Tests de terrain pour valuer la capacit arobie

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    14-Jun-2015

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  • 1. 1 "Approche moderne du travail arobie " TESTS DE TERRAIN POUR EVALUER LAPTITUDE AEROBIE ET UTILISATION DE LEURS RESULTATS DANS LENTRAINEMENT Georges CAZORLA Laboratoire de Physiologie EA 518 & Laboratoire Evaluation Sport Sant et Facult des Sciences du Sport et de lEducation Physique Universit Victor Segalen Bordeaux 2 AVANT PROPOS : Les trois objectifs du prsent article portent respectivement sur : 1) ltude critique des tests de terrain susceptibles dvaluer chacune des deux principales composantes de la capacit arobie : la puissance arobie maximale fonctionnelle (PAMF) et lendurance arobie(EA) 2) les possibilits auxquelles la connaissance de la vitesse arobie maximale (VAM) donne accs, et 3) les utilisations possibles des rsultats des tests de terrain pour orienter et contrler les intensits des exercices et de lentranement. QUELQUES DEFINITIONS PREALABLES Nous venons dutiliser quatre concepts qui seront ensuite largement repris dans la prsente tude, aussi, afin dviter toute ventuelle ambigut ou erreur dinterprtation il convient den proposer pralablement les dfinitions que nous leur attribuerons. La capacit arobie reprsente la quantit totale dnergie potentielle susceptible dtre fournie par voie oxydative. Comme elle dpend des rserves totales de substrats utilisables (ou carburant de lorganisme) : glycogne, glucose circulant, acides gras libres, voire mme dans certaines circonstances, acides amins... et bien sr, de la totalit de loxygne (ou comburant ) utilis pour leur combustion, son valuation directe est impossible. Par contre on peut indirectement en apprcier limportance par lvaluation de ses deux composantes que sont : la puissance maximale et lendurance. La puissance arobie maximale (P.A.M.) est la quantit maximale doxygne quun organisme peut utiliser par unit de temps (gnralement par minute) au cours dun exercice musculaire intense et dune dure gale ou suprieure quatre minutes. Elle correspond au VO2 max (V = dbit ; O2 = oxygne ; max = maximal) ou consommation maximale doxygne. Lendurance arobie (E.A.) est la fraction ou le pourcentage de VO2max ou de la P.A .M. ou encore de la vitesse arobie maximale (V.A.M.) susceptible dtre maintenu au cours dune preuve dune dure donne. Par exemple courir pendant 12 min (test de Cooper) ou un 5000, un 10000, un 20000 m, un semi-marathon ou un marathon et calculer ensuite quel pourcentage moyen de la V.A.M. correspond la performance ralise. LE.A. est aussi la dure dune activit susceptible dtre maintenue un pourcentage donn de VO2max, de la P.A.M. ou de la V.A.M. Par exemple fixer un pourcentage de la V.A.M. (85, 90, 95 ou 100 %) et chronomtrer la dure maintenue cette vitesse. Dans les deux cas, lvaluation de lendurance arobie ncessite donc de connatre prala- blement la puissance arobie maximale ou bien la vitesse arobie maximale. La vitesse arobie maximale (V.A.M.) ou puissance arobie maximale fonctionnelle (P.A.M.F.) est la vitesse limite atteinte VO2 max. Elle rsulte de linteraction de trois fac-

2. 2 teurs : 1- de VO2max, 2- du rendement de la locomotion utilise : course, cyclisme, natation... encore dfini comme efficacit ou conomie de locomotion utilise et 3- de la motivation pour pouvoir latteindre VO2max au cours dune preuve intense et prolonge (figures 1 et 2). Lconomie de locomotion (de course, de nage, de pdalage...) reprsente lnergie requise pour se dplacer une vitesse donne ou mieux, un pourcentage donn de VO2max ou de la V.A.M. Le sujet le plus conome ou prsentant le meilleur rendement sera celui qui dpensera le moins dnergie pour se dplacer sur une distance donne une vitesse donne. 1- EVALUATION DE LA P.A.M. ET DE LA V.A.M. Depuis 1982, date laquelle nous avons introduit en France les preuves progressives de course permettant dvaluer sur le terrain la puissance arobie maximale fonctionnelle et dextrapoler VO2max (Lger et Boucher, 1980 ; Lger et Lambert, 1982), la trs populaire preuve de douze minutes de course et de marche de Cooper (1968) essentiellement utilise jusqualors, se sont ajouts de nombreux autres tests aux protocoles et aux objectifs plus ou moins proches. Devant cette abondance, nombreux sont les praticiens qui, aujourdhui, sinterrogent avant de choisir le test correspondant le mieux leur(s) besoin(s) et leur(s) moyen(s). Lobjet de notre prsentation est dabord, de tenter de les aider tablir leur choix en toute connaissance de causes et ensuite, de leur suggrer quelques utilisations possibles des rsul- tats obtenus. Pour ce faire, nous passerons pralablement chacune des preuves les plus con- nues au tamis mthodologique constitu par quatre critres dapprciation : la pertinence, la validit, la fidlit et laccessibilit. Cette tude critique devrait permettre dtablir un clas- sement avant dexplorer deux pistes dutilisation possible des rsultats obtenus : lune partir de la rfrence principalement recherche : la vitesse arobie maximale (VAM), lautre avec la relation vitesse-frquence cardiaque (FC) issue dune des preuves retenues. TUDE CRITIQUE DE SIX TESTS Nous avons cart de notre tude deux tests dont la seule valeur est la facilit de leur mise en uvre : le test des italiens Conconi et al., 1982 et, celui baptis par ses auteurs franais Cha- non et Stephan (1985) : Control aerobic training ou C.A.T. test. Par contre, leur niveau de validit et de fidlit, deux des critres majeurs de la fiabilit dun test, nont pu rsister aux critiques mthodologiques et aux expertises exprimentales (voir notamment Brue et Mont- mayeur, 1988 ; Lger 1988 ; Lacour et al., 1987 ; Cazorla, 1990 ; Jones et Doust, 1997). Six autres tests qui rsistent cette premire critique font lobjet de la prsente expertise. Il sagit des tests : - de la plus grande distance parcourue en 12 min de Cooper,1968 : - progressif de course navette de Lger et Lambert (1982), - progressif de course sur grand terrain de Lger et Boucher (1980), - progressif Vam-val de Cazorla et Lger (1993), - progressif de course derrire cycliste de Brue (1985), - progressif de course paliers de 3 min, ou test de lUniversit de Bordeaux 2 (TUB2, Cazor- la 1990). Niveau de pertinence Le niveau de pertinence est dict par lobjectif ou les objectifs que se fixe lutilisateur dun test donn. Cest dailleurs cet endroit que lon observe les plus grandes confusions, aussi faut-il se poser les bonnes questions relatives ses utilisations possibles. 3. 3 Sagit-il dtablir un simple diagnostic initial sur le niveau de dveloppement de la capacit arobie ? Dans ce cas seul un indice de laptitude arobie suffit et nimporte lequel des six tests prcdents peut tre retenu. Veut-on valuer la puissance arobie maximale dun ou de plusieurs sujets ? Hormis le test de Cooper, tous les autres le permettent avec cependant une meilleure validit obtenue avec les tests navette de 20 m de Lger et al. (1985). Sagit-il encore dobtenir une vitesse limite rfrence ou vitesse arobie maximale (VAM) afin de mieux orienter et contrler les intensits dentranement ? Dans ce cas un simple in- dice arobie ne suffit plus. Ne disposant que dun chronomtre et de distances, lenseignant dEPS, lentraneur et le sportif ont surtout besoin de rfrences chronomtriques pour labo- rer les contenus de leurs entranements. Plus que la connaissance de VO2max, cest celle de la vitesse limite de course atteinte VO2max ou vitesse arobie maximale (VAM) qui leur est indispensable. A partir de cette vitesse, peuvent facilement tre programmes les intensits et les dures optimales utiles de course et tre connues leurs rpercussions physiologiques. Les tests progressifs de course sur piste : Vam-val, Lger et Boucher, Brue et TUB2 peuvent parfaitement rpondre ce type dutilisation. Sagit-il enfin dobtenir non seulement la VAM mais aussi dexplorer les vitesses interm- diaires correspondant aux limites des mises en jeu mtaboliques arobie, anarobie et mixte ainsi que les rponses cardiaques en tat stable et au cours dintervalles de rcupration ? Dans ce cas le TUB2 permet de rpondre ces diffrents objectifs. Le tableau 1 ci-dessous rcapitule la pertinence du choix ventuel des six diffrents tests. TESTS RSULTATS OBJECTIFS (*) ICA PAM VO2 max VAM PMT .12min de course : .2400 m : Cooper .course navette 20m Leger et al. .course sur piste Lger et Boucher vamval Cazorla et Lger .Course-derrire cycliste, Brue .TUB2 : paliers 3 min, Cazorla, Plus grande distance parcourue Plus petite dure Dernier palier complt Dernier palier complt Dure dans le dernier palier Dure dans le dernier palier Dure dans le dernier palier oui oui oui oui oui oui oui non non oui oui oui oui oui non non oui oui oui non oui Non Non non oui oui oui oui Non Non Non Non Non Non Oui Tableau 1 : Pertinence du choix dun test. Le choix dpend des objectifs de lutilisateur.