CM1 (1ère partie): Notion d ENERGIE

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Grégoire Chabot
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1 -- Out 3 -- C. Nicol CM1 (1ère partie): Notion d ENERGIE 1. Introduction 1.1. au cours (CM, TP, TD) 1.2. aux facteurs du bien être et de la performance 2. L énergie et la dépense énergétique 2.1. L énergie - les différentes formes d énergie - définition 2.2. La dépense énergétique 3. Le carburant l ATP 3.1. Famille 3.2. Structure 3.3. Fonction 3.4. Réaction (hydrolyse) 3.5. Utilité / contraction musculaire 1

2 1.1. MODULE GESTION DE LA VIE PHYSIQUE (OUT 3) (1ère semaine: 12h C.M. + 12h T.P.) + (1er semestre: 12h T.D.) Vise l acquisition d outils et de principes élémentaires utiles au développement d'une condition physique minimale et à son enseignement L enseignement théorique dispensé en cours magistral (CM) présente : Les cours de travaux dirigés (TD) Une introduction générale à la du même semestre permettront : physiologie Une présentation des différentes filières énergétiques avec leur utilisation et leur entraînement Ces notions théoriques sont illustrées lors des séances de travaux pratiques (TP) par divers tests d évaluation : Tests d évaluation de la VMA (Vitesse Maximale Aérobie) : - Epreuve VAMEVAL (G. Cazorla) - Epreuve NAVETTE (G. Cazorla) Réévaluation de la VMA : - Epreuve de type 15/15 Batterie de tests EUROFIT d approfondir les caractéristiques des 3 filières énergétiques de discuter du point de vue théorique les données acquises en TP (performances, fréquences cardiaques..) Cyclone Katrina il y a 2 ans 2

3 2.1. L énergie «Etre bien dans sa peau» «Etre en Forme» Une interaction de plusieurs facteurs qui sont aussi ceux de la Performance a) FACTEURS CONSTITUTIONNELS, SANTE : morphologie 3

4 b) FACTEURS PSYCHO-AFFECTIFS : motivation, stress c) FACTEURS BIOMECANIQUES : force, vitesse, puissance.. 4

5 d) FACTEURS BIOENERGETIQUES : endurance, économie, rendement e) FACTEURS BIO-INFORMATIONNELS & TECHNICO-TACTIQUES: Informations / Soi / Environnement 5

6 f) AUTRES FACTEURS ANATOMIQUES (ex: muscles) NERVEUX (commande, feedback) ENERGETIQUES (ATP) Etymologiquement; Force motrice de la Matière Capacité à produire un travail mécanique ou son équivalent 6

7 Ne peut être définie en termes de taille, de forme ou de masse N existe que lorsque se produit un changement «rien ne se perd, rien ne se crée, tout se transforme» (1ère loi de la thermodynamique, Antoine-Laurent LAVOISIER, ) 6 formes d énergie se transforment de l une en l autre suivant la célèbre Loi de Conservation de l Energie 1. E nucléaire Celui-ci est le siège de réactions nucléaires qui produisent de l E La grande majorité de l E dont nous disposons sur terre provient du soleil. 6. E thermique 70 à 80% de chaleur 5.E mécanique 2. E lumineuse rayonnante dont une partie nous arrive sous forme de lumière. 4. E électrique 3. E thermique et de chaleur 7

8 Cette E solaire est aussi absorbée par la chlorophylle des plantes 3. E chimique E potentielle E cinétique Plongeon, trampo 4. E électrique 5. E mécanique Pour produire 150W sur un ergomètre (vélo, rameur ) l organisme dépense 750W!!! 20 à 30% d efficacité mécanique 70 à 80% De chaleur 6. E thermique 2.2. La dépense énergétique «rien ne se perd, rien ne se crée, tout se transforme» (1ère loi de la thermodynamique, Antoine-Laurent LAVOISIER, ) Notre organisme ne contredit pas ce principe universel. C'est par déformation de langage que nous disons que l'organisme produit de l'énergie. En fait, il ne sait que la transformer c'est à dire la prendre sous une forme pour la rendre sous une autre. Les APS illustrent notamment le passage de la forme chimique à la forme mécanique et calorifique. Plat du jour CATABOLISME 8

BIO-ENERGETIQUE Métabolisme des organismes vivants Le METABOLISME des organismes vivants met en jeu MATIERE et ENERGIE = somme des réactions d ANABOLISME et de CATABOLISME E a) CATABOLISME Plat du

soit interne (travail du cœur, des poumons, de l'appareil digestif). soit externe (travail musculaire).

