraînement aérobie, ce qui ne permet pas d’évaluer réellement
les propriétés de relaxation du myocarde. On peut donc se demander si le remplissage passif supérieur
chez les séniors entraînés reflète une plus grande capacité de relaxation du myocarde ou n’est le reflet
que d’une précharge augmentée.
Le Doppler tissulaire est un nouvel outil échocardiographique qui permet, à partir de la mesure des
vitesses de déplacement du myocarde, d’évaluer les propriétés de relaxation du myocarde. Par utilisation de cette méthode, l’objectif de cette étude a été de vérifier si l’entraînement aérobie à long terme
limitait la baisse des propriétés de relaxation du myocarde survenant avec l’âge.
Méthodologie
14 séniors entraînés en endurance aérobie (58,6+4,8 ans, s’entraînant 10,5+2,3 h/s depuis 22+5 ans),
14 sédentaires de même âge (55,9+4,1) et 15 jeunes hommes sédentaires (23,3+2,5) ont participé à
l’étude. Pour chaque sujet, un bilan échocardiographique de repos complet a été réalisé en position de
décubitus latéral à l’aide d’un appareil de type HDI 5000 (Phillips Ultrasound System).
Examen echocardiographique standard. L’ensemble des mesures a été réalisé selon les recommandations de la société américaine de cardiologie. Des analyses en mode temps-mouvement, bidimentionnel et Doppler ont été réalisées afin d’évaluer la morphologie (diamètres internes, épaisseur des parois) et la fonction diastolique (part du remplissage actif et passif) et systolique (fraction de raccourcissement, volume d’éjection systolique) ventriculaire gauche.
Examen par Doppler tissulaire. La mesure des vitesses de déplacement du myocarde a été réalisée à
l’aide d’une sonde de fréquence 3.5-4.0 Mhz avec le système HDI 5000 configuré en position Doppler
tissulaire. Les vitesses longitudinales de déplacement des parois septales, latérales, postérieures et
antérieures ont été évaluées au niveau de l’anneau mitral, à partir d’une coupe apicale 4 puis 2 cavités.
L’imagerie par Doppler tissulaire est caractérisée par une onde systolique (Sm) et deux ondes diastoliques (Em et Am) exprimées en cm.s-1. La vitesse maximale de l’onde S (Peak Sm), a été considérée
comme un indice de la fonction systolique. Les vitesses maximales de Em et Am (Peak Em et Peak Am,
respectivement) et le rapport Peak Em / Peak Am ont été considérés comme des indices de la fonction
diastolique. Parmi ces indices, Peak Em est considéré comme un bon indice des propriétés de relaxation du myocarde (Nagueh et al., 1997). Le ratio entre le Peak E transmitral et le Peak Em mesuré au
niveau de la paroi septale de l’anneau mitral a été utilisé comme un indice des pressions de remplissage ventriculaire gauche.
Résultats
Les résultats indiquent clairement que le vieillissement entraîne une baisse de la fonction diastolique
se traduisant par une baisse de la part du remplissage passif ventriculaire gauche concomitante à une
baisse des propriétés de relaxation du myocarde. Chez les séniors entraînés, le remplissage passif est
supérieur (53,7±9,7 versus 68,3±13,1 cm.s-1, p<0,01) par rapport aux sédentaires de même âge. Par
contre, aucune différence n’est notée entre les deux groupes sur les vitesses maximales de déplacement des parois par Doppler tissulaire (tableau 1), impliquant que l’entraînement aérobie à long terme
ne contre pas la baisse des propriétés de relaxation du myocarde induite par le processus de vieillisseACAPS O3 - Toulouse
288
Communications affichées 5
ment. Le rapport peak E/ peak Em, utilisé comme un indice de pression de remplissage, est supérieur
chez les séniors sédentaires comparé aux sédentaires de même âge.
Paroi
Septale
Latérale
Inférieure
Antérieure
Jeunes homes sédentaires
Séniors sédentaires
9,7 ± 2.4†††
12,4 ± 4,3†††
14,0 ± 2,6†††
10,2 ± 3,3††
14,2 ± 1,9
19,3 ± 3,7
17,8 ± 3,0
13,1 ± 1,8
Séniors entraînés
9,8 ± 1.0†††
11,1 ± 2,0†††
12,0 ± 1,6*†††
10,3 ± 2,0††
††
: Différence significative avec les jeunes adultes p<0,01 ; * : différence significative avec les sédentaires de même âge
Vitesses maximales de déplacement des parois pendant le remplissage passif, exprimées en cm.s-1.
Discussion
Notre étude montre que chez les séniors cyclotouristes, l’entraînement aérobie n’a pas permis de limiter la baisse de capacité de relaxation du myocarde induite par le vieillissement. A notre connaissance,
aucune autre étude n’a été réalisée à ce jour concernant l’effet de l’entraînement aérobie à long terme
sur les propriétés de relaxation évaluées par Doppler tissulaire. Palka et al.(1999) ont toutefois montré,
par utilisation d’un outil échocardiographique indépendant de la précharge (le gradient de vitesses
myocardiques), que l’entraînement à long terme limitait la baisse des capacités de relaxation du myocarde induite par le vieillissement. Par ailleurs, des études conduites chez le rat âgé ont mis en évidence un effet bénéfique de l’entraînement aérobie à long terme. Ces différences de résultats entre
notre étude et les études réalisées chez l’animal ne peuvent être élucidées et requièrent des investigations complémentaires.
