Science & Sports (1991) 6, 245-251 245 © Elsevier, Paris

Article original

Cofit nerg tique du crawl chez les nageuses de competition. Comparaison avec les garcons

JC Chatard*, AM Agel, L Lacoste, C Millet, M Paulin, JR Lacour

Laboratoire de physiologie, GIP exercice, facultO de mOdecine de Saint-l~tienne, 42000, Saint-l~tienne, France

(Re~u le 18 janvier 1991 ; accept6 le 1 er f6vrier 1991)

R6sum6 - Le but de cette &ude a 6t6 d'examiner le cofit 6nerg6tique du crawl (Cn) chez une population de 58 nageuses de crawl (G I) ainsi que les relations avec les possibles d6terminants ; niveau de performances, donn6es anthropom6triques, technique et vitesse de nage. Trois niveaux de performance (A, B, C) ont 6t6 d6termin6s du plus lent (A) aux plus rapides (Be t C). Au niveau C, et ~t 1,1 m-s - t , Cn est diminu6 de 7% quand il est directement compar6 au niveau B. Cette diff6rence atteint respectivement 10 et 37% quand Cnes t calcul6 par unit6 de taille et pouss6e de flottaison (PF). Pour G I, l '6quation de r6gression multiple est: Cs 1,1 = 0,27 taille - 2,38 PF - 7,5 (r = 0,53 ; P < 0,01). Pour 6tudier l 'effet sp6cifique de la longueur des bras sur Cn, un groupe (G II) de 20 nageuses de taille presque identique mais de diff6rentes longueurs de bras, 10 longs et 10 courts, ont 6t6 s61ectionn6es. Le Cn des nageuses aux plus grands bras a 6t6 significativement (P < 0,01) plus basque celui des nageuses aux bras plus courts. Pour 6tudier l 'influence de type de technique utilis6 en crawl, deux groupes de 20 nageuses ont 6t6 respectivement divis6s par un groupe d'entra~- neurs en dix nageuses de bras et dix nageuses de jambes (GII I ) et dix nageuses de sprint et dix nagenses de demi-fond (G IV). Le Cn a 6t6 significativement (P < 0,01) plus bas pour les nageuses de bras et pour les nageuses de demi-fond que pour les nageuses de jambes et les nageuses de sprint. Pour tousles groupes, Cn a augment6 en moyenne de 8 - 11% tous les 0,1 m-s-~ entre les vites- ses de 1,1 et 1,4 m-s-~. Ces r6sultats d6montrent que les variations de Cn chez les filles sont comparables/ l celles observ6es chez les garcons. Cn d6pend du niveau de pratique des nageuses, des dimensions corporelles, de la technique et de la vitesse de nage.

cofit ~nerg~tique / dimensions eorporelles / natation / performance / pouss~e de flottaison

Summary - Energy cost of crawl in female competition swimmers. Comparison with males. The energy cost o f swimming (C~)per unit distance at a given velocity varies to a large extent f r o m one swimmer to another. This variation is thought to depend mainly on technical ability. For females, this relationship has been studied by comparing heterogeneous groups o f swimmers, ie competitive and recreational swimmers, hopeful and elite swimmers. The relationship between C s and technical ability has never been studied f o r t imed performance levels achieved in competition as was done f o r males. Thus, the present s tudy was primarily designed to exa- mine the relationship between C s o f a large population o f female swimmers and various performance levels achieved in competi- tion. The 400-m event was chosen as a reference because it is a common distance that can be swum by all swimmers - sprinters, middle or long-distance swimmers. Specific attention was given to anthropometric variations among swimmers. Factors related to the pressure exerted by the body on the water (height, mass, surface area and hydrostatic lift) were studied carefully. The specific influence o f arm length on C s and the differences between arm or leg swimmers and sprinters or long-distance swimmers were also examined. A second aim o f the present s tudy was to fur ther document C s differences between female and male competitive swim- mers as females, in the literature, are recognized as being more economical than males. However, the reason f o r this difference is a subject o f controversy. A group f o 58 females (G D was studied. Three performance levels were determined f r o m the slower to the faster performance times, as fo l lows: level A (n = 14) when the velocity o f a 400-m swin (V400) measured in competition was less than 1.25 m.s-~; level B (n = 27) when 11400 was between 1.26 and 1.40 m . s - l ; level C (n = 17) when V400 was between 1.41 and 1.55 m.s -1. From the 58 swimmers, a group o f 20 swimmers o f level A, B and C (G II), characterized by almost the same mean height but different arm length was selected and identified as two subgroups, long-armed (n = 10) or short-armed swimmers (n = 10). In the same way, two other groups o f 20 swimmers o f level B or C (G 1II and G IV) were selected by three team coaches. These swimmers were characterized by different swimming techniques, ie arm (n = 10) or leg (n = 10) swimmers (G IID and sprinters (10), specialized in 100-m event, or long-distance (n = 10) swimmers (G 1V), specialized in 800-m event. Oxygen uptake was measured

* Correspondance et tir6s/t part: GIP exercice, Pavilion 12, CHU de Saint-t~tienne, 42650 Saint-Jean-Bonnefonds.