(*) ICA : indice de capacit arobie ; PAM : puissance arobie maximale ; VO2 max : consommation maximale doxygne ; VAMS : Vitesse arobie maximale spcifique. PMT : plages mtaboliques transitionnelles. Niveau de validit Il sagit ici davoir la preuve exprimentale que chacun des tests slectionns mesure effecti- vement ce quil est cens valuer. Le niveau de corrlation calcul entre le facteur directement mesur et le rsultat du test permet de vrifier sa validit. Si la corrlation est leve, connais- 4. 4 sant le rsultat du test il est permis dextrapoler le facteur valuer. Linverse est aussi pos- sible. Selon les deux objectifs principaux assigns aux tests prcdents, peut-on affirmer quils me- surent effectivement VO2 max et la vitesse arobie maximale ? Validit et VO2 max Bien que la connaissance de VO2max ne savre pas indispensable aux entraneurs, aux du- cateurs et aux sportifs, certaines preuves sont trs fortement corrles VO2max. Elles per- mettent dextrapoler la consommation maximale doxygne avec un risque infrieur la plu- part des tests indirects de laboratoire. En fonction de lge des sujets, la course navette de Lger et al. (1985) prsente un niveau de corrlation compris entre 0,70 (n = 188 enfants) et 0,90 (n = 77 adultes). Lpreuve de course sur grand terrain (Lger et Boucher, 1980) nest par contre valide que pour prdire le VO2max de sujets adultes (r = 0,96 ; n = 25 adultes). Par contre le rsultat de ce test permet aussi une trs bonne prdiction des performances de demi-fond (r = 0,96 ; n = 23 adultes) et de fond (r = 0,96 ; n = 24 adultes). Il en est de mme du test de Brue (1985) : r (1500m) = 0,96 ; n = 12 et r (3000m) = 0,91 ; n = 11. Ces trois tests sont donc respectivement valids pour prdire VO2 max (navette et course sur piste) et la performance de longue dure (course sur piste et Brue), ce qui nest pas le cas du test de Cooper qui, selon les populations tudies et selon les auteurs, prsente des niveaux de corrlation non significatifs ( r : 0.24) trs significatifs (r: 0.94). Cette grande variabilit interdit dadopter sans rserve cette preuve pour prdire VO2 max. Validit et VAM Le concept de vitesse arobie maximale (VAM) ou vitesse limite atteinte VO2max (Vmax) suscite un grand intrt chez les entraneurs, les enseignants dEPS et les sportifs. La connais- sance de cette vitesse chez un individu donn nest cependant pas aussi simple quelle en a lair. En effet, la VAM dpend non seulement de multiples interactions biomcaniques et physiologiques (figure 1) mais aussi du protocole du test cens lobtenir (figure 2). Au nombre des interactions, le VO2max, le rendement nergtique encore dfini comme lconomie de course (Sjdin et Svendenhag, 1985 ; Daniels, 1985 ; Ouvrier-Buffet, 1988 ; Peronnet, 1988 ; Morgan et al, 1989 ; Lacour, 1990) et ...la motivation en sont les principales. Ainsi la VAM rsulte la fois de lconomie de course et du VO2 max. Connaissant la VAM, VO2max ne peut tre extrapol quen tenant compte de lconomie de course qui, selon les individus peut varier entre + 5%. 5. 5 PERFORMANCE OBTENUE DANS UNEPERFORMANCE OBTENUE DANS UNE ACTIVITE DEACTIVITE DE LONGUE DUREEDUREE VO2 max FACTEURS PHYSIOLOGIQUES FACTEURS PSYCHOLOGIQUES ENDURANCE AEROBIE ECONOMIE DE COURSE MORPHOLOGIE HEREDITE ? SPECIALITE ENDURANCE AU STRESS MOTIVATION ENTRAINEMENT VITESSE AEROBIE MAXIMALE FACTEURS BIOMECANIQUES CAPACITE DE MAINTENIR LA VITESSE MOYENNE DE COURSE LA PLUS ELEVEE Figure 1 Diffrentes inter-actions lorigine de la performance au marathon et au marathon Un autre point et non des moindres est que la Vam peut aussi varier en fonction du protocole du test. Dune manire gnrale, plus laugmentation de la vitesse des paliers est brutale et de courte dure, plus la Vam a des chances dtre surestime. Dans ce cas, une part importante de la Vam est lie la production anarobie de lnergie. A linverse, plus la dure du protocole est importante, plus la Vam risque dtre sous estime probablement cause des effets de la fatigue qui limitent la poursuite de lexercice. LA VITESSE AEROBIE MAXIMALE RESULTE DE LINTERACTION DE VO2 max, DE LECONOMIE DE COURSE, DE LA MOTIVATION... MAIS AUSSI : PROTOCOLE COURT.PROTOCOLE COURT. capacit anarobie: vam surestime ... DU PROTOCOLE DU TEST DOU ELLE EST ISSUE. PROTOCOLE AVECPROTOCOLE AVEC OU SANS ARRET.OU SANS ARRET... Les arrts ne modifient t-ils pas la valeur de la vam ? PROTOCOLE LONGPROTOCOLE LONG fatigue : vam sousestime Figure 2 Diffrentes conditions exprimentales susceptibles de surestimer ou de sous estimer la vitesse arobie maximale lissue dpreuves triangulaires habituellement utilises. En sappuyant sur le protocole de Daniels et al, 1984, cest de cette hypothse quont procd nos travaux pour vrifier si la vitesse arobie maximale correspondait une et une seule ralit. Dans un premier temps au moyen dune preuve, trs courte avec incrmentation en rampe, nous avons mesur directement les VO2max de 17 tudiants sportifs volontaires. Les VO2max obtenus devenaient les valeurs rfrences (100%). Nous avons mesur ensuite les VO2 correspondant cinq paliers de 6min courues vitesse infra maximale avant que ces tudiants passent dans un ordre alatoire quatre des tests prcdents : Lger-Boucher, Tub2, 6. 6 Vam-val et Brue. Comme lindique la figure3, partir de la rgression linaire obtenue avec les cinq paliers infra maximaux et leurs vitesses de course, nous avons extrapol la vitesse correspondant VO2max (V max). Les rsultats sont prsents par la figure 3 et dans le ta- bleau 2. Ces rsultats montrent une vam extrapole de 17,32km/h. VALIDITE DES TESTS POUR OBTENIR LA VAM 10 11 12 13 14 15 16 17 18 VAM extrapole 17.32 km.hVAM extrapole 17.32 km.h--11 Vitesse deVitesse de course (km.hcourse (km.h--11)) V0V022 (ml.min(ml.min--11.kg.kg--11) VO) VO22 maxmax (100 %)(100 %) Figure 3 : La linarit de la relation VO2 vitesses infra maximales de course permet dextrapoler la Vam. En fonction des protocoles utiliss, on peut constater cependant que les Vam obtenues partir des tests TUB2 et Vam-val se rapprochent le plus de la Vmax rfrence : 17,32 + 0.96 km.h- 1. En outre dans cette mme tude nous avons obtenu des Vmax spcifiques au CAT- test suprieures de 1,5 km.h-1 par rapport la Vmax rfrence ! Les Vam obtenues peuvent schelonner entre 17.2 + 1.1 km.h-1 avec le test sur piste de Lger et Boucher et 17.8 + 0.9 km.h-1 avec le test derrire cycliste de Brue, 1895 (tableau 2 ci- dessous) ce qui constitue un handicap certain lorsque lon veut utiliser la Vam comme rf- rence pour planifier les intensits dentranements ou pour mesurer lendurance arobie dune personne (Pronnet 1988, Pronnet et al. 1991, Billat et Koralztein 1996). Lger - Boucher Vam-val Vam extrapole Tub 2 Brue Vam km/h-1 17.2 + 1.1 17.3 + 1.1 17.32 + 0.96 17.4 + 1. 17.8 + 0.9 Tableau 2 : Vam (?) obtenues par les mmes sujets ( n = 17) aux quatre tests. Diffrence significative p 173.7 min :.....................................In Y = 5.08 - 0.156 In X Equation dans lesquelles Y est le % de VO2max et X la dure limite exprime en minutes. Ainsi il est possible de calculer le % de VO2max par exemple pour les dures respectives de 2 min = 121.6 % ; 60 min = 81.2 % ; 120 min = 75.3 % et 180 min = 71,5 %. Dveloppes toujours par Lger, Mercier et Gauvin (1986) mais aussi par Montmayeur et Villaret (1989) deux autres quations montrent de trs bonnes corrlations entre les valeurs obtenues et les valeurs prdites. Respectivement r = 0.94 et 0.93 avec les quations suivantes : Y = 126.69 - 11.056 InX (Lger et al.) et Y = 109.837 In X -0.202 (Montmayeur et Villa- ret ;1989 ) Dans ces modles, il est raisonnable de penser que des facteurs diffrents sont mis en jeu en fonction des dures limites. Pour les dures infrieures 4.6 min les facteurs neuromuscu- laires et le mtabolisme anarobie doivent probablement constituer les principaux facteurs 11. 