Bien que la relaxation du myocarde ne soit pas affectée par l’entraînement dans notre étude,
l’évaluation du flux transmitral montre que les seniors entraînés ont une fonction diastolique améliorée, caractérisée par un remplissage passif accru. Nous n’avons pas mesuré le volume sanguin chez les
sujets de notre étude. Toutefois, Hagberg et al.(1998) montrent clairement que l’entraînement aérobie
augmente le volume sanguin chez les seniors. Or l’augmentation de volume plasmatique augmente la
précharge et le remplissage passif (Kanstrup et al., 1992). On peut raisonnablement estimer que, étant
donnée la charge d’entraînement importante réalisée par nos cyclotouristes, le remplissage passif supérieur est principalement expliqué par une augmentation de la précharge liée à un accroissement du
volume sanguin, puisque la relaxation du myocarde n’est pas améliorée.
Références
Fleg, J.L., et al. (1994). Cardiovascular responses to exhaustive upright cycle exercise in highly
trained older men. Journal of Applied Physiology, 77(3), 1500-6.
Hagberg, J.M., et al. (1998). Expanded blood volumes contribute to the increased cardiovascular performance of endurance-trained older men. Journal of Applied Physiology, 85(2), 484-9.
Kanstrup, I.L., Marving, J., & Hoilund-Carlsen, P.F. (1992). Acute plasma expansion: left ventricular
hemodynamics and endocrine function during exercise. Journal of Applied Physiology, 73(5),
1791-6.
Lakatta, E.G. (1993). Cardiovascular regulatory mechanisms in advanced age. Physiological Reviews,
73(2), 413-67.
Mantero, A., et al. (1995). Left ventricular diastolic parameters in 288 normal subjects from 20 to 80
years old. European Heart Journal, 16(1), 94-105.
Nagueh, S.F., et al. (1997). Doppler tissue imaging: a noninvasive technique for evaluation of left
ventricular relaxation and estimation of filling pressures. Journal of the American College of
Cardiology, 30(6), 1527-33.
Palka, P., Lange, A., & Nihoyannopoulos, P. (1999). The effect of long-term training on age-related
left ventricular changes by Doppler myocardial velocity gradient. American Journal of Cardiology, 84(9), 1061-7.
289
ACAPS O3 - Toulouse
Communications affichées 5
Stabilité du coût neuromusculaire au cours d'un exercice de course à pied
de longue durée
Nicolas Place, Gaëlle Deley, Guillaume Y. Millet & Romuald Lepers
INSERM ERM-207 Motricité – Plasticité, Faculté des sciences du sport,
Université de Bourgogne, Dijon
Au cours d'efforts prolongés (~2h) réalisés à intensité constante, il est souvent observé une dérive de la
consommation d'oxygène (VO2) (Lepers et al., 2000). La thermorégulation, l'augmentation de la lipolyse, voire une hausse de l'activité EMG des muscles impliqués dans le mouvement en sont les causes
principales. L'augmentation de l'activité EMG en course à pied n'a cependant été que très peu étudiée;
Hausswirth et al. (2000) ont par exemple mis en évidence une augmentation du "débit" d'EMG d'environ 20% au niveau du muscle Vastus Lateralis lors d'un exercice de course à pied de 2h15. Cependant
les modifications EMG lors d'exercices prolongés sous-maximaux d'une durée supérieure à 3h n'ont
pas été explorées à ce jour.
Le but de cette étude était de modéliser en laboratoire une épreuve de course à pied de longue durée
(5h) afin d'analyser les relations possibles entre les variations de la VO2 et de l'activité EMG des muscles extenseurs et fléchisseurs du genou.
Méthodes
Huit sujets entraînés (triathlètes ou coureurs à pied) ont couru à vitesse constante pendant 5h sur tapis
roulant à 55% de leur vitesse maximale aérobie (vitesse moyenne: 10,5 km.h-1). La VO2, la fréquence
cardiaque (FC), l'activité électromyographique (RMS) des muscles Vastus Lateralis (VL), Rectus Femoris (RF) et Biceps Femoris (BF) pendant la course, la durée des foulées, ainsi que la sensation de
l'effort perçu (RPE= rate of perceived exertion, mesurée sur une échelle de 6 à 20) ont été mesurées à
intervalles réguliers au cours de l'exercice. La capacité de production de force maximale au niveau des
extenseurs du genou (CMV) a été mesurée avant et après l'effort afin de quantifier l'état de fatigue
musculaire.
Résultats
La RPE était égale en moyenne à 17 ± 2 à la fin de l'exercice, indiquant que les sujets avaient atteint
un niveau élevé de fatigue subjective. La VO2 a augmenté linéairement pendant l'exercice (R² = 0.99),
passant de 2,40 à 2,84 l.min-1 (+18 ± 11%, Fig. 1). La fréquence cardiaque a augmenté de 12 ± 6% (de
139 ± 11 à 156 ± 12 bpm). L'activité EMG des muscles VL, RF et BF n'a pas changé significativement
au cours de l'exercice (Fig. 2), malgré une chute de la CMV de 30 ± 27% (p<0.001) à la fin des 5h de
course. Par contre, la durée des foulées a diminué significativement (p<0.05) de 4% lors de la dernière
heure d'exercice.