246 JC Chatard et al

in a 50-m pool during a 400-or a 800-m front crawl swin, depending on the ability of the swimmers, at a progressively increasing speed, until exhaustion. The C s, expressed in ml of oxygen per m, was calculated from the oxygen uptake measured at 1.10, 1.20, 1.30 and 1.40 m.s 1 and expressed respectively by C s 1.1, C s 1.2, C~ 1.3 and C s 1.4. The buoyancy was evaluated by the hydrostatic lift. It was measured at the end of a maximal inspiration when swimmers were floating. A lead mass, varying from 0.1 kg ot 1 kg, was applied to their back. The final load necessary to maintain the swimmer in a balanced position just under water was considered as the hydrostatic lift. A t level C and at 1.1 m.s -t, C s 1.1 was reduced by 7% when directly compared to level B. C~ 1.1 was redu- ced by 10% and 37% when calculated per unit o f height and per unit o f hydrostatic lift (HL). For the whole group of swimmers, the equation regression was Cs 1.1 = 0.27 height - 2.38 HL - 7,5 (r = 0.53, P < 0.01). For G II, C~ o f long-armed swimmers was lower than short-armed swimmers at the four velocities by 12%, SD 2.2% (P < 0.01). For GIII, C~ was lower for arm than for leg swimmers by 12%, SD 4.5% (P < 0.01). For G IV, C s was lower for long-distance swimmers than for sprinters by 15.7%, SD 2% (P < 0.01) . For all groups, C s increased significantly (P < 0.05), between each velocity. A t level A, between 1.1 and 1.2 m.s-1, C~ increased by 8%. A t level B, between 1.1 and 1.3 m.s- l, Cs increased by 16%o. A t level C, between 1.1 and 1.4 m.s-1, C~ increased by 33%. In order to verify that C~ is greater for males than for females because of the differences in weight and prac- tice level 50females from the present study and 50 males from a previous study were paired by mass and V400. Statistical differences (P < 0.01) in C~ still persist between the two paired groups. C~ is 16% lower for females than for males. However, hydrostatic lift and duration of training are also 22% and28% higher for females than for males. A t the lower mass corresponding to an age below puberty, inter-sex differences did not exist. These findings indicate that the wide C, variation o f females is similar to the C~ varia- tion previously demonstrated for males. C depends on the performance levels, anthropometric data, swimming technique and velo- city. On average, females are more economical than males. However, the inter-sex difference is mainly related to body size differences, height, mass, buoyancy. However, it must be emphasized that not all the factors influencing C~ have been fully studied. Further experiments are required to determine the role of other factors (such as joint laxity, hand surface area, shaving, apparatus, ere) to evaluate the exact variability of C~ due to swimming ability or sex differences.

anthropomelric size / energy cost / buoyancy / performance / swimming

Introduction

Le coot 6nerg6tique de la nage (Cn), d6fini comme l'6nergie n6cessaire au d6placement d 'un corps pour une distance et une vitesse donn6e, varie largement d 'un nageur/t l 'autre. Cette variation est suppos6e d6pendre essentiellement du niveau technique des nageurs (Cazorla et Montpetit 1988 ; Chatard et al, 1991 ; Costill et al, 1985, Holmer, 1974; Montpetit et al, 1983 ; Montpetit et al, 1988 ; Pendergast et al, 1977). Chez les filles, cette relation n 'a 6t6 6tudi6e que par deux 6tudes comparant des groupes de nageuses de diff6rents niveaux, nageuses de com- p6tition et nageuses occasionne!les (Costill et al, 1985), nageuses de niveau espoir et international (Montpetit et al, 1983). Cette classification en groupe est tr6s impr6cise par rapport au niv~au exact des performances r6alis6es. Et des nageuses quali- fi6es de niveau << international >> par Van Handel et al (1988) sont seulernent de niveau << moyen >~ quand elles sont compar6es aux nageuses 6tudi6es par Montpetit et al, 1988 (Kearney et al, 1989). Donc, Cn n 'a jamais 6t6 6tudi6 pour un niveau de perfor- mances mesur6es en comp6tition comme cela a 6t6 r6alis6 chez les gargons (Chatard et al, 1991).