11 limitants. Pour les dures comprises entre 5 et 70 min, le VO2max mais aussi les rserves en glycogne conditionnent vraisemblablement les exercices et notamment les courses corres- pondantes. Entre 70 et 173 min la vitesse moyenne de course dpend non seulement de VO2max mais aussi de loxydation des graisses. Au-del de 173 min, de linteraction de loxyda- tion des graisses, de la capacit de thermorgulation et de la gestion de lquilibre hydrominral dpend la qualit de la performance. Autrement dit limportance relative de la P.A.M.et donc de la vitesse arobie maximale pour prdire la performance est inversement proportionnelle la distance (ou la dure) de cette dernire alors que celle de lendurance arobie augmente de faon symtrique (Mercier et Lger,1986 ; Pronnet et Thibault,1988). Une autre faon dapprhender lendurance arobie est de chronomtrer la dure de maintien dun pourcentage donn de la Vam Nombreuses sont les tudes qui ont envisag de mesurer directement cette dure au cours dun protocole rectangulaire de course sur tapis roulant ou sur piste des pourcentages de Vam diffrents ou bien de la calculer (Tableau 6). Rfrences Course Protocole % de Vam E.A.(min) Costill (1970) Tapis roulant Mesure 95 + 3 30 + 1 Costill et al . (1973) Tapis roulant Mesure 86.1 + 3.9 56.3 + 6.3 Higgs (1973) Tapis roulant Mesure 100 4.63 Volkov et al. (1975) Tapis roulant Mesure 100 5.4 + 3.25 Briggs (1977) Tapis roulant Mesure 95 8.6 + 1.4 Reybrouck et al. (1986) Tapis roulant Mesure 91.3 22.9 + 20.9 Pronnet et al. (1987) Piste Calcul 100 7 Montmayeur et Villaret (1989) Piste Calcul 100 4.5 Lacour et al. (1990) Piste V 3000m 100 8.7 Padilla et al. (1992) Piste Calcul 100 Homme et Femme 8.4 + 2.1 7 + 2.2 Ramsbottom (1992) Piste Mesure Homme : 90 Femme : 82 18.7 + 1.27 21.8 + 1 .98 Pepper et al. (1992) Tapis roulant Mesure 98 111 7.2 + 2.8 3.4 + 1.4 Billat et al.(1994-1995) Tapis roulant Mesure 90 100 100 100 17.6 + 4.5 6.7 + 1.88 5.5 + 1.5 2.9 + 0.7 TABLEAU 6 : Synthse des rsultats des principales tudes portant la dure limite de main- tien dun pourcentage de la vitesse arobie maximale. On remarquera la disparit de ces du- res. La disparit des rsultats obtenus tmoigne probablement du niveau diffrent dendurance arobie des populations values mais peut tre de aussi au choix de lpreuve utilise pour obtenir la vitesse arobie maximale. Cet aspect nest jamais discut alors que, selon lpreuve, cette dernire peut tre sous ou surestime (cf paragraphe 2-2, figures 2 et 3, et tableau 2), entranant de ce fait une plus ou moins longue dure limite maintenue un pourcentage donn de la V.A.M. Pour notre part, avec une population constitue de 319 jeunes garons et filles gs de 8 15 ans et en utilisant 100% de leur Vam obtenue au test vam-val nous avons mesur sur piste une dure limite moyenne de 5.48 + 1.56 min (donnes non publies). A des fins de comparaison il est donc indispensable de mieux standardiser lpreuve ame- nant les sujets leur Vam (nous suggrons les tests Vam-val ou Tub2) et de conserver 12. 12 ensuite toujours ces mmes preuves et les mmes pourcentages de la Vam obtenue dans un dlai maximum dune semaine avant le test dendurance. Bien que ces modles constituent des points de repre intressants pour juger de lendurance arobie dun sujet par rapport une norme, leur aspect le plus contestable est de ne pas considrer lendurance arobie comme une capacit physiologique spcifique susceptible dtre trs fortement amliore par lentranement (Gleser et Vogel,1973 ;Mayes et al ,1987) et donc trs diffrente dun sujet lautre. En outre dans le cas du suivi des effets de lentranement sur lendurance arobie, plutt quune norme, ce sont aussi les rsultats du sportif compar lui-mme quil convient de prendre en compte pour en analyser les diff- rences. En effet comme lont montr Mayes et al.(1987), aprs six semaines dentranement, la dure limite de course 80 % de VO2max peut tre amliore de 284 % chez des sujets qui prsentaient une activit normale (sans activit physique particulire ni entranement) avant cette priode dentranement. Par ailleurs, il nest pas exceptionnel que des athltes trs endurants soient capables de courir un marathon une vitesse moyenne situe entre 80 et 85 % de leur Vam (Costill et al.,1973, alors que, selon les modles prcdents, ce pourcentage devrait se situer entre 75 et 76 % ! LIndex dEndurance : I.E. ( Pronnet et Thibault, 1984 ; 1987). Partant de ces critiques, Pronnet et Thibault (1984,1987) ont dvelopp un concept dans le- quel lendurance est considre comme une entit propre chaque individu. Loriginalit de leur modle est dexprimer la dure limite du maintien de course des pourcentages diffrents de la Pam.(ou de la Vam) en abscisse sur une chelle logarithmique. Dans ces conditions la relation % de Vam- dure limite nest plus curvilinaire (Figure 4) mais totalement linaire (Figure 5). Modle de Pronnet et Thibault (1984) %dePAMoudeVAM LogLog.du temps.du temps 75 80 85 90 95 100 7 8 9 10 15 20 30 60 120 180 FIGURE 5 : Le % de PAM ou de VAM qui est maintenu diminue avec le temps de course de faon linaire si le temps est port en abscisse sur une chelle logarithmique 100 _ 90 _ 80 _ 70 _ I I I I I I I I I I Lendurance peut tre calcule partir de la pente de la droite de dcroissance de la relation ainsi obtenue, selon lquation propose par les auteurs : I.E.= (100 - % V.A.M.) / (In 7 - In t) Dans laquelle In 7 est le logarithme naturel de 7min, dure limite thorique de maintien de la Vam et In t est celui dune performance quelconque de longue dure exprime en minute. 13. 13 Prenons lexemple de deux coureurs possdant la mme Vam : 21 km.h-1 mais dont lun court le marathon en 2h 25min (ou 145min) et lautre en 2h 35min (ou 155min) ce qui reprsente des vitesses moyennes de : 42195m/145 = 291 m.min-1 (ou 17.46 km.h-1 ) et de 272.2 m.min-1 (ou 16.33 km.h-1 ). Ces vitesses reprsentent respectivement elles-mmes 83.1% et 77.8% de leur Vam. Leur I.E. respectif est donc : (100 - 83.1) / (1.946 - 4.977) = - 5.58 pour le premier et (100 - 77.8) / (1.946 - 5.040) = - 7.17 pour le second Ainsi, plus la pente dcroissante (exprime en consquence par un chiffre ngatif) est faible, meilleure est lendurance. De cette faon lendurance est dcouple de la Pam de la Vam ou de VO2max et constitue une capacit en elle-mme dont Pronnet et al.(1991) proposent une chelle dapprciation, elle-mme issue de lvaluation de populations aux niveaux dendurance trs htrognes (Tableau 7) Endurance Endurance Endurance Endurance Endurance trs leve leve moyenne faible trs faible Indice dendurance - 4 - 6 - 8 - 10 - 12 Tableau 7 : Echelle dapprciation du niveau dendurance partir du calcul de lIndex dEndurance de Pronnet et Thibault (1984 ;1987). Daprs Pronnet et al. (1991). Mme si ce modle permet de faon concrte de calculer lendurance, le choix dune dure de maintien de la Vam pendant 7 min constitue son point faible. Il suffit en effet que deux cou- reurs soient rellement capables de maintenir des dures diffrentes pour que leur pente res- pective de dcroissance soit modifie et donc que soit modifi leur Index dEndurance. LIndice dEndurance Arobie : I.E.A. (Cazorla,1990) A des fins pdagogiques, pour notre part, nous utilisons un indice au calcul plus accessible aux jeunes scolaires. Pour obtenir cet indice nous proposons dabord de mesurer la Vam et ensuite denregistrer une performance de longue dure comme la plus grande distance courue pendant 12, 15, 20 ou 30 min. Nous calculons alors le rapport : (vitesse moyenne tenue pen- dant la dure choisie / Vam) x 100 ce qui constitue LI.E.A. de chaque valu. Plus le pour- centage obtenu tend vers 100 meilleure et lendurance spcifique du sujet. En supposant quau del dune priode de 10 semaines dentranement la Vam demeure stable, il est ainsi possible dobjectiver lamlioration subsquente de la seule endurance arobie pour apprcier ses ef- fets sur la performance. Prenons lexemple dun coureur dbutant dont la Vam a t mesure 15 km.h-1 et qui russit parcourir 2750m au test de 12min de Cooper. Son I.E.A. est : 2750m / 12min = 229.17m.min-1 ou (13.75 km.h-1 . 