INFLUENCE DE LA MORPHOLOGIE ET DE L'ENTRAINEMENT SUR LA PERFORMANCE EN NATATION

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1 CHATARD J.C., PADILLA S., Labo de Physiologie, GIP Exercice Université de St Etienne, UER de Médecine, 30 rue F. Gambon, St Etienne Cedex CAZORLA G., LACOUR JR, CREPS Bordeaux, 653 cours de la libération, TALENCE CEDEX INFLUENCE DE LA MORPHOLOGIE ET DE L'ENTRAINEMENT SUR LA PERFORMANCE EN NATATION En natation la performance sur 400 m, nage libre ne s'explique qu'en partie par le niveau de production d'énergie (Costill et al, 1985, Cazorla et al, 1985). L'autre partie est expliquée par les différences entre les niveaux techniques d'une part et les facteurs morphologiques d'autre part. Il a été montré que la dépense d'énergie par mètre parcouru augmente avec la taille et le poids (Montpetit 1984, Chatard et al a) diminue avec la flottabilité (Pendergast et al. 1978, Cazorla et al, 1985, Chatard et al 1985 a, Costill et al. 1985) le niveau de pratique (Pendergast et al. 1978) et la durée hebdomadaire d'entraînement (Chatard et al a). Ces facteurs ont été étudiés isolément. Aucune étude n'a jamais isolé la part relative de chacun de ces facteurs. Le but de cette étude qui porte sur un très grand nombre de nageurs de compétition (150 crawlers) est d'apprécier la part relative des facteurs énergétiques, morphologiques, hydrodynamiques et de la durée hebdomadaire d'entraînement sur le niveau de la meilleure performances réalisée en compétition sur 400 m. nage libre. SUJETS : 150 nageurs français de crawl (75 garçons et 75 filles) de niveau régional (82), national (53) et international (15) ont été étudiés de 1983 à Le tableau 1 résume leurs principales caractéristiques. Ces sujets s'entraînent en moyenne heures par semaine (minimum 5h - maximum 30h) à raison de 3 à 13 séances par semaine de 1h30 à 2h30 et de 4 km à 10 km. Leur performance moyenne sur 400 m, est de ms -1 correspondant au temps de 4 min. 39 s. MÉTHODES :. La taille (cm) a été mesurée en position debout. La surface cutanée (SC, m 2 ) a été

2 calculée à partir de la taille et du poids selon l'équation établie par Dubois et Dubois La poussée de flottaison (PF, kg) est égale au poids nécessaire pour maintenir le sujet totalement immergé, en position stable sous la surface de l'eau. Elle a été mesurée en inspiration forcée. La longueur des bras (LB, cm) a été mesurée entre l'acromion et l'extrémité du troisième doigt. La force de traction passive a été mesurée à la vitesse de 1.40 m.s. - (R 140, kg) à l'aide d'un capteur de force à jauge de déformation CETIM, relié à un point d'extensométrie CETIM. Cette mesure a été opérée en inspiration forcée, le nageur se laissant tracté passivement. Elle a été considérée comme un indice de l'aptitude hydrodynamique. m SD Extrêmes Age (années) 15.4 ± Taille (cm) 169 ± Poids (kg) 58 ± Surface cutanée (mi) 1.66 ± 0, Longueur des bras (cm) 76 ± 5, Poussée de flottaison (kg) 2.3 ± Entraînement (h.s-') 13.5 ± V02 max. (1-min-') 3.3 ± R 140 (kg) 4.9 ± Performance 400 m (m.s.-') 1.43 ± Tableau I: Moyenne (m), écart-type (SD) et valeurs extrêmes des principales caractéristiques des 130 nageurs étudiés. TAILLE 0.95 POIDS LB V0².max AGE V PF , TR R SC TAILLE POIDS LB V02 max. AGE V 400 PF TR Tableau II : Corrélations simples entre les différentes variables étudiées (pour les abréviations voir le texte).. La consommation d'oxygène (V0 2 ) a été mesurée en bassin de 50 m. (température de l'eau C) au cours d'une épreuve continue en crawl, par palier de 100 m, à vitesse progressivement croissante (Cazorla et al. 1985) après un échauffement de 300 à 400 m. correspondant à 5 minutes de nage. Le premier palier a toujours été pratiqué à une vitesse inférieure à 1,1 ms -1. L'épuisement a été obtenu le plus souvent en 6 paliers (minimum 4, max.imum 8). Les gaz expirés étaient recueillis dans des sacs de Douglas pendant les 30 dernières secondes de chaque palier. Le volume des gaz était mesuré dans un spiromètre de Tissot bien équilibré, leur composition a été mesurée par analyse physique (appareils Beckman OM 11 pour O 2 et LB 2 pour CO 2 calibrés avant la mesure). La consommation