L'interpr6tation directe de Cn reste aussi al6atoire parce que d'autres facteurs que le niveau de prati- que le font varier. Ces facteurs, lids aux dimensions corporelles, sont la taille et le poids qui l 'augmen- tent (Chatard et al, 1991 ; Montpetit et al, 1988) et la flottabilit6 qui le diminue (Chatard et al, 1991 ; Costill et al, 1985 ; Montpetit et al, 1983 ; Pender-

gast et al, 1977). R6cemment, il a 6t6 montr6, mais seulement chez les garcons que d'autres facteurs anthropom6triques et techniques influen~aient Cn (Chatard et al, 1991). D'une part, la longueur des bras influence Cn - pour une taille donn6e, plus la longueur des bras est importante et plus Cn dimi- nue - d 'autre part, les nageurs qualifi6s par leurs entra~neurs comme des nageurs de bras ont un Cn inf6rieur aux nageurs dits de jambe. De mSme les nageurs de longue distance ont un Cn inf6rieur/t celui des nageurs de sprint, quelles que soient les vitesses de nage.

Les nageuses, d 'une fagon g6n6rale, sont recon- nues pour ~tre plus 6conomes que les gargons (Cos- till et al, 1985, Montpetit et al, 1983; Pendergast et al, 1977 ; Van Handel et al, 1988). Cependant la raison de cette diff6rence est un sujet de contro- verse. Pour Montpetit et al (1983) et Van Handel et al (1988) cette diff6rence dispara~t si Cnes t rap- port6 au poids corporel et au niveau d'exp6rience des individus. En revanche, pour Pendergast et al (1977), cette diff6rence est toujours pr6sente lors- que Cnes t rapport6 ~t la surface cutan6e. La rela- tion avec la vitesse est 6galement un sujet de controverse. Pour Pendergast et al (1977) Cn est ind6pendant de la vitesse entre 0,4 et 1,2 m.s-1. Cependant, une revue plus r6cente de la litt6rature sugg6re que Cn augmente avec la vitesse (Chatard et al, 1991 ; Montpetit et al, 1983 ; Van Handel et al, 1988).

Ainsi, le but de la pr6sente 6tude a d 'abord 6t6 d'examiner les relations entre Cn d'une grande

Cofit 6nerg6tique du crawl 247

popula t ion de nageuses et diff6rents niveaux de per- formances r6alis6s en comp6ti t ion. Le 400 m nage libre a 6t6 choisi comme course de r6f6rence. C 'es t une distance qui peut etre nag6e aussi ais4ment par des nageuses de sprint que par des nageuses de demi- fond. C o m m e les d imens ions corporelles sont sus- ceptibles d'affecter les relations entre Cn et le niveau de per formance , une a t ten t ion toute particuli6re a 6t6 donn6e aux var ia t ions morphologiques des nageuses entre elles. Les facteurs lids aux variat ions de pressions exerc6es par le corps sur l ' eau (taille, poids, surface cutan6e et pouss6e de flottaison) ont ~t4 sp6cialement 6tudi6s. L ' in f luence sp6cifique de la longueur des bras sur Cn ainsi que les diff6ren- ces entre nageuses de bras et de jambes ou nageu- ses de sprint ou de longue distance ont 6galement 6t6 6tudi6es. Le deuxi6me but de cette 6tude a 6ga- lement 6t6 de documente r plus avant les diff6ren- ces qui existent entre le Cn des filles et des gargons.

M6thodes

Sujets

Un groupe (G I) de 58 nageuses de comp&ition a 6t6 6tu- di6 pour 6valuer la relation entre Cn, le niveau de per- formance et certaines donn6es anthropom&riques (taille, poids, surface cutan4e, pouss6e de flottaison). Trois niveaux de performance ont 6t6 d6finis : du plus lent au plus rapide; niveau A, n = 14, quand la vitesse mesur6e en comp6tition sur 400 m (V400) 6tait inf6rieure h 1,2S re .s - l ; niveau B, n = 27, quand V400 6tait situ6 entre 1,26 et 1,40 m.s 1; niveau C, n = 17, quand V400 6tait situ6 entre 1,41 et 1,55 m.s -1. Parmi les 58 nageuses, un groupe (G II) de 20 nageuses de m~me taille, de niveau A, B ou C, a 6t6 s61ectionn6. Deux sous-groupes ont 6t6 identifi6s selon que les bras des nageuses 6talent plus longs (n = 10) ou plus courts (n = 10) que la moyenne. De la m~me mani6re, deux autres groupes de 20 nageuses (G III et G IV) de niveau B ou C ont 6t6 s61ectionn6s par trois entraineurs d'une m~me 4quipe. Ces nageuses 6taient caract6ris6es par des dimensions corporelles et des per- formances de nage voisines mais des techniques de nage diff6rentes: nageuses de bras (n = 10) ou nageuses de jambes (n = 10), nageuses de sprint (n = 10) sp6ciali- s6es sur 100 m ou nageuses de demi-fond (n = 10) sp6- cialis6s sur 800 m. Ces trois derniers groupes ont eu pour but d'6valuer l'influence sp6cifique de la longueur des bras et du type de technique de nage sur Cn. Toutes les nageu- ses s61ectionn6es ont accept6 de se soumettre h cette 6tude volontairement.