35
30
**
2,8
***
2,6
2,4
2,2
2,0
R2 = 0,99
1h
2h
3h
4h
25
20
15
10
5
5h
1H
Fig. 1: Consommation moyenne d'oxygène au cours de l'exercice.
** P< 0.01, *** P< 0.001: différence significative avec 1h.
ACAPS O3 - Toulouse
% RMS CMV pre
VO2 (l.m in-1)
3,0
290
2H
3H
VL
4H
RF
5H
BF
Fig. 2: Activité EMG au cours de l'exercice de course à pied
des muscles VL, RF et BF, exprimée en % de la RMS obtenue
lors de la contraction maximale volontaire avant exercice.
Communications affichées 5
Discussion
L'élévation du coût énergétique observée au cours des 5h de course n'est pas associée à une augmentation de la RMS (coût neuromusculaire) des muscles VL, RF et BF. Malgré la fatigue musculaire objectivée par une baisse de la CMV, le coût neuromusculaire est resté stable pendant l'exercice prolongé de
course à pied. L'évolution différente de ce coût neuromusculaire entre notre étude et celle d'Hausswirth et al. (2000) peut être expliquée par les différences d'intensité et de durée entre les deux exercices (55% vs 75%). En effet, Hausswirth et al. (2000) avaient émis l'hypothèse d'une augmentation de
la fréquence de décharge des unités motrices et/ou d'un recrutement plus important des fibres rapides;
nos données suggèrent plutôt une rotation des unités motrices au sein d'un même muscle qui permettrait une stabilité du coût neuromusculaire à plus faible intensité. Enfin, les changements du patron
locomoteur au cours de l'exercice prolongé (foulées plus fréquentes) pourraient résulter d'un phénomène d'adaptation à la fatigue neuromusculaire.
Références
Hausswirth, C., Brisswalter, J., Vallier, J.M., Smith, D., Lepers, R. (2000). Evolution of Electromyographic Signal, Running Economy, and Perceived Exertion During Different Prolonged Exercises. International Journal of Sports Medicine, 21, 429-436.
Lepers, R., Hausswirth, C., Maffiuletti, N.A., Brisswalter, J., Van Hoecke, J. (2000). Evidence of neuromuscular fatigue after prolonged cycling exercise. Medicine & Science in Sports & Exercise,
32(11), 1880-1886.
291
ACAPS O3 - Toulouse
Communications affichées 5
IgA salivaires et risque infectieux chez des cyclistes
Aurélien Rouot1, Béatrice Mercier1, Françoise Castex2, Sébastien Libicz1,
Clément. Bigot1 & Grégoire Millet1
1
Faculté des Sciences du Sport. 34090 Montpellier
2
Faculté de pharmacie, Montpellier
Les athlètes d'endurance présentent une sensibilité accrue aux infections des voies respiratoires supérieures (URTI) (Heath et al. 1991,). En effet, si l'exercice modéré a un effet protecteur, l'entraînement
intense augmente le risque infectieux chez ces athlètes (Nieman et al. 1994).
Cette sensibilité accrue aux infections peut s'expliquer par un effet délétère de l'exercice sur le système
immunitaire et plus particulièrement sur l'immunité des muqueuses. Les Immunoglobulines A salivaires (IgAs) apparaissent être l'effecteur majeur de l'immunité des muqueuses et de nombreuses études
rapportent des baisses de concentration d'IgAs qui semblent être d'autant plus importantes que l'exercice est intense. Cependant, aucune étude à ce jour n'a montré de corrélation entre les charges d'entraînement et les taux d'IgAs. Le but de notre étude a été d'étudier les relations entre l'évolution des
concentrations d'IgAs et ses sous-classes, des charges d'entraînement et les symptômes infectieux chez
des cyclistes au cours d'une période de 20 semaines d'entraînement. Nos hypothèses étaient que les
concentrations d'IgAs diminueraient au cours de la période d'entraînement et seraient inversement
corrélées aux charges d'entraînement ainsi qu'aux nombres d'épisodes infectieux.
Méthode
Six cyclistes de niveau régional ou national ont participé à cette étude. Leur entraînement a été individualisé et évalué grâce à la méthode de Mujika (1996), en unité arbitraire (des coefficients étaient attribués en fonction des puissances mesurées grâce au SRM professionnel Schorerer Rad Messtechnik
et multipliées par la durée de l'exercice). Les prélèvements salivaires ont été effectués une fois par
semaine au réveil pendant 3 minutes. Les dosages salivaires ont été réalisés par la méthode ELISA
(enzyme linked immunosorbent assay) et ont permis de mesurer les concentrations d'IgA, d'IgA1 et
d'IgA2 absolues et de calculer les débits correspondant (concentration absolue rapporté au flux salivaire en 3 minutes). Les analyses statistiques ont reposées sur des ANOVA, des tests de Friedman et
des corrélations de Bravey Pearson (logiciel SigmaStat).
Résultats
Les caractéristiques anthropométriques des sujets ainsi que leur consommation maximale d'oxygène
(VO2max) et leur puissance maximale aérobie (PMA) sont présentées dans la figure 1.
Sujets
(n=6)
Moyenne
Ecart type
Age
(ans)
21,3
2,6
Taille
(cm)
181
7,2
Poids
(kg)
69,2
7,2
VO2max
(ml/kg/min)
73
5
PMA
(Watt)
395
35,1
Figure 1: Caractéristiques individuelles des sujets.