100) / 15 = 91.67% Ou encore : (2750m / 3000m (distance thorique quil aurait parcourue en 12min sa Vam ) x 100 = 91.67% 2 2 VAM ET EXTRAPOLATION DE VO2max Nombreux sont les auteurs qui ont propos des quations de prdictions de VO2max (mlmin -1 kg-1) partir de la connaissance de la Vam (tableau 8 ci-dessous). 14. 14 Rfrences quations de prdiction Y = VO2 ml-min-1 . Kg-1 . V= Vitesse de course en km.h-1 . VO2 max prdit avec une VAM de 20 km.h-1 (1) sans correction (2) avec correction Astrand, 1952 Balke, 1963 Margaria et al 1963 Shephard, 1963 Pugh, 1970 Costill et al. 1973 Costill et al. 1973 ACSM, 1975 Bransford et Howley 1977 Mc Miken et Daniel 1976 Mayhew, 1977 ACSM, 1980 Lger et Boucher 1980 Lger et Mercier 1983 Lger et Mercier 1983 Lger et Mercier 1983 Y = 2.93.V + 9.33 Y = 2.86. V + 10.2 Y = 3.33. V + 3.5 Y = 2.98. V + 7.6 Y = 2.979.V + 4.245 Y = 4.2.V - 15,24 Y = 3.4.V - 5.24 Y = 3.0625.V + 5.25 Y = 340.V. - 0.51 Y = 2.867.V + 5.363 Y = 3.318.V - 0.82 Y = 3.3478.V + 3.275 Y = 14.49 + 2.143.V + 0.0324 V2 Y = 1.353 + 3.163.V + 0.0122586 V2 Y = 2.209 + 3.163.V + 0.000525 542 V3 Y = 3.5 V 67,9 67,4 70,1 67,2 63,8 63,8 62,8 66,5 67,5 62,7 65,5 70,2 - - - - 72,1 71,6 74,3 71,4 68,0 73,0 67,0 70,7 71,7 66,9 69,7 74,4 70,31 (*) 69,5 (*) 69,7 (*) 70 (*) Tableau 8 : quation de prdiction de VO2max en fonction de la vitesse de course et rsultat partir de lhypothse dune Vam de 20 km.h-1 . 1 = rsultat sans corrections obtenu partir de la course sur tapis roulant 2 = rsultat avec corrections en tenant compte de la rsistance de lair (Pugh, 1971 : VO2 + 0.000525542 V3(*) quation valide pour les tests de terrain. Celle de Lger et Mercier (1983) qui rsume lensemble des quations prcdentes pour cal- culer une quation moyenne VO2 max (ml-min -1. kh-1) = 3,5 X Vam (km.h-1) savre la plus simple. Les rsultats admettent cependant une marge derreur lie lconomie de course, dont nous rappelons que la diffrence interindividuelle peut sinscrire dans une limite de + 5 %. 23 VO2 max et VAM PREDITE A linverse, connaissant VO2max partir de lquation prcdente, il est donc possible destimer la Vam. 15. 15 quation 1 = VO2max (mlmin-1 kg-1)= Vam (kmh-1) qui est la seule rfrence dont le sportif a besoin ! 3.5 Plusieurs autres auteurs ont aussi tent dextrapoler la Vam (dfinie souvent aussi comme v VO2 max ou Vmax ou encore MAS = maximal aerobic speed) en utilisant des protocoles sp- cifiques. Utilisant la performance tablie sur 1 500 m, Lacour et al. 1989 proposent lquation : quation 2 = MAS (ms -1 )= 0.97V 1 500 (ms -1 ) - 0.47 dans laquelle V 1500 est la vitesse moyenne obtenue sur le 1500 m, alors que di Prampro (1986) calcule la vitesse obtenue VO2 max (V..max) partir du rapport F VO2 max/C dans lequel F est la fraction de VO2max qui peut tre soutenue pendant la dure totale dune course et C le cot nergtique de la course. Rappelons que le cot nergtique exprim en ml dO2 par kg de masse corporelle et par mtre parcouru (mlkg-1m-1), correspond au rapport de la consommation dO2 nette (VO2 - VO2 de repos) sur la vitesse (mmin-1). VO2 - VO2 de repos (mlkg-1min-1) quation 3 = C (mlkg-1m-1) = ----------------------------------------------------------- V (mmin-1) Le protocole de di Prampro ncessitant plusieurs mesures vitesse stabilise pendant 6 min (steady-state) savre trs lourd mettre en oeuvre, aussi, adaptant la mthodologie originale de di Prampro, Lacour et al. (1990 et 1991) proposent une extrapolation de la V.. max partir de lquation : quation 4 = Va max (m.min-1) = [VO2 max (mlmin-1kg-1) - 5 mlmin-1kg-1 ] C quation 5 = ou Va max (m.s-1) = [VO2 max (mls-1kg-1) - 0.083mls-1 kg-1] C-1 (*) 5 mlmin-1kg-1 et 0.083 mls-1kg-1 tant la valeur de VO2 de repos standard calcule par Medbo et al (1988). Remarquons que lutilisation de ces quations entrane aussi des variations assez importantes de la Vam extrapole, (Billat et Koralsztein,1996). Par exemple, celle propose par Lger et Mercier (1983) qui ne tient pas compte des variations inter individuelles du cot nergtique, peut aussi bien surestimer les Vam de sujets mauvais rendement de course que sous estimer celle de sujets nergtiquement trs conomes. 24 PERFORMANCES ET % DE VAM SOLLICITS Plusieurs tudes : Thibaut et Mercier, 1981 ; Lger et al., 1985 ; Villaret, 1988 ; Montmayeur et Villaret, 1990 ; ont permis de prciser quels pourcentages de Vam se couraient les diff- rentes distances de comptitions. Ces indications constituent dexcellentes orientations pour lentranement spcifique en fonction des performances vises. (Tableau 9). 16. 16 Distances de comptition % Vam Course sur piste Corrlations Vam Perf. 400 m 800 m 1000 m 1500 m 2000 m 3000 m 5000 m 10 000 m 20 000 m marathon 145 155 120 125 105 115 101 111 98 102 95 100 90 95 85 90 80 88 75 84 r = . 72 (n = 40) r = . 92 (n = 105) r = . 92 (n = 105) r = . 95 (n = 71) r = . 98 (n = 69) r = . 98 (n = 69) r = . 88 (n = 108) r = . 88 (n = 108) r = . 85 (n = 108) Tableau 9 : Pourcentages de Vam susceptibles dtre maintenus pendant les diffrentes dis- tances de comptition et corrlations entre Vam et vitesses auxquelles ont t ralises ces performances Ltude de ce tableau met en vidence une corrlation qui augmente jusqu la distance de 3 000 m courue entre 95 et 100 % de Vam et qui diminue ensuite. Ceci peut traduire respecti- vement la complmentarit plus ou moins importante du mtabolisme anarobie entre le 800 et le 2000 m et celle de lendurance arobie mesure que la distance augmente au-del de 3000 m. Dune faon gnrale, cette dernire distance semble la plus proche de la Vam chez les coureurs de demi-fond bien entrans et peut ventuellement servir de critre de Vam uni- quement pour cette population. Pour les autres sportifs, la Vam peut tre atteinte entre 2000 et 3000m. Ceci nest valable que pour les spcialistes de course de demi fond ou de fond et toute une gamme de distances est possible entre 2000 et 3000m pour atteindre la Vam, ce qui ne confre pas une prcision suffisante aux rsultats souvent alatoires ainsi obtenus pour indi- quer que cette vitesse moyenne atteinte peut se substituer la Vam. 25 VAM ET PREDICTION DE PERFORMANCES Outre lextrapolation de VO2max, la connaissance de la Vam peut aussi permettre de pr- dire avec une assez bonne prcision les performances susceptibles dtre atteintes en course si, bien sr, le sportif sentrane correctement pour dvelopper spcifiquement les capacits physiologiques et techniques requises par la performance vise et si son efficacit de course nest pas trop dfaillante. A partir du tableau 10, si le sportif est g de 18 ans ou plus et sil connat sa Vam ou son VO2max, selon les rgressions calcules par Mercier et Lger (1982 a et b) et Lger et al. (1984), il peut prdire les performances potentielles depuis le 800 m jusquau marathon. Par exemple, si sa Vam est 18 kmh-1, ce qui correspond un VO2max extrapol ou mesur en laboratoire de 63 mlkgmin, la condition de sentraner spcifiquement, il peut esprer atteindre (avec une marge derreur possible de 5 7% en plus ou en moins) les performances suivantes : 2 min 17 s au 800 m ; 2 min 59 s au kilomtre ; 4 min 50 s au 1 500 m ; 6 min 42 s au 2 000 m ; 10 min 38 s au 3 km ; 18 min 30 s au 5 km ; 39 min 18 s au 10 km ; 1 h 47 s au 15 km ; 1 h 22 min 46 s au 20 km ; 1 h 26 min 50 s au 21 km et 3 h 8 min 6 s au marathon. Si le sportif natteint pas ces performances cest probablement que sa capacit anarobie lac- tique (ou capacit de produire de lacide lactique et de supporter une forte acidose musculaire) nest pas suffisamment dveloppe pour les distances courtes infrieures au 3 000 m, ou bien que son endurance arobie na pas t assez bien dveloppe pour maintenir une vitesse le- ve sur des distances longues, ou/et quil prsente une mdiocre conomie de course. Ainsi, la prdiction de la performance partir de la connaissance de la Vam peut renforcer la motiva- 17. 