Cofit ~nergdtique de la nage La consommation d'oxyg6ne ( g o 2 1.min-1) a 6t6 mesu- r6e en piscine de 50 m, au cours d 'un 400 ou 800 m crawl selon l'aptitude des nageuses, ~t une vitesse progressive-

ment croissante, par palier de 200 m, jusqu'/t 4puisement (Montpetit et al, 1981). La temp6rature de l'eau 6tait de 26 ~t 26,5°C. Les nageuses s'6chauffaient avant l'6preuve pendant 5 ~t 10 min. La vitesse de nage effective 6tait mesur6e/t chaque palier sur 40 m, en 61iminant les 5 m situ6s pros des murs pour soustraire l'influence des vira- ges sur la vitesse moyenne de nage. Les nageuses portaient un masque raccord6 h une valve de Rudolph. Les gaz expi- r6s 6taient collect6s pendant les 30 derni6res secondes de chaque 200 m dans des sacs de Douglas attach6s sur un chariot qui suivait les nageuses le long de la piscine. Les fractions d'oxyg6ne et de dioxyde de carbone ont 6t6 mesur4es ~t l'aide d'analyseur de type Beckman OM 11 et LB 2 calibr6s avec des gaz de fraction connue par la m6thode de Sch61ander. Les volumes ont 6t4 mesur6s l'aide d 'un spirom6tre de Tissot, Techmachine-Gymrol. Le Cn a 6t6 calcul6 ~ partir de la consommation d'oxy- g6ne mesur6e ~ 1,1 ; 1,2; 1,3 et 1,4 m.s -1 et exprim6 res- pectivement par Cnl ,1; Cnl ,2 ; Cnl,3 et Cnl ,4 en millilitre d'oxyg6ne par m~tre parcouru.

Dimensions corporelles La surface cutan6e (SC) a 6t6 estim4e ~ partir de l'6qua- tion de Du Bois et Du Bois (1916) ~t partir de la taille (T) et du poids (P). La longueur des bras (LB) a 6t6 mesur6e de l 'acromion h l'extr6mit6 du majeur. La densit6 des nageuses a 6t6 estim6e par la pouss6e de flottaison (PF). PF a 6t6 mesur6e en inspiration forc6e alors que les nageu- ses flottaient en position foetale, regard vers le fond de la piscine. Des poids variant de 0,1 ~ 1 kg ont 6t4 appli- qu6s sur leur dos au niveau des omoplates. Le poids final n6cessaire pour maintenir le corps des nageuses en posi- tion 6quilibr6e, juste au-dessous de l'eau, a 6t6 consid6r6 comme PF. Cette m6thode est facile d'emploi et sa repro- ductibilit4 a 6t6 mesur6e ~t r = 0,98 pour huit nageurs.

Dur~e d'entrafnement La dur6e de l'entralnement a 4t4 exprim6e en heure par semaine. Une heure correspondant de 3 ~t 4,5 km selon le niveau de pratique.

Performance La performance sur 400 m (V400) a 6t6 mesur6e lors d'une comp6tition officielle r6alis6e le mois avant ou apr~s les autres mesures.

Analyses statistiques Les moyennes et d4viations standard de toutes les varia- bles ont 6t6 calcul6es. Une analyse de variance (Anova) a 6t6 utilis6e pour comparer les moyennes (i) des princi- pales caract6ristiques des sous-groupes de nageuses (ii) de Cn ~t diff6rentes vitesses selon les trois niveaux de per- formance. Des r6gressions par pas ont 6t6 calcul6es entre Cnl , 1 et les variables anthropom6triques (taille, poids, surface cutan6e et pouss4e de flottaison). Seules les varia- bles qui am61ioraient significativement l'ajustement (P < 0,05) ont 6t6 incluses dans la r6gression finale. Les valeurs des coefficients de toutes ces variables ont 6t6 calcul6es et rapport6es/~ leur erreur standard estim6e (ESE) pour calculer la valeur critique de P. Les programmes d'analy-

248 JC Chatard et al

ses statistiques Statview 512 + et Cricket Graph ont 6t6 utilis6s. Pour toutes les analyses, le seuil de signification a 6t6 fix6/~ 0,05.

R~sultats

Pour G I, les r6sulats des caract6ristiques anthro- pom6triques, dur6es d'entra~nement, performance sur 400 m e t Cn aux niveaux A, B, C et aux vitesses 1,1-1,4 m.s-1 ont 6t6 repr6sent6s dans le tableau I. Les poids corporels et pouss6es de flottaison des groupes de niveau A et B ne sont pas statistique- ment diff6rents. Cependant, plus le niveau de per- formance est 61ev6 et plus les dimensions corporelles ainsi que la dur6e d'entra~nement sont importants. Au niveau C, Cn 1,1 et Cn 1,2 sont significative- ment plus faibles qu 'au niveau B (respectivement 30,8 + 4,4 et 34,6 + 5,3 contre 33,1 ___ 2,4 et 37,1 _+ 4,5 ml .m- ~). Cependant, il n 'y a pas eu de dif- f6rence significative de Cn, entre les niveaux de pra- tique donn6s A et B. Pour conna~tre quels sont les facteurs qui participent le plus g la variation de Cn, des r6gressions par pas ont 6t6 pratiqu6es entre Cn et les donn6es anthropom6triques. La variable qui a expliqu6 le mieux les variations de Cn1,1 a 6t6 la taille, r = 0,35, P < 0,01. L' incorporation de la pouss6e de flottaison comme une deuxi6me varia- ble explicative a augments significativement la cor- r61ation, r = 0,53, P < 0,01 (6quation).