Au cours des 20 semaines d'entraînement les résultats de cette étude ont montré une baisse significative (36%) des débits d'IgAs (p<.01) et une augmentation des charges d'entraînement (p<.05). Un seul
sujet a montré des corrélations significatives entre la charge d'entraînement et les concentrations absolues en IgA, IgA1 et les débits d'IgA1. L'évolution des charges d'entraînement ainsi que l'évolution des
débits d'IgAs au cours de la période d'entraînement sont présentées dans les figures 2 et 3 respectivement. Le relevé des questionnaires individuels concernant les différents symptômes d' URTI a révélé
que 33% des sujets ont signalé des symptômes, le faible nombre d'infections n'a pas permis de réaliser
des corrélations.
ACAPS O3 - Toulouse
292
Communications affichées 5
*
70
60
Charge (UA)
50
40
30
20
10
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
Semaines
Figure 2: Evolution des charges d'entraînement au cours des 20 semaines d'entraînement.
*
140
-1
Débit IgA(µg.mn )
120
100
80
60
40
20
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
Semaines
Figure 3: Evolution des débits d'IgAs au cours des 20 semaines d'entraînement.
Discussion
Peu d’études rapportent des résultats sur l'évolution des concentrations d'IgAs et de l'entraînement en
cyclisme sur une longue période. Certaines études réalisées en laboratoire sur cycloergomètre
(MacKinnon and Jenkins 1993) montrent une relation significative entre les concentrations d'IgAs et
l’intensité de l’exercice (plus l’exercice est intense et plus la concentration des IgAs est faible) mais ne
mettent pas en évidence d'effet significatif de l'entraînement sur ces variations, alors que l'étude de
Halson et al. 2003 n'a pas révélé de réduction significative des IgAs chez les cyclistes au cours d'une
période de surentraînement. Les résultats de notre étude montrent que l'augmentation des charges d'entraînement en cyclisme est associée à une diminution des débits d'IgAs mais non corrélée significativement au nombre d'infection. Ces résultats sont différents de ceux de Gleeson et al. (1999) qui mettent en évidence une diminution des IgAs corrélée au nombre d'infection chez des nageurs au cours de
7 mois d'entraînement. Si la diminution des concentrations d'IgAs peut être prédictive du risque infectieux chez les athlètes pratiquant des sports aquatiques (natation, triathlon, kayak…), d'autres études
seraient nécessaires pour mettre en évidence cette prédiction chez les cyclistes.
Références
Gleeson, M., McDonald, W.A., Pyne, D.B., Cripps, A.W., Francis, J.L., Fricker, P.A., & Clancy, R.L.
(1999). Salivary IgA levels and infection risk in elite swimmers. Medicine & Science in Sports
& Exercice, 31(1), 67-73.
Halson, S.L., Lancaster, G.I., Jeukendrup, A.E., & Gleeson, M. (2003). Immunological Responses to
overreaching in cyclists. Medicine & Science in Sports & Exercice, 35(5), 854-861.
Heath, G.W., Ford, E.S., Craven, T.E., Macera, C.A., Jackson, K.L., & Pate, R.R., (1991). Exercise
and the incidence on upper respiratory tract infection. Medicine & Science in Sports & Exercise,
23(2), 152-157.
Mujika, I., Chaard, J.C., Busso, T., Geyssant, A., Barale, F., & Lacoste, L. (1996). Use of swimtraining profiles and performance data to enhance training effectiveness. Journal of Swimming
Research, 11(1), 23-29.
Nieman, D.C. (1994). Exercise, infection, and immunity. International Journal of Sport Medicine, 15,
131-141.
MacKinnon, L.T., & Jenkins, D.G., (1993). Decreased salivary immunoglobulins after intense interval
exercise before and after training. Medicine & Science in Sports & Exercice, 25(6), 678-83.
293
ACAPS O3 - Toulouse
Communications affichées 5
Analyse des réponses physiologiques en situation de jeu
lors d’une activité physique intense et intermittente de type badminton
pour deux modes de comptage des points
Thomas Rupp1,2, Laurence Rasseneur1, Guillaume Walther1,2 & Jean Lonsdorfer2
1
EA 1342 en Sciences du Sport, UFR STAPS, Strasbourg
2
Service des Explorations Fonctionnelles Respiratoires et de l’Exercice,
Hôpitaux Universitaires de Strasbourg
L’objectif de cette étude a été d’analyser les répercussions d’un nouveau mode de comptage des points
en badminton sur les réponses physiologiques en phase de jeu.
La saison 2001/2002 a eu cette particularité de fonctionner selon une nouvelle modalité de comptage
des points lors des compétitions officielles. Dès lors les matchs se sont joués en 3 sets gagnants de 7
points et non plus en 2 sets gagnants de 15 points, en vue d’une reconnaissance médiatique renforcée
via un meilleur contrôle des temps de jeu. Ces évolutions réglementaires étant susceptibles d’avoir des
conséquences sur la structure du jeu mais aussi sur les sollicitations physiologiques, elles constituent,
en France, ainsi que pour la Fédération Internationale de Badminton, une phase de test qu’il s’agit à
présent d’analyser. En effet, si les composantes physiologiques nécessaires à la pratique sont loin
d’être les seules à devoir être considérées, une compréhension plus approfondie des contraintes énergétiques en jeu peut néanmoins être la clé d’une détection, d’une sélection, d’une évaluation et d’un
entraînement plus efficace des joueurs à haut niveau.