3 d'oxygène mesurée au dernier palier a été considérée comme VO 2 MAX... La vitesse de nage sur 400 m (V 400, m.s -1 ) a été mesurée en compétition officielle dans le mois précédent les autres mesures.. Des corrélations simples entre toutes les variables choisies empiriquement ont permis d'isoler parmi elles les plus pertinentes. Cinq variables ont ainsi été identifiées. Des corrélations multiples ont été calculées avec ces variables. Dans les équations finales le test «t» de student a été utilisé pour comparer la valeur des coefficients à l'écart-type de chaque variable. Les valeurs de p < 0.05 ont été considérées comme significative. RÉSULTATS : Le tableau n II résume les corrélations obtenues entre tous les facteurs deux à deux. Tous les facteurs morphologiques ainsi que V0 2 max. sont fortement liés à la performance. On ne peut pas cependant considérer leur influence comme spécifique, car à l'exception de la poussée de flottaison, ces facteurs sont très fortement liés entre eux. Les régressions multiples permettent d'éviter cet inconvénient. Elles étudient l'influence de la variation d'un seul facteur en supposant les autres constants. L'équation 1 résume l'influence sur la performance des cinq facteurs les plus significatifs. (VO² max., entraînement, traction passive, longueur des bras et poussée de flottaison). Equation 1: r2 = 0.74 r = 0.86 p < 0.01 V 400 = V02 max. + TR. - R140 + LB + PF. + C Coefficient (t Student ) (5. 7) (4. 9) (2.6) (2) (1.7) (4) Il ressort que les facteurs les plus importants de la performance sont par ordre décroissant de t de Student VO 2 max., l'entraînement, la traction passive, la longueur des bras et la poussée de flottaison. L'équation 2 montre que les résistances hydrodynamiques exprimées par R 140 sont influencées par la surface cutanée et la durée de l'entraînement. Equation 2 : r2 = 0.57 r = 0.75 p < 0.01 R 140 = 27.4 S.C ENT (t Student) (1 1.8) (4) (2.4) DISCUSSION :

4 La validité des méthodes a été discutée dans un précédent article (Chatard et al, 1985 a). Les plus grandes performances sont donc le fait des nageurs présentant un VO 2 max. élevé, s'entraînant le plus, présentant une faible résistance hydrodynamique, disposant de grands bras et légers sur l'eau. Le poids de chaque facteur a été calculé en le faisant varier d'un écart type (Tableau I) dans l'équation 1, les autres variables étant maintenues à leur valeur moyenne. L'impact respectif de chaque facteur est dans l'ordre de 16, 11, 8, 6, 4 secondes pour une performance moyenne du groupe de 4 min. 39 s. L'influence des VO 2 max. a été largement démontrée par de nombreux auteurs dont les plus récents sont Costill et al, 1985 et Cazorla et al, Il n'en est pas de même pour les autres facteurs. La mise en évidence de l'effet de l'entraînement est un des points essentiels de ce travail : il est aussi important à lui seul que les facteurs morphologiques réunis longueur des bras et poussée de flottaison. Cette influence de l'entraînement sur la performance soulève la question d'un éventuel biais de sélection : il est en effet possible de se demander si les bonnes performances ne correspondent pas autant à l'augmentation de la durée de l'entraînement que l'inverse. Certains facteurs permettent de penser que ce n'est pas le cas : la durée d'entraînement n'est pas liée à l'âge (r = 0.19) et très faiblement liés aux autres facteurs morphologiques (Tableau II) eux mêmes facteurs d'amélioration de la performance. L'importance de la traction passive est, elle aussi, à souligner. Elle atteint presque celle de l'entraînement. Cela n'a rien de surprenant puisque l'observation montre qu'elle relève des qualités motrices et des sensations du nageur dans l'eau tout autant que des qualités morphologiques (Equation 2). Il n'a jamais été insisté sur l'importance de ce facteur du fait des données de Di Prampero 1974 et de Clarys 1982 qui montrent que la résistance mesurée dans des conditions de traction passive est systématiquement inférieure à celle qu'on peut calculer au cours de la propulsion active. Cependant ces deux auteurs ont mis en évidence une relation entre les résistances mesurées dans ces deux circonstances. On peut même calculer à partir des données de Clarys 1982 une relation de type exponentiel avec un coefficient de régression de La mesure de la traction passive apparaît donc comme un excellent moyen, de par sa simplicité, d'apprécier objectivement les qualités hydrodynamiques du nageur (Chatard et al b). Ces données sont en accord avec Charbonnier et al, 1975 qui a quantifié cet avantage à 15 secondes pour des niveaux de performance identiques à cette étude. Pour ce qui est de l'influence de la longueur des bras, l'équation 1 ne permet pas de répondre à la question de savoir si cette influence est une autre expression de l'influence de la taille puisque ces 2 facteurs sont très étroitement liés (r = 0.93) ou si elle est l'expression d'une action spécifique. Cette difficulté a été également rencontrée par Grimston et Hay Cependant dans une autre étude de Chatard 1986, il a été montré que le coût énergétique du crawl diminue de 5 p. cent chez les nageurs ayant une longueur des bras supérieure de 3 cm (1 S.D.) à la moyenne des