17 tion pour atteindre ou dpasser la performance cible et indirectement mettre en vidence cer- taines carences au niveau des diffrents facteurs dont dpend la performance (Figure 1) VAM km h-1 VO2 max ml.min .-1 kg-1 PERFORMANCES POTENTIELLES (h : min : s) selon diffrentes distances de course (m) 800 1000 1500 2000 3000 5000 10000 15000 20000 30000 42195 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 49.0 52.5 56.0 59.5 63.0 66.5 70.0 73.5 77.0 80.5 84.0 87.5 2:59 2:46 2:35 2:26 2:17 2:10 2:03 1:57 1:51 1:46 1:42 1:37 3:56 3:38 3:24 3:11 2:59 2:49 2:40 2:32 2:25 2:18 2:12 2:06 6:30 5:59 5:32 5:09 4:50 4:32 4:17 4:03 3:50 3:39 3:29 3:20 9:05 8:20 7:43 7:10 6:42 6:17 5:56 5:36 5:19 5:07 4:49 4:36 14:28 13:16 12:15 11:23 12:38 9:58 9:23 8:52 8:24 7:59 7:36 7:15 25:20 23:11 21:23 19:50 18:30 17:20 16:18 15:23 14:34 13:50 13:10 12:34 56:15 50:47 46:17 42:30 39:18 36:33 34:10 32:04 30:12 28:33 27:04 25:44 1:27:23 1:18:46 1:11:42 1:05:47 1:00:47 56:29 52:45 49:29 46:36 44:01 41:43 39:39 1:59:22 1:47:29 1:37:45 1:29:38 1:22:46 1:16:52 1:11:45 1:07:17 1:03:20 59:30 56:41 53:51 3:15:43 2:53:20 2:35:33 2:21:05 2:09:06 1:59:57 1:50:18 1:42:49 1:36:17 1:30:32 1:25:26 1:20:53 4:54:07 4:17:48 3:49:28 3:26:44 3:08:06 2:52:34 2:39:23 2:28:05 2:18:16 2:09:41 2:02:06 1:55:21 Tableau 10 : A partir de la connaissance de la Vam il est possible dextrapoler VO2 max et de prdire les performances de course susceptibles dtre atteintes (daprs Mercier et Lger, 1982 a et b) 26 VAM ET ORIENTATION DE LENTRANEMENT Quel que soit lobjectif poursuivi : - amliorer simplement sa condition physique et sa sant - tre quotidiennement plus actif sans ressentir une fatigue excessive, - soutenir des exercices intenses de longue dure, - mieux rcuprer entre deux ou plusieurs exercices intenses ou encore aprs ce type dexercice, - supporter des charges importantes dentranement, - mieux russir en comptitions de longues dures. ...il y a toujours ncessit de dvelopper les deux composantes de la capacit arobie : la puis- sance arobie maximale (Pam) et lendurance arobie (EA). Le dveloppement de la Pam tente dlever le potentiel individuel au niveau de son plafond gntique . Celui de lEA recherche maintenir pendant les plus longues dures possibles un pourcentage dintensit proche de ce plafond . Il est vident que plus ce plafond est lev, meilleure en sera lEA si, bien sr, un entranement spcifique lui est aussi consacr. Selon les motivations et surtout les sportifs entraner, le dveloppement de lune ou de lautre (ou encore les deux) composante(s) devient prioritaire. Par exemple, chez les adultes non comptiteurs qui recherchent avant tout le bien tre , lamlioration de lendurance comme un des vecteurs de la condition physique gnrale est bien videmment la plus impor- tante alors que pour les coureurs de 800, 1500, 3000 et 5000 m, le dveloppement de la puis- sance arobie maximale savre capital. Concernant le coureur de longue distance (demi-fond, semi-marathonien) le dveloppement de ces deux qualits a une gale importance. Ainsi, une analyse des motivations individuelles ou des exigences de la pratique comptitive est pralablement indispensable pour orienter en consquence la prparation physique gn- rale et lentranement spcifique. 18. 18 Le dveloppement de lendurance et de la puissance arobie maximale est cependant soumis des principes communs quil convient de bien connatre. Dune manire schmatique, ces principes peuvent tre rsums par le sigle mnmotechnique du F.A.I.T.P.A.S dans lequel, F reprsente la frquence, A lassiduit, I lintensit T le temps consacrer aux diffrents contenus. P , la progressivit des du- res et des intensits, A lalternance du Travail et de la rcupration et S la spcificit. Dans un premier temps, examinons ce que recouvre chacune de ces conditions pour envisager ensuite les moyens de les mettre en oeuvre. La frquence Plusieurs tudes permettent de penser que plus la dure totale dun programme dentranement est longue et plus frquentes sont les sances prvues hebdomadairement, plus importants et durables seront les bnfices obtenus. Ceci savre particulirement vrai pour les programmes dendurance (Pollock, 1973 ; Fox et al., 1975). La frquence des sances d- pend elle-mme de lintensit et de la dure de leurs contenus. Si lintensit dpasse 75% de la Vam, voire 80% pour les sujets trs entrans et, est maintenue plus dune heure trente, cause de la dure ncessaire pour reconstituer les rserves en glycogne trs largement utili- ses, voire presque totalement puises, les sances devront tre organises environ 48 heu- res lune de lautre. Pour dvelopper la puissance arobie maximale, tout indique que six entranements hebdoma- daires de quinze vingt minutes valent mieux que deux de trente minutes, trois de quarante cinq minutes, deux ou quune dune heure trente. Les phnomnes dpuisement et de recons- titution des rserves nergtiques et ceux de limite dactivation des grandes fonctions sont lorigine et expliquent trs bien ces frquences. Dune manire concrte, nous conseillons : - une sance quotidienne du travail prioritaire de lendurance pour les coureurs de fond et les marathoniens ; - au sein de trois des sances prcdentes, consacrer vingt trente minutes au dveloppement de la puissance arobie maximale ; - deux sances de vingt minutes chacune constituent la limite infrieure du maintien des ac- quis et de lentretien de la capacit arobie, mais ne permet pas damlioration spectaculaire. Lassiduit Rien nest plus dsolant que de constater les fluctuations ou les arrts complets aprs des p- riodes consacres au dveloppement de la capacit arobie. Bien sr, la maladie et la blessure sont deux des cas de force majeure. Tous les spcialistes de la physiologie de lexercice sont unanimes pour souligner quen matire de condition physique, le bnfice est assez long et difficile acqurir, relativement ais entretenir, mais trs facile perdre ! Une priode dinactivit de quatre semaines ou plus, oblige reprogrammer une progression dentranement dont le plateau optimal ne sera atteint que sept huit semaines plus tard. Donc, mme pendant les priodes dinterruption de la saison sportive, il serait trs souhaitable de maintenir une ou mieux, deux sances hebdomadaires pour entretenir les acquis. Lintensit Lintensit de lexercice est le point le plus dlicat grer. Il peut cependant bnficier de la connaissance de la Vam. Il dpend bien sr des capacits individuelles quil convient de bien connatre pralablement, do la ncessit de toujours dbuter une saison sportive par une sance dvaluation de la Vam, ensuite contrler priodiquement et rajuster les intensits de travail partir des rsultats dvaluations la fois de la Vam et de lendurance. Concernant la capacit arobie, laccent doit tre mis prioritairement sur les amliorations des systmes ventilatoire et cardiovasculaire qui assureront une bonne diffusion et un bon trans- 19. 