Protocole expérimentalPour vérifier l’impact éventuel de cette modification réglementaire, 7 joueurs
de badminton de niveau national, âgés de 13 à 17 ans (15 ± 1,3 ans) ont réalisé un test d’effort triangulaire en laboratoire afin de déterminer leur VO2 max et leur FC max. Dans un second temps, pour chaque sujet, le VO2 et la FC ont été enregistrés en match, à l’aide d’un système de mesure portable (Aerosport KB1-C) et d’un cardiofréquence-mètre selon deux modalités de comptage des points ; La modalité M1, 2 sets gagnants de 15 points, représentant l’ancien système et la modalité M2, 3 sets gagnants de 7 points, représentant le nouveau système. D’autre part, les rencontres ont été filmées pour
permettre une analyse des durées de jeu et des temps de jeu effectifs (laps de temps pendant lequel le
volant est effectivement en jeu).
Résultats
Les FC moyennes par set sont comparables dans les deux modalités, 86% de la fréquence cardiaque
maximale théorique (FCMT) pour M1 et 87,1% de la FCMT pour M2. Les FC max atteintes en jeu
sont équivalentes dans les deux modalités et se rapprochent de la FCMT des sujets (respectivement
94,5% et 95,4% de la FCMT pour M1 et M2) (figure 1).
modalité M1
modalité M2
modalité M1
100
% VO2 max de laboratoire
NS
NS
% FCMT
80
94,5
95,4
86
87,1
60
40
·
0
20
FC m ax en jeu
FC m oyenne par set
Figure 1 : FC moyennes par set et FC max atteintes en jeu, pour
les deux modalités M1 et M2, en pourcentage de la FCMT.
ACAPS O3 - Toulouse
100
modalité M2
NS
80
81,5
NS
89,2
60
64,1
70,3
40
0
0
020
· pic en jeu
VO2
·VO2 m oyen par set
Figure 2 : VO2 moyen par set et VO2 pic atteints en jeu, pour les
deux modalités M1 et M2, en pourcentage du VO2 max mesuré
en laboratoire.
294
Communications affichées 5
Les VO2 moyens par set entre les deux réglementations ne sont pas statistiquement différents : 64,1%
des VO2 max de laboratoire pour M1 et 70,3% pour M2. Les VO2 pic atteints (les plus hautes valeurs
de VO2 mesurées en jeu) correspondent, pour M1 à 81,5% des VO2 max mesurés en laboratoire contre
89,2% pour M2, ce qui reste non significatif (figure 2).
L’analyse des temps de jeu, permise par le suivi vidéo des rencontres nous rend compte de durées
moyennes de set et de matchs significativement différentes entre les deux modalités. En M1, la durée
moyenne de set observée est de 11,08 (±4,37) minutes pour des matchs de 35,4 (±13,09) minutes en
moyenne contre des sets de 4,06 (±1,15) minutes et des matchs de 16 (±6,20) minutes dans le cas de
M2. Par ailleurs, la comparaison des temps de jeu effectifs par match en M1 et M2 (respectivement
38,1% et 35,4%) ou par set (respectivement 42,4% et 45,1%) ne laisse apparaître aucune différence
significative entre les deux systèmes de comptage des points.
Discussion
Le badminton peut être considéré comme un sport de type intermittent, avec une évolution de la fréquence cardiaque qui se rapproche des valeurs maximales lors des matchs, entre 85% et 95% de la
FCMT d’après notre étude (de l’ordre de 200 bpm), en accord avec les études de Majumdar et coll. en
1997 (82% à 100% de la FCMT) ou Pastene et coll. en 1998 (87% de la FCMT). Par ailleurs, les FC
moyennes par set et les FC max atteintes en jeu, relevées par notre équipe, ne laissent apparaître aucune différence significative de sollicitation de la fonction cardiaque entre les réglementations M1 et
M2. Les besoins d’énergie associés aux accès d’activité intense brefs mais répétés étant pris en charge
par les processus anaérobies, le joueur de badminton devra posséder une capacité anaérobie très développée. Cependant, notre travail rend également compte de la nécessité de développer la filière aérobie
s’appuyant sur des consommations d’oxygène moyennes par set non négligeables (de l’ordre de 60% à
70% de VO2 max). Les valeurs de VO2 mesurées dans cette étude (de l’ordre de 50 ml/min/kg) restent
similaires quelque soit la modalité, et comparables à celles de Faccini et Dal Monte, 1996, pour lesquels les VO2 en jeu (sur des sets de 15 points) atteindraient 90% des VO2 max de laboratoire. Notons
que les travaux de Faccini et Dal Monte étaient jusqu’alors les seuls à avoir étudié la mesure du VO2
en situation réelle de jeu à l’aide de systèmes portables d’analyse des gaz expirés.
Les pourcentages de temps de jeu effectif par set sont équivalents dans les deux modes de comptage
des points (42,4% en M1 et 45,1% en M2) mais ces données sont significativement supérieures à celles de Docherty en 1982, pour qui le temps de jeu effectif n’atteint que 33,3% du temps de jeu total.