Cnl,1 = 0,27 T - 2,38 PF - 7,5; ESE = 0,07 0,75 ; P < 0,01 0,01.

Des diff6rences statistiquement significatives, P < 0,05, ne sont pas apparues pour les niveaux de pratique A, B, C, quand Cn 1,1, Cn 1,2 et Cn 1,3 ont 6t6 calcul6s par unit6 de taille (Cn/T). Cepen- dant des diff6rences statistiquement significatives, P < 0,05, apparaissent entre les niveaux A et C lors- que Cnes t en plus calcul6 par unit6 de pouss6e de flottaison (Cn/T.PF) . Plus le niveau de pratique augmente plus C n l , 1 / T . P F diminue.

Pour G II, les dimensions corporelles des deux sous-groupes diff6rent par la longueur des bras (77 _+ 3 contre 72 + 2 cm, P < 0,01) (tableau II). Les valeurs moyennes de Cn aux diff6rentes vitesses sont pr6sent6es pour les deux sous-groupes sur la figure 1A. Aux quatre vitesses mesur6es, Cn des nageuses aux bras les plus longs est plus faible que celui des nageuses de bras les plus courts de 12 + 2,2%. P < 0,01. Pour G I I I , Cn des nageuses de bras est inf6rieur/l celui des nageuses de jambes de 12 + 4,5%, P < 0,01 (fig 1B) mais les nageuses de bras ont nag6 en moyenne plus vite que les nageuses de jambe (1,48 + 0,05 m.s - I contre 1,38 ___ 0,06 m.s -I) et s'entraTnaient plus longtemps (22 + 6 h/s contre 14 + 4 h/s). Pour G IV, Cn des nageu- ses de demi-fond est plus basque celui des nageu- ses de sprint de 15,7 + 2%, P < 0,01 (fig 1C). Pour G IV, il n 'y a eu pas de diff6rence significative des autres variables mesur6es.

Dans tous les groupes de pratique, Cn a augment6 significativement, P < 0,05,/~ chaque vitesse. Au niveau A, entre 1,1 et 1,2 m.s -1, Cn a augment6 de 8%, au niveau B, entre 1,1 et 1,3 m.s -1, de 16%, au niveau C, entre 1,1 et 1,4 m.s -1, de 33%.

Tableau I. Carac6ristiques des sujets du groupe G I, niveaux A, B e t C (moyenne et 6cart type).

Niveau A Niveau B Niveau C Total

n 14 27 17 58 Age (ann6es) 13 (1,3) 15 (1,8)* 16 (1,8) 15 (2) Taille (cm) 158 (6) 164 (6)* 168 (8)** 164 (7) Longueur des bras (cm) 71 (3) 74 (3)* 76 (3)** 74 (4) Poids (kg) 48 (6) 53 (6) 58 (8)** 53 (8) Surface cutan6e (m z) 1,47 (0,11) 1,56 (0,11)* 1,66 (0,13)** 1,57 (0,14) Pouss6e de flottaison (kg) 1,9 (0,4) 2,0 (0,4) 2,7 (0,7)** 2,2 (0,6) Dur6e d'entra~nement (h/s) 9 (2) 13 (4)* 18 (7)** 13 (6) V400 (m/s) 1,18 (0,05) 1,34 (0,04)* 1,47 (0,04)** 1,34 (0,11) Cnl ,1 (ml/m) 31,6 (2,8) 33,1 (2,4) 30,8 (4,4)** 32,1 (3,4) Cn l ,2 (ml/m) 34,2 (1,8) 37,1 (4,5) 34,6 (5,3)** 35,8 (4,8) Cnl ,3 (ml/m) - 40,5 (4) 37,9 (5,8)** 37,8 (5,3) Cn l ,4 (ml/m) - - 41 (7,6) 38,6 (6,8)

* Diff6rence significative, P < 0,05, entre les niveaux A et B; ** diff6rence significative, P < 0,05, entre les niveaux B et C.

Cofit 6nerg6tique du crawl

Tableau II. Caract~ristiques des sujets des groupes G II, G III et G IV (moyenne et dcart type).