19 port de loxygne. Cette amlioration exige de dbuter un programme dentranement des intensits faibles (environ 65% 70% de sa Vam), maintenues le plus longtemps possible (trente minutes une heure trente). Ces intensits-dures sont les plus favorables pour amliorer la diffusion alvolo-capillaire de loxygne, pour permettre un meilleur remplissage - contraction du cur, pour recruter un grand nombre de capillaires sanguins musculaires jusque l non fonctionnels, augmenter la perfusion des territoires actifs et la combustion des rserves lipidiques comme substrat ner- gtique du travail musculaire. Ensuite, aprs trois six semaines, il est ncessaire daugmenter hebdomadairement lintensit des sances (par exemple de 2 3% de la Vam) pendant les quatre premires se- maines avant daborder en alternance avec les exercices dveloppant lendurance arobie ceux qui permettent damliorer la puissance arobie maximale. Raliss intensit plus leve, ces exercices devront tre de dure plus courte. Comme nous le verrons ultrieurement, plusieurs techniques peuvent tre utilises : activit continue al- lures varies (fartlek) ou, par intervalles longs ou encore, activit intermittente intervalles de trs courtes dures (voir tableau rcapitulatif). Le but de ces exercices est dimposer une charge de travail musculaire permettant des rac- tions dadaptations aigus qui, souvent rptes sont lorigine des adaptations chroniques recherches. Par exemple, ce type dexercice augmente les phnomnes de diffusion - utilisa- tion de loxygne dans la fibre musculaire. Ceci rsulte dun quipement enzymatique mieux adapt la combustion du glycogne par voie oxydative (ou glycolyse arobie). Le meilleur transport et lutilisation en plus grande quantit de loxygne prsident lamlioration de la consommation arobie maximale (VO2max). Le temps consacrer Comme nous venons de lindiquer, le temps consacrer chaque exercice est inversement proportionnel lintensit de ce dernier. Plus son intensit est leve, plus la dure doit tre courte mais demeurer suffisante pour solliciter slectivement les systmes physiologiques choisis. Dune manire gnrale, les exercices les plus favorables pour amliorer lendurance arobie doivent tre longs (dure suprieure trente minutes) mais intensit relativement faible (en- viron 70 80 % de Vam) alors que les exercices permettant damliorer la puissance arobie doivent tre plus courts : 3 9 minutes, rpts (2 5 fois selon le niveau dentranement), raliss des intensits suprieures aux prcdents : de 80 100% de Vam. La dure totale dun programme dentranement de la capacit arobie est difficile limiter. En effet, une fois dveloppe de faon optimale, cette importante dimension doit imprative- ment tre entretenue un niveau acceptable pour maintenir une bonne condition physique ou de bonnes performances. Si aucun entretien ne lui a t consacr dans lintersaison sportive, huit dix semaines sont nouveau ncessaires pour retrouver et maintenir la puissance aro- bie maximale... la condition bien sr de respecter les principes du F.A.I.T.P.A.S. La progressivit Outre ces rgles de base, destines la bonne conduite et lautogestion des programmes damlioration de la capacit arobie, il convient de rappeler aussi quelques conseils utiles : 1. Dabord, commencer par valuer la Vam. Deux preuves, permettant dobtenir respective- ment la vitesse arobie maximale et lendurance arobie (EA) doivent figurer au menu des premires sances dentranement-valuation. Vam et EA sont indispensables pour indiquer les vitesses individuelles respecter afin de conduire les sances dentranement qui suivront. 2. Ensuite, programmer une progression lente mais bien adapte tant en intensit quen dure de chacun des exercices des sances dentranement. Cette augmentation des charges phy- 20. 20 siologiques est indispensable pour entraner de nouvelles adaptations de lorganisme et donc, pour amliorer progressivement lendurance (pendant les trois ou quatre premires semaines passer de 15 30 min et de 70 80 % de la Vam) et de la puissance arobie maximale ( par- tir de la troisime ou quatrime semaine et ce, jusque vers la huitime semaine). 3. Varier les formes dexercices car lenthousiasme, la motivation et le plaisir doivent tre constants et sont la base de la poursuite de lentranement au cours de chaque sance, chaque semaine, chaque mois, chaque anne... A ces conseils pratiques, destins tant, aux enfants aux adolescents, aux adultes non- comptiteurs quaux sportifs, il est indispensable dajouter les deux autres conditions biolo- giques que sont lalternance entre exercice et rcupration et la spcificit. Lalternance exercice-rcupration. Au mme titre que lexercice proprement dit, la rcupration est indispensable au bon dve- loppement des systmes physiologiques vis par lentranement. De la gestion de sa nature et de ses dures, en interaction avec lintensit et la dure des exercices qui la prcdent ou qui la suivent, dpendent les impacts physiologiques souhaits. La rcupration doit permettre la reconstitution des rserves nergtiques utilises par lexercice et llimination des dchets (mtabolites) produits. Elle dpend donc totalement de lintensit et de la dure de lexercice. Au plan de la dure, en rgle gnrale, selon le but recherch, lentranement utilise des r- cuprations dites compltes qui, en principe, doivent permettre la totale reconstitution des rserves nergtiques utilises ou incompltes au cours desquelles seule une partie de ces rserves est reconstitue. Au plan de la nature, aprs un exercice, la reconstitution de certaines rserves nergtiques (ATP-PCr) ncessite de prfrence un arrt total ; dans ce cas la rcupration est dite passive alors que le mtabolisme du lactate produit par certains exercices peut tre acclre en main- tenant une activit intensit modre (50 60% de Vam par exemple), au cours de la rcu- pration qui est alors dfinie comme active. Pour organiser les squences dexercices, il est donc ncessaire de bien connatre les dures ncessaires pour reconstituer les rserves nergtiques utilises lors de lexercice (tableau 11). Outre ces lments purement mtaboliques, la comprhension des rles jous par la rcupra- tion exige de tenir compte de linertie de mise en jeu de lensemble des lments de la chane des transporteurs doxygne. Pour passer de ltat de repos celui dune activit physique intense, en moyenne 1 min 30 2 min sont ncessaires pour atteindre la stabilit de leur tat fonctionnel. Durant ce laps de temps, lorganisme utilise ses propres systmes durgence, cest dire ses rserves anarobies (systme ATP-PCr et glycolyse lactique selon lintensit de lexercice), ce qui peut se traduire par exemple, par une augmentation de la dette doxygne et de la concentration du lactate sanguin post exercice. Au cours des entranements par intervalles visant au dveloppement de la capacit arobie, il est donc ncessaire que le systme cardiorespiratoire soit un niveau de sollicitation suffisant ds le dbut de lexercice. Ceci est possible soit en courtant la dure de rcupration, soit en maintenant une activit entre deux exercices intenses. 21. 21 Rcupration Reconstitution de la totalit des rserves en : Dure Nature Oxygne ATP - CP Glycogne 10 15 s 6 8 min 36 48 heures Passive Passive Passive ou active intensit faible moins de 50% VAM Mtabolisme du lactate 1h 1h 30 12 20 min Passive Active (50-60% VAM) Tableau 11 Dures ncessaires pour reconstituer compltement les principales rserves mta- boliques de lorganisme et mtaboliser le lactate produit. A partir de la comprhension de ces quelques lments, il est totalement possible dorganiser des gammes trs diversifies dentranements par intervalles, en jouant sur lintensit et la dure de ces derniers et sur la dure et la nature de la rcupration (tableaux 11 et 12). A titre dexemple, vingt minutes dexercice peuvent tre ralises de multiples faons et obte- nir des rpercussions physiologiques tout fait diffrentes (tableau 12). EXERCICE RCUPRATION IMPACTS PHYSIOLOGIQUES Intensits Dures Nature Dures 70 15% VAM 20 min - - Endurance arobie 65 70 % VAM + acclrations pen- dant 10 s toutes les 2 min de course 20 min Active (fartlek) - Endurance arobie + PAM 85 95% VAM 6 min X 3 Passive 1 min X 2 PAM + Capacit Lactique 100% VAM 2 min X 4 Passive 3 min X 4 Capacit lactique + PAM 110 120% VAM 15 s X 40 Passive 14 s X 40 Puissance arobie Maximale Tableau 12 : Exemple de diffrentes organisations possibles dune squence de vingt minutes de course La spcificit En fonction des objectifs ou de la performance vise, au plan biologique, lentranement doit permettre une sollicitation slective des mtabolismes entrant en jeu dans lactivit pratique. Une analyse pralable des exigences de cette dernire savre absolument indispensable pour prvoir dans lentranement les contenus les mieux adapts (tableau 9 et figure 1). Dune manire gnrale, un systme ne se dveloppe efficacement que sil est sollicit au maximum de sa puissance et de son endurance. Cest aussi ce qui est dfini comme principe de surcharge spcifique . Par exemple, pour entraner un coureur de 1 500 m ou un semi- marathonien, rfrons-nous aux tableaux 9 et 10. Concernant lintensit, le tableau 9 permet de constater que le 5000 m se court une vitesse moyenne situe entre 90 et 95 % de la Vam alors quau semi marathon, la vitesse moyenne se situe entre 78 et 88 % de Vam, et au marathon entre 75 et 84 % (jusqu 88% pour les cham- pions du monde !). La spcificit dpend bien sr des exigences de la performance mais aussi des capacits du sportif. Ainsi, il est indispensable de savoir do on part (les capacits du 22. 