En revanche, nos observations concordent avec celles de Faccini et Dal Monte, 1996, qui relèvent un
temps de jeu effectif moyen par set de 47%. Par ailleurs, notre étude semble être, à notre connaissance,
la première à mesurer les différences marquées existant entre les durées moyennes de set et de match
pour les deux modalités de comptage des points M1 et M2.
En conclusion, le passage de l’ancien système de comptage des points M1 (2 sets gagnants de 15
points) à une nouvelle réglementation M2 (3 sets gagnants de 7 points) ne semble pas avoir d’impact
majeur sur les sollicitations et les réponses physiologiques spécifiques (VO2 et FC du moins) de
l’activité à haut niveau. Cependant la structure du jeu subit des modifications non négligeables, à savoir une nette diminution des durées totales de set et de match (qui sont divisées par trois). Les joueurs
jouent à des intensités équivalentes mais moins longtemps.
Concrètement, les contenus d’entraînement ne devraient donc pas nécessairement faire l’objet de réorientations ou de modifications profondes en raison d’une évolution du système de comptage des
points de ce type.
Références
Docherty, D. (1982). A comparison of heart rate responses in racquet games. British Journal of Sports
Medicine, 16, 96-100.
Faccini, P., & Dal Monte, A. (1996). Physiologic demands of badminton match play. American Journal of Sports Medicine, 24, 564-6.
Majumdar, P., Khanna, G.L., Malick, V., Sachdeva, S., Arif, M., & Mandal, M. (1997). Physiological
analysis to quantify training load in badminton. British Journal of Sports Medicine, 3, 342-5.
Pastene, J., Germain-Pastene, M., & Million, R. (1998). Profil physiologique du badminton, mesures
sur le terrain. XVIIIème Congrès Société Française de Médecine du Sport, Lille.
295
ACAPS O3 - Toulouse
Communications affichées 5
Comparaison de la relation vitesse – tlim du coureur de demi fond
et du trotteur de compétition
J. Slawinski, X. Quillet & V. Billat
Département STAPS, Lab. des interactions gènes – environnement. Evry-Val d’Essonnes
En course à pied l’étude des records du monde ainsi que des records individuels, sur une distance donnée, renseigne sur les caractéristiques d’endurance d’une espèce, ou d’un individu. Ainsi, la modélisation de la courbe vitesse de course - temps de maintien de cette vitesse (tlim) permet de comprendre la
contribution des différents métabolismes énergétiques à la performance (Billat et coll. 1999). Ainsi,
dès 1906 Kennelly avait élaboré une « ébauche de loi sur la fatigue des vitesses de course chez
l’animal », la notion « d’animal » se référant dans cette étude à l’homme et au cheval. Selon ce modèle
empirique, établit à partir de la simple relation entre la vitesse et le temps, doubler la distance de
course revenait à augmenter le temps de course de 118%. Kennelly mit également en évidence la ressemblance de ces relations chez l’homme et chez le cheval (Bocquet et Billat 1999). Récemment, Lauderdale et Hinchcliff (1999) montrent qu’il existe chez le cheval trotteur de compétition comme chez
l’homme une relation hyperbolique entre la vitesse de trot et le temps d’épuisement. Cependant, depuis les travaux de Kennelly (1906), aucune étude ne s’est directement intéressée à la comparaison
entre l’homme et le cheval en ce qui concerne la relation entre la vitesse de déplacement et son temps
limite.
L’objectif de ce travail est donc de comparer la relation vitesse – tlim obtenue respectivement chez
l’homme et le cheval.
Méthodes
Cette étude repose sur la modélisation de la relation vitesse – tlim obtenue à partir des records de vitesse de l’homme et du cheval trotteur.
Records du monde
Les records du monde de vitesse au trot attelé ont été répertoriés. Les distances trottées sont comprises
entre 1609 m parcouru en 1min 50,8 s et 4150 m parcouru en 5min 07,5 s. Chez l’homme, les distances de course sont beaucoup plus diverses et varient de 100 m à 1000 km. Pour comparer les deux
espèces, la relation vitesse – tlim est étudiée chez l’homme pour des tlim similaires à ceux du trotteur,
c’est-à-dire entre 1min 40 s et 5min (entre le 800 m et le 2000 m).
8ème Championnats d’Europe et prix d’Amérique 2003
La relation vitesse – tlim des participants au Prix d’Amérique 2003 et aux championnats d’Europe a
également été étudiée. Le Prix d’Amérique est une compétition de trot attelé réunissant 12 participants
dont le temps moyen réalisé lors de l’épreuve est de 3 min 23,7 s ± 1 s. La population humaine est
choisie parmi les différents participants aux épreuves de course organisées aux championnats
d’Europe. L’épreuve sélectionnée est celle dont le temps moyen réalisé en finale, est le plus proche de
celui du Prix d’Amérique. L’épreuve choisie est le 1500 m puisque le tlim moyen de la finale est de 3
min 37 ± 7,6 s. La population est donc composée des 12 finalistes de l’épreuve.
Les records individuels de chaque participant (homme et cheval) sont répertoriés et la relation vitesse
– tlim est tracée, pour des temps de course similaires.
Résultats
Records du monde
L’analyse de la relation entre la vitesse de trot ou de course et le temps de maintien de cette vitesse,
montre que pour des temps de maintien compris entre 100 et 300 s cette relation est linéaire (figure 1
et 2).