9 BIO-ENERGETIQUE Métabolisme des organismes vivants Le METABOLISME des organismes vivants met en jeu MATIERE et ENERGIE = somme des réactions d ANABOLISME et de CATABOLISME E a) CATABOLISME Plat du jour libère de l E Plus une réaction est spontanée, plus elle libère de l E CATABOLISME: - la plupart des molécules alimentaires servent à la libération d E => production d'énergie mécanique à usage soit interne (travail du cœur, des poumons, de l'appareil digestif). soit externe (travail musculaire). BIO-ENERGETIQUE Métabolisme des organismes vivants Le METABOLISME des organismes vivants = somme des réactions d ANABOLISME et de CATABOLISME Plat du jour b) ANABOLISME Réserves E Éléments musculaires (glycogène..) (reconstruire, augmenter..) ANABOLISME: - Les molécules alimentaires nécessitent des transformations qui consomment de l E pour constituer de la matière => synthèse de molécules complexes à partir de molécules simples (très élevée chez BB; élevée chez adolescents et sportifs, avec l âge). Réactions non spontanées nécessitent un apport d E pour leur réalisation 9

10 Calcul de La dépense énergétique Une Utilisation (perte) continuelle d E => Besoins!! Des Apports occasionnels => Réserves!! Muscle Foie Tissue adipeux La DE varie selon l activité DEB (basale) DEB (basale) entre 3 et 5h matin Somme des processus métaboliques (ana- et catabolisme) DER (repos = ref. =1): DE (x5) DER (repos) DE (1,7) Allongé et < 10h du matin à jeun depuis 12h à neutralité therm. au calme psychique = 60 à 75% du métab./jour! DE (x10 à 20) DE (x3) dure peu.. Effet thermique lié à l acte alimentaire (10%) Effet thermique lié aux APS (15 à 30% seulement) 10

11 Métabolisme Basal de repos (approfondi en TD Nutrition ) Constitue une référence à partir de laquelle la DE tot peut être estimée. Dépend surtout de l importance de la masse de tissus maigres. Les différences liées au sexe et à l âge des individus s expliquent en grande partie par des différences de masse maigre. - MB d un homme est 5 à 8 % > celui d une femme de poids, taille et âge égaux; différence est liée à une proportion plus élevée de masse maigre (muscles squelettiques) chez l homme que chez la femme. - Avec l âge, la masse maigre diminue => le métabolisme basal aussi. - Le sujet obèse se caractérise non seulement par une masse de tissu adipeux excessive, mais aussi par une augmentation des tissus maigres % de tissus adipeux et + 25 % de tissus maigres. => MB sujet obèse, exprimé en valeur absolue, est > sujet de poids normal. Définition de la calorie : «quantité de chaleur nécessaire à élever la température d 1g d eau de 14.5 à 15.5 C, sous la pression atmosphérique normale» Différentes unités peuvent être utilisées (depuis 1978: J) 1 kcal = 1000 cal = 4,18 kilojoule (kj) 1cal = 4,18 J 1kJ = kcal DER (DE au repos): (35 à 40 kcal/h/m 2 ) 1.5 et 2 m 2 pour une majorité d individus Pour un homme adulte : 1650 kcal/j ( 70 kcal/h) Pour une femme adulte : 1300 kcal/j ( 55 kcal/h) Rmq. Combien cela représente t il de watts? 1 watt (W) = 1 joule/seconde Si DER 1 kcal/min 1000 cal/min => 4180 J/min 70 W Pour un homme adulte : DER 70 kcal/h 80W Pour une femme adulte : DER 55 kcal/h 60W 1kcal/min 11

12 DE liée à l activité de travail : ATTENTION aux erreurs de langage! repas à moins de 1000 calories représente en fait. repas à moins de 1000 kcal!! Nb: 1000kcal = Big Mac + grde frite + coca + milkshake ou = salade avec sauce + coca + milkshake 60 kcal/h 600 à kcal/h 180 Apports E journaliers (kcal/j) conseillés /activité et sexe Homme Femme Activité réduite Activité habituelle Activité importante Activité très importante W. McArdle, F. Katch, V. Katch «Physiologie de l Activité Physique: Energie, nutrition et performance» 4ème Edition, Traduit par Pr. M. Nadeau, Maloine / Edisem 12

13 3.1. Famille: des phosphagènes 3.2. Structure E E 2 liaisons riches en E qu elles libèrent lorsqu elles ADENOSINE P P P sont rompues TRI PHOSPHATE 3.3. Fonction: fournit l E nécessaire à tout travail 3.4. Réaction (hydrolyse) ATP (Tri Phosphate) + H 2 O + eau ATPase ADP (di Phosphate) + + Pi + E + E (P inorganique) Enzyme = catalyseur Catalyseur = substance qui active une réaction chimique qui, sans le catalyseur, serait très lente ou impossible. L'enzyme peut servir à refaire la réaction 13

14 3.5. Utilité de l ATP / contraction chimique Réserves dans le muscles 1 seule réaction chimique (faible délai) Pas besoin d O 2 local (occlusion vasculaire) Apport immédiat d E Réserves très faibles dont on utilise pas plus de 40% L ATP ne peut pas être transporté par le sang mais d une durée limitée de 1 à 2sec Nécessité de resynthétiser de l ATP 3 FILIERES ENERGETIQUES ± impliquées selon l effort 9 85!! 14

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