22 sportif) et o on veut aller (les objectifs) de lentranementDans la planification dune saison sportive, ces lments rendent trs aise lorganisation des contenus des grandes priodes : 4 6 premires semaines consacres au dveloppement prioritaire de lendurance, 8 10 se- maines suivantes un travail mixte endurance + Pam qui, indirectement sollicite le systme lactique. Enfin, aprs ces priodes de prparation et damlioration, et surtout dans les der- nires semaines prcdant la priode comptitive, les exercices dendurance, de Pam, de vi- tesse, de puissance et dendurance musculaire spcifique devront tre harmonieusement com- bins. Il est important de se souvenir que : Pour dvelopper le VO2 max (ou la Pam), il faut sentraner des intensits proches, gales ou sensiblement suprieures celles atteintes VO2 max (Vam). Pour amliorer lendurance arobie, lentranement doit se fonder sur des dures plus longues et des intensits plus faibles qui, progressivement, devront tendre vers les zones dendurance cible (% Vam, Cf. tableau 7). Par contre, il est impossible de dvelopper correctement son VO2 max en ne sentranant qu des intensits trop faibles, uniquement favorables lamlioration de lendurance et vice ver- sa. 3 - UTILISATION DES RESULTATS POUR GERER LES CHARGES DENTRAINEMENT Quels que soient les procds dentranement utiliss, la connaissance de la Vam est toujours ncessaire pour organiser les charges utiles des exercices. La Vam constitue la rfrence pour en prvoir les intensits : infra maximales (en dessous de la Vam), maximales (correspondant la Vam) et supra maximales (au-dessus de la Vam). Ces intensits sexpriment en pourcen- tages de Vam. Les procds se distinguent par leurs types dexercices. Exercices en continus (sans rcupra- tion intermdiaire), exercices par intervalles (interval training) et exercices fractionns. Les exercices continus (course, nage ou cyclisme) consistent parcourir des distances relati- vement importantes souvent appeles pour cela distances marathon , en courant ou en na- geant de faon ininterrompue. Ce procd permet un bon dveloppement de lendurance aro- bie et est recommand pour prparer le terrain physiologique de tout sportif en dbut de saison. Selon la terminologie nord-amricaine, non sans humour, on appelle parfois ce genre de course LSD : Long Slow Distance (Fox et Mathews, 1984). Pour les coureurs de fond, les marathoniens, les ultra marathoniens (100 km et plus), les triathltes et les ultra triathltes, ce procd constitue lessentiel de leur entranement. Le tableau 9 indique les pourcentages de Vam auxquels devraient correspondre les vitesses de course dentranement spcifiques pr- parant aux diffrentes spcialits de course. Le fartlek se situe entre les exercices continus et les exercices par intervalles. Il est utilis lorsque lendurance et la puissance arobie maximale doivent tre dveloppes conjointe- ment. Ce procd consiste introduire des acclrations dans la course ou la nage de longue dure. Provenant dune appellation sudoise signifiant jeu de vitesse , le fartlek peut tre trs va- riable dans ses contenus. Les parts relatives de courses, de nage ou de cyclisme, rapides et lentes, dpendent de ltat de forme et de la motivation personnelle des sportifs auxquels il sadresse. 23. 23 Par exemple, au dbut de ce type dentranement, sur une distance fixe, raliser n acclra- tions rpartir au propre gr des entrans ; puis progressivement, au cours des sances sui- vantes n + 1, n + 2 ... jusquaux limites des capacits individuelles. Progressivement aussi, les acclrations sont ralises sur des dures de plus en plus longues : 5s, 8s, 10s, 12s et des vitesses de plus en plus leves mesure quun bon niveau de condition physique est atteint. Cependant, aucun moment, les acclrations ne doivent correspondre des sprints (ou vi- tesse exhaustive), mais doivent toujours saccompagner de limpression de pouvoir aller encore plus vite . Pour les coureurs et autres sportifs utilisant la course ou le cyclisme, ce type dentranement peut se drouler en pleine nature sur des parcours reliefs accidents. Dans ces circuits dentranement variations naturelles de lintensit, les ctes remplacent les acclrations. Le chronomtre est ici totalement inutile. Les sensations personnelles et le plaisir prvalent pour dcider individuellement des changements dallure. Les exercices par intervalles : Comme leur nom lindique, ce sont des exercices entrecoups dintervalles de rcupration au cours desquels une activit lgre peut tre maintenue pour ventuellement faciliter llimination de lacide lactique et pour entretenir une sollicitation modre du systme cardiovasculaire. Grce la rcupration, les intensits plus leves (85 95% de VAM) des exercices permettent damliorer ou de maintenir la puissance arobie maximale. Par le jeu de lintensit, de la dure, du nombre de rptitions des exercices et de la nature des rcuprations, les formes dexercices par intervalles peuvent tre multiples. Cepen- dant, on distingue habituellement les exercices par intervalles longs des exercices par inter- valles courts, encore dfinis exercices intermittents courts. Les exercices par intervalles longs ont pour double objectif de dvelopper lendurance et la puissance arobie maximale. Selon leur intensit (entre 85 et 95% de VAM), ils peuvent aussi avoir un effet non ngligeable sur la glycolyse lactique. Leurs dures peuvent varier de 2 10- 15 minutes. Plus la dure de lexercice est courte (2 5 min), plus lintensit peut tre leve. Une forte intensit permet un meilleur dveloppement de la puissance arobie maximale mais saccompagne dune production de lactate plus ou moins importante si les rcuprations de- meuraient passives . Lorsque les rcuprations sont longues (> 2 5 min), il donc souhai- table de maintenir une activit modre. Par contre, avec des rcuprations relativement courtes (1 2 min), la chane des transporteurs doxygne tant encore fortement sollicite aprs exercice, un arrt total est tout fait concevable. Plus la dure de lexercice est longue (10 15 min), plus la mixit de limpact physiologique soriente en faveur de lendurance arobie. Dans ce cas, les rcuprations peuvent tre longues ou courtes, passives ou actives, sans trop modifier les rpercussions mtaboliques. Les exercices par intervalles courts ou exercices intermittents courts, type 15-15 : 15s de course-15s de rcupration. La comprhension des effets physiologiques des exercices intermittents de courtes dures fait essentiellement appel la connaissance des interactions possibles entre lexercice court et la rcupration courte (Saltin et Essen, 1971). Lexercice intense (110 120% de Vam) et de dure courte (10 15s) dpend surtout de la dgradation des phosphagnes (ATP-PCr). Lors des premires rptitions, un laps de temps aussi court permet uniquement denclencher la mise en jeu accrue de la chane des trans- porteurs doxygne (diffusion alvolo-capillaire, concentration en hmoglobine, dbit car- diaque, recrutement capillaires priphriques, diffusion membranaire, myoglobine) dont le tmoin : la frquence cardiaque, augmente rapidement mais demeure un niveau infra maxi- mal. 24. 