8ème Championnats d’Europe et prix d’Amérique 2003
La figure 3 montre qu’il existe une relation linéaire entre la vitesse de trot ou de course et le temps de
maintien de cette vitesse pour des coureurs et des trotteurs de haut-niveau. La pente de cette relation
n’est pas significativement différente entre l’homme et le cheval (respectivement ph = – 0,003 ± 0,002
m.s-2 et pc = – 0,004 ± 0,003 m.s-2 ; p = 0,54). L’ordonnée à l’origine (V) est 50% plus grande chez le
cheval (respectivement Vh = 7,8 ± 0,4 m.s-1 et Vc = 14,2 ± 0,5 m.s-1).
ACAPS O3 - Toulouse
296
Communications affichées 5
Figure 2 : Relation vitesse de course – temps établie à partir des
records du monde.
Figure 1 : Relation vitesse de trot – temps établie à partir des
records du monde.
Figure 3 : Relation vitesse de trot (□) ou de course (•) et le temps. Ces relations sont établies à partir des records des trotteurs et des coureurs réalisés sur différentes distances.
Discussion
Chez l’homme, comme chez le cheval, la relation entre la vitesse de course et le temps est de forme
hyperbolique (Billat et coll. 1999 ; Lauderdale et Hinchcliff 1999). Les résultats obtenus dans le présent travail montrent que pour des temps de courses compris entre 2 et 5 min cette relation n’est plus
hyperbolique mais linéaire. La pente de ces relations étant similaire, la contribution des différents métabolismes énergétiques à la performance est semblable chez les deux espèces. Cependant, si les temps
d’épuisements sont similaires, la vitesse du trotteur est presque deux fois supérieure à la vitesse de
l’homme. L’étude des records du monde montre que chez l’homme tous les points sont proches de la
courbe de régression. Chez le cheval, les records récents, comme celui de Victory Tilly sur 1609 m ou
celui de Flambeau des pins sur 3180 m (premier et avant dernier point de la figure 1) sont au dessus de
la courbe de régression. Inversement, les records sur 2225 et 2450 m sont largement en dessous de la
courbe et pourraient être améliorés.
En conclusion, la comparaison de la relation vitesse – tlim du coureur de demi fond et du trotteur montre que la dispersion des performances autour de la courbe de régression est grande chez le trotteur.
Cette grande variabilité est principalement associée à la gestion des effets aérodynamiques et de la
stratégie de course, propres aux courses de trot.
Références
Billat, V., Blondel, N., Berthoin, S. (1999). Determination of the velocity associated with the longest
time to exhaustion at maximal oxygen uptake. European Journal of Applied Physiology, 80,
159-161.
Bocquet, V., Billat, V. (1999). Modèle mathématiques et physiologiques de la performance humaine.
Science et Sports, 14, 278-291.
Kennely, A. (1906). An approximative law of fatigue in the speeds of racing animals. Proceedings of
the American Academy of Arts & Sciences, 42, 275-231
Lauderdale, M., Hinchcliff, K. (1999). Hyperbolic relationship between time-to-fatigue and workload.
Equine Veterinary Journal. Supplement, 30, 586-90.
297
ACAPS O3 - Toulouse
Communications affichées 5
Effet de l’entraînement en force du quadriceps sur la réponse ventilatoire
et l’aptitude aérobie déterminée au cours d’un test maximal progressif ;
perspectives pour le traitement des maladies de déconditionnement
I. Vivodtzev, P. Flore, B. Wuyam & P. Lévy
Laboratoire EFCR & Laboratoire HP2, CHU de Grenoble, Université Joseph Fourier
La réduction de la masse musculaire contribue à l’intolérance à l’effort du sujet porteur de maladies
responsables d’un déconditionnement musculaire (cardiopathie, insuffisance respiratoire, insuffisance
rénale) [1,3,5,6,7,10]. Parmi les modalités de réhabilitation de ces patients, l’entraînement spécifique
de la force a été récemment introduit et investigué [2,9]. Bien que les bénéfices d’un entraînement en
force sur la qualité de vie soient reconnus, les effets de ces programmes n’ont pas été complètement
évalués en particulier sur la dyspnée. Plusieurs études physiologiques suggèrent une relation entre une
diminution de la force musculaire périphérique et l’augmentation de la demande ventilatoire par coactivation centrale [4,8]. Nous avons donc, dans le cadre d’une étude préliminaire chez le sujet sain
sédentaire, étudié l’impact d’un entraînement en force du quadriceps sur la réponse ventilatoire au
cours d’un exercice maximal progressif réalisé sur ergocycle.
Méthodes
Nous avons mesuré chez 10 sujets la force maximale volontaire isométrique du quadriceps (FMV), la
force dynamique correspondant à une répétition maximale (1RM), et les paramètres cardiorespiratoires et métaboliques obtenus au cours d’une épreuve maximale progressive sur ergocycle
avant (Pré) et après (Post) un entraînement en force (6 x 10 extensions de jambe à 70%RM x 3 fois x
semaine) de 8 semaines. Pour un sujet donné, V'Emax correspond à la ventilation minute mesurée au
palier maximal commun aux 2 tests réalisés (pré et post entraînement).