249

Groupe H Groupe H Groupe III Groupe III Groupe IV Groupe IV Bras longs Bras courts Nag de bras Nag de jambes Sprint Demi-fond

n 10 10 10 10 10 10 Age (ann6es) 16 (2) 16 (2) 16 (2) 15 (1) 16 (1) 15 (1) Taille (cm) 165 (8) 165 (5) 167 (7) 165 (9) 168 (7,8) 165 (4,3) Longueur des bras (cm) 77 (3) 72 (2)* 75 (3) 75 (4) 75 (3,9) 74 (1,7) Poids (kg) 57 (9) 55 (5) 56 (10) 56 (8) 56 (5,6) 52 (6,1) Surface cutande (m 2) 1,62 (0,17) 1,60 (0,08) 1,62 (0,17) 1,61 (0,16) 1,63 (0,13) 1,60 (0,08) Poussde de flottaison (kg) 2,4 (0,9) 2,0 (0,5) 2,6 (0,9) 2,2 (0,7) 1,9 (0,6) 2,4 (0,8) Dur6e d'entra~nement (h/s) 15 (7) 14 (6) 22 (6) 14 (4)* 15 (3) 14 (4) V400 (m/s) 1,40 (0,10) 1,34 (0,10) 1,48 (0,05) 1,38 (0,06)* 1,39 (0,05) 1,42 (0,07)

* Diff6rence significative, P < 0,05 entre les groupes.

Cn (ml.m "1)

50

40

30

20

10

~ Bras longs Bras courts

t

i/, Cn (ml.m -1) Cn (ml.m "1)

1,1 1,2 1,1 1,2 1,1 1,2

Vitesse de nage (m/s) Vitesse de nage (m/s) Vitesse de nage (m/s)

Fig 1. Moyenne et erreur standard de Cn des nageuses aux bras longs et courts (A), des nageuses de bras et jambes (B), des nageuses de sprint et de demi-fond (C) & diff6rentes vitesses. Les diff6rences significatives, P < 0,05, (test Anova) sont marqudes *

Discussion

En utilisant une classification fond6e sur la perfor- mance, cette 6tude montre que le Cn des nageuses est en moyenne comparable aux observations de Cn de nageuses rapportdes par Costill et al, 1985; Montpetit et al, 1983 ; Pendergast et al, 1977 ; Van Handel et al, 1988. Pour ces auteurs, les valeurs moyennes de Cn variaient de 26 ~t 50 ml .m- i con- tre 36 ml.m-1 dans la pr6sente 6rude. L'analyse quantitative des diff6rences de Cn entre les niveaux C et B confirme que plus le niveau de performance est 61ev6 plus Cnes t faible. Cnes t diminu6 de 7%

1,1 - 1,2 et 1,3 m.s -1. Cette diff6rence atteint 10 et 37% lorsque Cnest rapportde aux dimensions corporelles (taille et poussde de flottaison). Cela d6montre qu 'une grande taille et qu 'une grande

pouss6e de flottaison cachent une partie de l 'effet de r6duction de Cn due ~ une meilleure technique de nage au niveau C par rapport au niveau B. Cela d6montre dgalement que la pression exercde sur l'eau par le corps des nageuses influence directement les valeurs de Cn. Les pourcentages de variations de Cn observds par rapport aux dimensions corpo- relies (10 et 37%) sont proches des 7 et 25% obser- v6s chez les garcons (Chatard et al, 1991). Cependant, dans la pr6sente 6tude, le fait de rap- porter les valeurs de Cn ~ la taille et ~ la pouss6e de flottaison n 'a pas fait appara~tre de diffdrences significatives de Cn entre les niveaux A et B. Cela pourrait ~tre expliqu6 par le fait que les deux grou- pes bien que diffdrents par la taille et l'~ge, n'dtaient pas diffdrents par le poids corporel et la pouss6e de flottaison. Montpetit et al (1988) ont en effet mon-

250 JC Chatard et al

tr6 que le poids corporel repr4sentait 40% de la variabilit6 de Cn. Cette valeur est proche des 31%0 trouv6s par Chatard et al (1991) chez les garcons. Cependant, dans la pr6sente 6tude et celle de Cha- tard et al (1991), la taille et la surface corporelle (for- tement corr616es au poids corporel, respectivement, r = 0,81 et 0,92; P < 0,01) ne repr6sentait que 12 et 25% de la variabilit6 de Cn. Cela est probable- ment dfi g une diff6rente approche statistique de Montpetit et al (1988). Ces auteurs ont en effet regroup6 dans une seule 6tude statistique les 38 gar- cons et 38 filles 6tudi6s ce qui a eu pour effet d'aug- menter le niveau de corr61ation entre Cn et le poids corporel. En effet, lorsque les 58 filles de la pr6sente 6tude sont int6gr6es dans la premi6re 6tude concer- nant 101 garcons, la taille et le poids corporel repr6- sente 34 et 30% de la variabilit6 de Cn, r6sultats presque similaires/t celui de Montpetit et al, 1988. Comme pr6c6demment d6montr6 chez les garcons (Chatard et al, 1991), cette 6tude confirme que la Ion- gueur des bras/~ un effet sp6cifique sur la variation de Cn. Pour une taille donn6e, lorsque les bras sont d'une longueur sup6rieure, Cn diminue. Une varia- tion de 5 cm, pour une taille moyenne de 161 cm, apporte un gain de 12% de Cn, valeur comparable au gain de 12°/0 observ6 chez les garcons pour une variation de longueur des bras de 4 cm. En poursui- vant cette comparaison par rapport aux gargons, la pr6sente 6tude indique que la variabilit6 de Cn d6pend 6galement du type de techniques de nage uti- lis6es en crawl. Les nageuses de bras sont plus 6co- nomes que les nageuses de jambes (12% contre 15% pour les garcons) tout comme les nageuses de Ion- gue distance sont plus 6conomes que les nageuses de sprint (15,7% contre 16,5% chez les garqons).