24 La rcupration courte (15s) ne permet pas un retour au calme de la chane des transporteurs doxygne qui demeure la reprise dune nouvelle squence dexercice un niveau relative- ment lev et samplifie ensuite durant cet exercice. A lissue de 6 8 minutes de rptitions, alors que la chane des transporteurs se maintient son dbit maximal, aussi bien au cours de lexercice que durant la rcupration, on ne cons- tate plus de baisse des rserves dATP-PCr, pas de production de lactate musculaire mais, par contre, une baisse sensible des rserves musculaires de glycogne (Saltin et Essen, 1971). Ceci indique, quaprs 6 8 min, seule la glycolyse arobie est sollicite pour fournir limportante quantit dnergie requise. Ce phnomne se comprend trs bien si on se sou- vient que, maintenue son niveau fonctionnel maximal, la chane des transporteurs doxygne permet, en 15s de rcupration, de reconstituer la quasi totalit des rserves doxygne de lorganisme (lies lhmoglobine et la myoglobine). La glycolyse tant toujours mise en- jeu en dbut dexercice, on peut raisonnablement supposer que le dbit fonctionnel de ses ractions biochimiques ait aussi atteint son maximum. Ainsi, peut-tre explique la sollicita- tion prpondrante de la glycolyse arobie lors dexercices intermittents courts, rpts pen- dant des dures totales suprieures 6-8 minutes. En sollicitant son maximum les systmes ventilatoire et cardio-vasculaire et, en amliorant lutilisation rapide et massive de loxygne par le muscle, ce type dentranement semble tre actuellement le plus efficace pour dvelopper la puissance arobie maximale. De plus, dure gale, les exercices intermittents courts permettent de raliser un travail de 1,5 2 fois suprieur celui dexercices continus. Llaboration des squences dentranement fonde sur cette forme dexercices peut tre riche. Cependant, les combinaisons entre intensit - dure de lexercice, dure de rcupra- tion, nombre de rptitions totales, dpendent du niveau dentranement : 1. Nenvisager cette forme dexercices qu la suite dune priode consacre au dveloppe- ment de lendurance arobie (4 6 semaines). 2. Commencer par des dures dexercices courtes, des intensits supra-maximales limites : 105 110% de Vam, des dures de rcupration double de celles des exercices et un nombre de rptitions permettant une dure totale dexercice gale ou sensiblement suprieure dix minutes. Exemple : [10s dexercice 110 % de VAM, 20s de rcupration passive] x 25 3. Augmenter progressivement les dures, puis les intensits des exercices, puis di- minuer la dure de rcupration et augmenter le nombre de rptitions : Exemple 1 : [15s dexercice 110% de VAM, 20s de rcupration passive] x 25 Exemple 2 : [15s dexercice 115% de VAM, 20s de rcupration passive] x 25 Exemple 3 : [15s dexercice 115% de VAM, 15s de rcupration passive] x 25 Exemple 4 : [15s dexercice 115% de VAM, 15s de rcupration passive] x 30 4. Respecter les limites suivantes : Dure dexercices : 20s ; intensit : 140% ; dure de rcupration : 10s ; nombre de rpti- tions maximum = 35 40. 5. Alterner les entranements continus et intermittents courts. Avec des groupes htrognes de sportifs, la mise en place de cette forme dentranement est trs facile : un terrain de football offre les dimensions idales (Figure 6) : 1. Commencer par valuer leur VAM. 2. Former des groupes homognes de VAM 25. 25 (quatre cinq groupes). 3. Calculer la distance couvrir pendant par exemple, 15s 110% des VAM respectives de chaque groupe.(Pour ces calculs, vous pouvez utiliser des logiciels comme le vam-val ou le biologiciel) 4. Dans la forme 15s de course - 15s de rcupration, donner un coup de sifflet toutes les quinze secondes. Le contrat de chaque groupe est de parcourir la distance cor- respondante. Les exercices fractionns : Le but des exercices fractionns est dhabituer le sportif aux in- tensits spcifiques requises par la performance vise. Dans notre texte, nous ne faisons que lvoquer comme un des procds possibles dentranement. Gnralement, le fractionn est envisag de deux faons : - soit en divisant par moiti la distance de comptition quil sagit alors de courir une vitesse gale ou suprieure (100 110%) celle utilise lors de la course (Cf. Tableau 9). Le nombre de rptitions doit permettre de parcourir au total 1,5 2 fois la distance de comptition ; - soit en parcourant les trois quarts de cette distance une vitesse sensiblement infrieure (90 95%). Dans ce cas, il faut couvrir au total 1,5 2 fois la distance de comptition. 3 6 Utilisations de la relation vitesse-frquence cardiaque (FC) Les simples utilisations : de la Vam, des pourcentages de Vam ou mieux des temps de pas- sage appropris sur des distances donnes condamnent le sportif lenceinte dun stade ou dun parcours plat talonn. Le port dun cardiofrquencemtre au cours dune des preuves prcdentes permet par contre dtablir une courbe individuelle de la relation entre vitesse de course et FC. En gnral cette courbe parfaitement linaire jusqu 85 90% de Vam (ACSM, 1978, Lger 1994) sinflchit selon une nouvelle pente propre chaque sportif. La dtermination individuelle de cette courbe double pente et les fonctions mathmatiques qui sy rapportent sont aujourdhui trs accessibles grce aux logiciels spcifiquement crs cet effet. Quelles que soient les condi- tions environnementales dans lesquelles sentrane le sportif, au moyen du contrle de la FC il peut ainsi grer les intensits de son entranement. En outre le trac de la FC au cours ou GROUPES 1 : 14 km/h 2 : 14. 5 km/h 3 : 15 km/h 4 : 16 km/h 5 : 16. 5 km/h Distances par groupe pour une intensit = 120% de V.A.M. (15 s-15 s x 30 fois 70 m 72.5 m 75 m 80 m 82.5 m FIGURE 6: Entranement intermittent court : 15 s de course et 15 s darrt une intensit correspondant 120 % de la V.A.M. x par 20,30ou 40 fois selon le niveau dentranement . Les sportifs sont placs par groupes homognes de V.A.M. Terrain de football ou de rugby 26. 26 lissue des diffrents tests prcdents mais surtout du Tub2, lui permet de contrler la qualit de sa rcupration cardiaque. Frquencecardiaque(bat.min-1) Vitesse de course (km.h-1) I 8 I 9 I 10 I 11 I 12 I 13 I 14 I 15 I 16 I 17 I 18 _ 130 - 140 - 150 - 160 - 170 - 180 - 190 - 120 FC1= 9.021* vit + 56.363 ; r = 0.998 FC2= 3.122 * vit + 134.77 ; r = 0.994 COURBE FREQUENCE CARDIAQUE-VITESSE DE COURSE DE M.: ABBA....YOUSSEFCOURBE FREQUENCE CARDIAQUE-VITESSE DE COURSE DE M.: ABBA....YOUSSEF Equations de prdiction de la frquence cardiaque connaissant la vitesse de course ou des % de V.A.M. souhaits FC1=1.552 * % VAM + 56.364 ; r = 0.998 FC 2= 0.537 * % VAM +134.77 ; r = 0.994 55 % 9.57km/h 75 % 13 km:h 85 % 14.8 km:h 100 % DE VAM 17.3 km/h 65 % 11.25 km/h 142 b/min 158 b/min 174 b/min 181 b/min 188b/min de rcupration. active Zones : dchauffement dendurance modre dendurance efficace de P.A.M.et dendu- rance lactique Figure 7 : Possibilits offertes par lenregistrement de la frquence cardiaque au cours de lpreuve triangulaire Vam-val ou Tub2. Deux quations individuelles sont calcules: jusquau point dinflexion de la courbe FC-vitesse et aprs ce point dinflexion. Connaissant les vitesses de course, les quations figurant dans lencadr de gauche permettent dextrapoler les frquences cardiaques. Celles contenues dans lencadr de droite permettent de les extrapoler partir des % de VAM auxquels le sujet veut sentraner. Il peut alors se rfrer son cardiofrquencemtre pour grer les intensits de ses entranements ! 4 CONCLUSION Actuellement le sportif a sa disposition tous les moyens de sentraner de faon cohrente et contrle. Ds le dbut de sa saison sportive, en fonction de ses objectifs, de ses besoins et de ses moyens, nous lui conseillons au minimum de dterminer sa VAM partir dun des trois tests suivants : Vam-val, Lger-Boucher ou Tub2, ou mieux dtablir la relation vitesse-FC au cours du test choisi. Avec la connaissance de ces deux critres, la gestion de son entrane- ment devient moins alatoire, plus intressante, plus motivante et bien sr plus effi- cacesurtout sil respecte correctement les six principes du F.A.I.T.P.A.S. O acqurir les diffrents tests : Distributeur exclusif en France et dans les pays dexpression franaise (except le Quebec) : CRESS, 250 cours de lArgonne, 33000 Bordeaux tel : 00 33 (0)5 56 31 28 18 Email : cress.ste@wanadoo.fr Web : www.cress.fr 27. 27 BIBLIOGRAPHIE ACSM : American College of Sports Medicine. In Tecpa-Kino qubec : vue densemble sur les tests dvaluation de la capacit arobie. 1975 et 1980. ACSM : American College of Sports Medicine. The recommended quantity and quality of exercice for developping and maintaining fitness in healthy adults (position statement). Med. Sci. Sports. 10 (3) : II-X, 1978. Astrand P.O. Experimental studies of physical working capacity in relation to sex and age. Copenhagen : Ejnar Munsksgaard, 1952. Astrand PO. Et Rodhal K. 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