Statistiques
La comparaison des forces musculaires et des paramètres métaboliques, obtenus avant et après
l’entraînement, est réalisée à l’aide du test t de Student apparié. Compte tenu des différences de protocoles liés aux différences anthropométriques des sujets, nous avons calculé l’aire sous la courbe de la
ventilation en fonction de la puissance de travail (ASCV'E), pour chaque sujet. Les ASCV'E pré et post
sont alors comparées par le test t de Student apparié.
Résultats
L’entraînement en force a induit des augmentations de 1RM (23%, P<0,001), de puissance maximale
mécanique (7%, P<0,02), de V'O2max (4%, P<0,05) et de la puissance au seuil ventilatoire (14%,
P<0,02) (tableau 1). A partir du palier 11 (190Watts), la ventilation obtenue en Post (ASCpost) est inférieure à celle obtenue en Pré (ASCpre) (p<0,03) (figure 1). Pour l’ensemble des sujets, V'Emax post est
inférieure à V'Emax pré (p=0.05) (tableau 1). Enfin, les variations de V'Emax sont corrélées aux variations du seuil ventilatoire (SV) (r2 = 0,55, p < 0,05).
Tableau 1 : Effet de l’entraînement en force sur les paramètres cardio-vasculaires maximaux
V'O2max (ml/min/kg)
Moyenne
Pmax (Watt)
SV (%VO2max)
V'Emax (L/mn)
pré
post
pré
post
pré
post
pré
post
39,6±10
41,3±11*
224±68
239±73*
69±5
75±7*
102±33
96±3*
V'O2max= Consommation d’oxygène maximale ; Pmax= Puissance maximale ; SV = Seuil ventilatoire ; V'Emax = Ventilation minute mesurée
au palier maximal commun aux 2 tests de chaque sujet ; *Différence significative par rapport à pré (p<0,05)
ACAPS O3 - Toulouse
298
Communications affichées 5
Figure 1 : Effet de l’entraînement sur V'E aux différents paliers d’intensité croissante
Aire sous la courbe de VE en fonction de la
puissance de travail sur le test en rampe
AS C ( L/mn.W att)
2000
ASCpré
ASCpost
1500
1000
500
0
2
3
4
5
6
7
8
9
10 11 12 13
Paliers
Conclusion
Un entraînement en force du quadriceps de 8 semaines améliore l’aptitude aérobie du sujet sédentaire
sain, déterminée au cours d’un test d’effort maximal progressif sur ergocycle et diminue la ventilation
à des intensités d’effort élevées. Compte tenu de son effet positif sur les caractéristiques aérobies et
musculaires, et de la faible demande ventilatoire induite au cours de ce type d’effort, l’inclusion d’un
tel programme pourrait être proposée aux patients dont la faiblesse musculaire a été documentée et
pouvant présenter une limitation ventilatoire à l’effort. D’autre part, ce type d’entraînement pourrait
améliorer la dyspnée en diminuant la demande ventilatoire à l’effort. Ce dernier point mérite confirmation.
Références
[1] American Association of Cardiovascular and Pulmonary Rehabilitation (1999). Guidelines for
Cardiac rehabilitation programs (3rd ed.). Champaign, IL: Human Kinetics Publishers.
[2] Bernard, S.,Leblanc, P., Whittom, F., LeBlanc, P., Jobin, J., Belleau, R., Rérubé, C, Carrier, G., &
Maltais, F. (1999). Aerobic and strength training in patients with chronic obstructive pulmonary
disease. American Journal of Respiratory and Critical Care Medicine, 159, 896-901.
[3] Casaburi, R. (2001). Skeletal muscle dysfunction in COPD. Medicine & Science in Sports & Exercise, 662-670.
[4] Finck, G.R., Adams, L., Watson, J.D.G., Innes, J.A., Wuyam, B., Kobayashi, I., Corfield, D.R.,
Murphy, K., Jones, T., Frackowiack, R.S.J., & Guz, A. (1995). Hyperpnoea during and immediately after exercise in man: evidence of motor cortical involvement. Journal of Physiology (London), 489, 663-675.
[5] Fletcher, G.F., Balady, G., Froelicher,V.F., et al. (1995). Exercises standards: a statement for
healthcare professionals from the American Heart Association. Circulation, 91, 580-615.
[6] Gosselink, R., Troosters, T., & Decramer, M. (1996). Peripheral muscle contributes to exercise
limitation in COPD. American Journal of Respiratory and Critical Care Medicine, 153, 976980.
[7] Hamilton, A.L., Killian, K.J., Summers, E., Jones, N.L. (1995). Muscle strength, symptom intensity and exercise capacity in patients with cardio-respiratory disorders. American Journal of
Respiratory and Critical Care Medicine, 152, 2021-2031.
[8] Innes, J.A., De Cort, S.C., Evans, P.J., & Guz ,A. (1992). Central command influences cardiorespiratory response to dynamic exercise in humans with unilateral weakness. Journal of Physiology (London), 448, 551-563.
[9] Ortega, F., Toral, J., Cejudo, P., Villagomez, R., Sanchez, H., Castillo, J., & Montemayor, T.
(2002). Comparison of effects of strength and endurance training in patients with chronic obstructive pulmonary disease. American Journal of Respiratory and Critical Care Medicine,
Sep1, 166(5), 669-74.
[10] Serres, I., Gauthier, V., Varray, A., & Prefaut, C. (1998). Impaired skeletal muscle endurance
related to physical inactivity and altered lung function in COPD patients. Chest, 113, 990-905.
299
ACAPS O3 - Toulouse