5 autres nageurs par ailleurs de même taille (175 cm). Ces résultats confirment l'influence positive de la poussée de flottaison (Pendergast et al. 1985, Costill et al, 1985, Cazorla et al, 1985). Cependant ce facteur est le moins important des cinq facteurs étudiés. Il est possible que la méthode utilisée pour traiter les données ait dissimulé l'importance réelle de ce facteur. Il apparaît en particulier que la poussée de flottaison est corrélée à l'entraînement (r = 0.45) et qu'il agit sans doute sur cette dernière par l'augmentation de la capacité vitale. La quantification de l'influence de ces variables sur la performance requiert d'autres vérifications expérimentales, ceci afin de mieux dissocier ce qui revient à l'entraînement ou à la morphologie dans l'étude de la performance.

6 RÉFÉRENCES 1.- CAZORLA G., MONTPETIT R., CHATARD J.C, Aspects biologiques de la natation de compétition. In : Culture technique 13 : , C.R.C.T. (Eds) Neuilly-sur-Seine, France. 2- CHARBONNIER J.P., LACOUR J.R., RIFFAT J. et FLANDROIS R, Experimental study of the performance of competition swimmers. Europ. J. Appl. Physiol. 34 : CHATARD J.C Influence des facteurs morphologiques et de l'entraînement sur le rendement énergétique. In : Compte-rendu des journées Natation, 53-76, A.R.N. (Eds) B.P. 8, Canet en Roussillon, France. 4- CHATARD J.C., PADILLA S., CAZORLA G., LACOUR J.R. 1985a. Influence of body height, weight, hydrostatic lift and training on the energy cost of the front crawl. NZJ Sports Med. 13 : CHATARD J.C., PADILLA S., PAULIN M., LACOUR J.R., 1985 b. Some features of the 400 m. free style olympic record holder. NZJ Sport Med, 13 : CLARYS J.P., Human body dimensions and applied hydrodynamics selection criteria for top swimmers. Paper presented at the International Congress of Sport Sciences, Patiale India, November. 7- COSTILL D.L., KOVALESKI J., PORTER D., KIRWAN J., FIELDING R., and KING D., Energy expanditure during front crawl swimming : predicting success in middle-distance events. Int. J. Sports Med., 6 : Dl PRAMPERO P.E., PENDERGAST D.R., WILSON D.W, et RENNIE D.W, Energetics of swimming in man. J. Appl. Physiol., 37 : DU BOIS D. and DU BOIS E.F A formula to estimale the approximate surface of height and weigth be known. Arch. Int. Med. 17, Part. 2 : GRIMSTRON, S.K. and Hay, J.G Rclationships among anthropometric and stroking characteristics of college swimmers. Med. Sci. Sports Exerc. : 18 : HOLMER I., Physiology of Swimming Man. Acta Physiol. Scand. Supp MONTPETIT R., Influence de la vitesse de nage sur la dépense énergétique en crawl. Résumé communication orale. IIIème Congrès Scientifique National de Médecine du Sport de Rouen, p PENDERGAST D.R., Di PRAMPERO D.E., CRAIG J.R., WILSON D.R, and RENNIE D.W., The influence of sdected biomechanîcal factors ont the energy cost of swimming. In : Eriksson B and Furberg, Swimming Medecine IV, , University Park Press, Baltimore.