D'une fagon g6n6rale, les auteurs ont montr6 que le Cn des gargons 6taient en moyenne 1 9 - 4 1 % sup6rieur A celui des filles (Costill et al, 1985 ; Mont- petit et al, 1983 ; Pendergast et al, 1977 ; Van Han- del et al, 1988). Montpetit et al (1983) ainsi que Van Handel et al (1988) ont d6montr6 que cette diff6- fence disparaissait lorque Cn 6tait ramen6 aux poids corporels et au niveau de pratique des nageurs. Pour v6rifier cette observation, 50 filles de la pr6sente 6tude et 50 garcons de l'6tude de Ch~/tard et al (1990) ont 6t6 pair6s par le poids et la vitesse sur 400 m. Les principales caract6ristiques des deux groupes sont repr6sent6es dans le tableau III. Des diff6rences statistiquement significatives (P < 0,01) persistent malgr6 tout au niveau de Cn dans les deux groupes ainsi form6s. En moyenne Cn des filles est 16% inf6rieur ~t celui des gargons. Cependant, la pouss6e de flottaison et la dur6e d'entra~nement sont 22 et 28% sup6rieures chez les filles que chez les gar- gons. Ces diff6rences intersexes n'existent pas aux

Tableau III. Caract6ristiques des nageurs et nageuses pair6s par le poids corporel et la performance (moyenne et 6cart type).

Garfons Filles

n 50 50 Age (ann6es) 15 (1,7) 15 (1,9) Taille (cm) 167 (8) 165 (7) Longueur des bras (cm) 75 (4) 74 (4) Poids (kg) 55 (8) 55 (8) Surface cutan6e (m 2) 1,61 (0,16) 1,59 (0,14) Pouss6e de flottaison (kg) 1,8 (0,6) 2,2 (0,7)* Dur6e d'entra~nement (h/s) 11,3 (2) 14,5 (6)* V400 (m/s) 1,37 (0,12) 1,37 (0,09) Cnl,1 m / m 37,9 (5,9) 32 (3,5) *

* Diff6rences significatives, P < 0,05, entre garcons et filles.

valeurs de Cn les plus basses (fig 2). Ces valeurs cor- respondent en effet pour les nageurs ~ un age inf6- rieur ~ celui de la pubert& Ces donn6es sont donc en contradiction avec les observations de Montpe- tit et al (1983) et de Van Handel et al (1988). Tou- tefois, ces auteurs n 'ont pas pr6cis6 dans leurs

Cn (ml/m)

60

so j °

• o

° £ 2 . +

[] • • •

0 ¢ • • [] • D O

20 , I , I , I , I ,

:30 40 50 60 70 80

Poids corporel (kg)

Fig 2. Relation entre Cn et le poids corporel de 50 gargons et 50 filles pair6s par le poids corporel et la performance sur 400 m. [] Cn garcons: y = 18 + 0,36x, r = 0,50; ~ En filles: y = 27,5 = 0,008x, r = 0,18.

Cofit 6nerg&ique du crawl 251

6tudes les valeurs des pouss6es de flottaison et des dur6es d'entra~nement des nageurs et nageuses &udi6s.

Entre les vitesses de 1,1 et 1,4 m.s -1, au niveau C, Cn augmente de 33%. Cette valeur est proche des 44% d 'augmentat ion rappor t& par Montpeti t et al (1983) chez des filles ou des 30% rapport6 par Chatard et al (1991) chez des garcons. Cependant, ces valeurs sont tr& diff6rentes des 96% rapport6s par Van Handel et al (1988) chez des nageuses de niveau mondial. Kearney et al (1989) ont soulign6 que les causes de cette diff6rence n'6taient pas clai- res. Les comparaisons entre groupes doivent certes &re r6alis6es/t une m~me vitesse de nage mais il con- vient d 'observer que les nageurs d'61ite ou des nageurs occasionnels ne nagent pas du tout de la m~me fagon h une m~me vitesse de nage. I1 faut donc sugg6rer que les comparaisons entre groupes de nageurs soient r6alis6es ~ une m~me vitesse mais aussi ~ un pourcentage identique de la vitesse maxi- male de nage afin d'6viter les variations de Cn dues aux alt6rations du style de nage des nageurs. Comme cela a 6t6 rapport6 par Montpeti t et al (1988), les bons nageurs sont incapables de nager

une vitesse faible. De plus, avec l 'augmentat ion de la vitesse, la part relative du battement de jam- bes change d 'un nageur ~ l 'autre et cela peut modi- fier le niveau de Cn. Le bat tement de jambes n6cessite en effet beaucoup d'6nergie mais ne con- tribue que faiblement ~ la propulsion des nageurs (Holmer, 1974; Hollander et al, 1988).

En conclusion, chez les filles, les grandes varia- tions de Cn sont comparables ~ celles observ6es chez les gargons. Cn d6pend du niveau de pratique des nageuses, des dimensions corporelles, du type de technique de nage utilis6e en crawl et de la vitesse de nage. En moyenne, les filles sont plus 6conomes que les garcons. Cependant, les diff6rences inter- sexes sont principalement li6es aux dimensions cor- porelles, taille, poids, pouss6e de flottaison. I1 doit &re soulign6 cependant, que tous les facteurs influen~ant Cn n 'on t pas 6t6 encore compl&ement &udi6s. D'autres exp6riences sont ~ pratiquer pour d6terminer le r61e exact d 'autres facteurs comme la laxit4 articulaire, la surface de la main, l ' influence du rasage, du syst6me de pr616vement des gaz res- piratoires, et ainsi 6valuer l 'exact variabilit6 de Cn due aux variations de niveau technique ou aux varia- tions intersexes.

Remereiements

Nous remercions les professeurs Jean-Marc Lavoie, Richard Montpetit et Roland Flandrois pour leurs conseils

dans la r6daction de cet article, l'association de r6flexion sur la natation pour son aide financi&e et Danielle Dor- mois, Josiane Castells et et R6gis Bonnefoy pour leur assistance technique.

R6f6rences

Cazorla G, Montpetit R (1988) Metabolic and cardiac res- ponses of swimmers, modern pentathlets and water polo players during freestyle swimming to a maximum. In: Swimming Science V (Ungerechts BE, Wilke K, Reischle K, eds). Human Kinetics, Champaign 251-257

Chatard JC, Agel AM, Lacoste L, Millet C, Paulin M, Lacour JR (1991) Cofit 6nerg6tique du crawl chez des nageurs de comp6tition. Science & Sports (sous-presse)

Costill DL, Kovaliski, Porter D, Fielding R, King R (1985) Energy expenditure during from crawl swimming: pre- dicting success in middle distance events. Int J Sports Med 6, 266-270

Du Bois D, Du Bois EF (1916) Clinical calorimeter. A formula to estimate the approximate surface aera if height and weight be known. Arch Int Med 17 (Part 2), 863-871

Holmer I (1974) Physiology of swimming man. Acta Physiol Scand Suppl 407, 1-55

Hollander AP, De Groot G, Van Ingen Schenau G J, Kah- man R, Tousaint HM (1988) Contribution of the legs to propulsion in front crawl swimming. In: Swimming Science V(Ungerechts BE, Wilke K, Reischle K, eds). Human Kinetics, Champaign, 39-44

Kearney JT, Van Handel PJ (1989) Economy: a physio- logic perspective. In: Advances in Sports Medicine and Fitness (Grana WA, eds). Year Book Medical Publis- hers, Chicago, 57-88

Mqntpetit R, L6ger L, Lavoie JM, Cazorla G (1981) VO 2 peak during free swimming using the backward extrapolation of the recovery curve. Fur JAppl Physiol Occup Physiol 47, 385-391

Montpetit R, Lavoie JM, Cazorla G (1983) Aerobic energy cost of the front crawl at high velocity in inter- national class and adolescent swimmers. In: Biome- chanics and Medicine in Swimming (Hollander AP, Huijing PA, de Groot G, eds). Human Kinetics, Cham- paign, 228-234

Montpetit R, Cazorla G, Lavoie JM (1988) Energy expen- diture during from crawl swimming: a comparison bet- ween males and females. In: Swimming Science V (Ungerechts BE, Wilke K, Reischel K, eds). Human Kinetics, Campaign, 229-236

Pendergast DR, di Prampero PE, Craig AB, Wilson DR, Rennie DW (1977) Quantitative analysis of the front crawl in men and women. J Appl Physiol Occup Physiol 43, 475-47

Van Handel PA, Katz A, Morrow JR, Troup JP, Daniels JT, Bradley PW (1988) Aerobic economy and compe- titive performance of US elite swimmers. In: Swim- ming Science V(Ungerechts BE, Wilke K, Reischle K, eds). Human Kinetics, Champaign, 219-277