Séminaire des entraîneurs et cadres techniques du cyclisme novembre 2013 CREPS de Bourges

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1 Séminaire des entraîneurs et cadres techniques du cyclisme novembre 2013 CREPS de Bourges Développement des qualités aérobies et anaérobies chez l enfant: implications pour la performance et l entraînement Sébastien Ratel Maître de Conférences Universitaires-HDR UFR STAPS, Université Blaise Pascal, Clermont-Ferrand

2 Développement et entraînement des qualités aérobies chez l enfant

3 VO 2 max Consommation maximale d O 2 ou quantité maximale d ATP reconstituée par unité de temps par le métabolisme aérobie Equation de FICK VO 2 max = Qcmax x (Ca0 2 -CvO 2 )

4 VO 2 max VO 2 (l.min -1 ) VO 2 max Adultes très entraînés VO 2 max Adultes peu entraînés VO 2 max Enfants 11 ans PMA PMA PMA Puissance (W)

5 Evolution de VO 2 max avec l âge VO 2 max (l.min -1 ) Age (années)

6 Evolution du débit cardiaque (Qcmax) avec l âge

7 Relation Qcmax-VO 2 max chez les enfants

8 L entraînement de VO 2 max. VO 2 max (ml.min-1.kg-1). VO 2 max (ml.min-1.kg-1) 80 Garçons 80 Filles 60 sportif 60 sportive 40 Non sportif Non sportive Âge (année) Âge (année)

9 L entraînement de VO 2 max +8% Population: et 8-11 ans Groupe témoin Groupe course Entraînement Longueur : 7 semaines Fréquence: 2 séances/sem Durée : 30 min / séance Intensité: VMA Contenu d entraînement Courses de 10 s et 20 s Entre 100% et 130% VMA Moment d entraînement EPS VO 2 max (ml.min -1.kg -1 ) VMA (km.h -1 ) Témoin Témoin Course +5% Course

10 L entraînement de VO 2 max 45 VO 2 max VO 2 (ml.min -1.kg -1 ) R R R R 100%VMA 110%VMA 110%VMA 120%VMA 130%VMA Temps (s) 10 ans : 5 x (10 x 10 s) r = 10 s R = 3 min

11 L entraînement de l endurance (seuils) Population: et 9-11 ans Groupe témoin Groupe course VO 2 max (ml.min -1.kg- 1 ) % Course Témoin Entraînement Longueur : 8 semaines Fréquence: 2 séances/sem Durée : 30 min / séance Intensité: VMA Contenu d entraînement Courses de 10 s et 20 s Entre 100% et 130% VMA VT1 (%VO 2 max) VT2 (%VO 2 max) Course Course Témoin Témoin

12 Les capacités de thermorégulation Charge thermique: E > A Exposition solaire: E > A (Rapport SC/Poids: E > A) Coût énergétique: E > A (Rapport Tronc/MI: E > A) (Coordination: E < A) Métabolisme de base: E > A Délai de sudation: E > A (Estrogène/testostérone: E < A) Gare au coup de chaleur

13 Les capacités de thermorégulation Déperdition calorique: E > A Rapport SC/Poids: E > A (Convection de l air sur la peau: E > A) Gare au refroidissement

14 Les exercices aérobies En résumé: Favoriser précocement le travail aérobie puisqu il constitue la base de la condition physique et de la santé VO 2 max augmente avec l entraînement ( + 10%) Pas de période critique (indépendant de la maturation) Réaliser la pratique de l endurance dans des conditions thermiques raisonnables L évacuation de la chaleur est moins efficace chez les enfants, une hyperthermie peut survenir plus rapidement chez l enfant Assurer un apport hydrique suffisant

15 Développement et entraînement des qualités anaérobies chez l enfant

16 Les exercices anaérobies lactiques Les idées reçues: è Exercice à proscrire avant la puberté è Immaturité du système anaérobie lactique è Risque de provoquer un stress préjudiciable è Risque de provoquer une fatigue excessive è Récupération plus lente chez l enfant è Inutile en termes d entraînement Weineck J. Biologie du Sport, Editions Vigot, p , 1992 Le Chevalier J.M. Pourquoi les efforts lactiques dits de «résistance» sont néfastes pour les jeunes (de benjamins à cadets)? Revue de l Association des Entraîneurs Français d Athlétisme (AEFA), Hors-Série, p. 42, Octobre 1999 Bricout V-A. Développement de l enfant: Quelle prise en compte en EPS? Revue EPS, 337, p. 3-6, 2009

17 Les exercices anaérobies lactiques Les contre-arguments: - Immaturité du système anaérobie lactique??? - Accumulation des catécholamines - Fatigue musculaire - Récupération - Entraînement anaérobie

18 Immaturité du système anaérobie lactique??? Ä Concentration du glycogène musculaire de repos plus faible chez l enfant [Glycogène] (mmol.kg -1 muscle frais) ,6 12,6 13,5 15,5 Age (ans) Critique: Eriksson and Saltin. Acta Paediat Belgica, 28: , 1974 La concentration du glycogène musculaire de repos n est pas un facteur limitant de l activité du métabolisme anaérobie lactique

19 Immaturité du système anaérobie lactique??? Ä Plus faible activité des enzymes du métabolisme anaérobie lactique chez l enfant Etude Muscle Enzyme Comparaison Berg et coll. (1986) Vastus Lateralis LDH Enfant < Adulte Kaczor et coll. (2005) Obliquus internus abdominis LDH Enfant < Adulte Eriksson et coll. (1973) Vastus Lateralis PFK Enfant < Adulte* * Gollnick et coll. (1972) Fournier et coll. (1982) Vastus Lateralis PFK Enfant* < Adolescent *Eriksson et coll. (1973) Haralambie (1982) Vastus Lateralis LDH Enfant = Adulte LDH: lacticodéshydrogénase, PFK: phosphofructokinase Critiques: LDH: Résultats controversés PFK: Aucune comparaison directe entre enfant et adulte

20 Immaturité du système anaérobie lactique??? Ä Concentration maximale de lactate sanguin plus faible chez l enfant (Guy Falgairette, Thèse 1987) Critique: Une concentration de lactate n est que la résultante d un équilibre entre production et élimination. Elle ne représente donc pas uniquement l activité du métabolisme anaérobie lactique

21 Immaturité du système anaérobie lactique??? Ä Corrélation positive entre le lactate musculaire et le volume testiculaire Lactate maximal musculaire (mmol.kg -1 muscle frais) Volume testiculaire (Indice de maturation) Eriksson et coll. Acta Physiol. Scand. 87, , 1971 Critiques: Est-ce une relation de cause à effet? Une concentration de lactate ne représente pas uniquement l activité du métabolisme anaérobie lactique

22 Immaturité du système anaérobie lactique??? Ä Les études récentes ne montrent aucune différence entre enfant et adulte Pas de différence entre enfant et adulte Enfant 70 Adulte P<0,05 % resynthèse totale d ATP P<0,05 0 Anaérobie alactique Anaérobie lactique Aérobie Tonson, Ratel et coll., J. Appl. Physiol., 109(6): , 2010

24 Accumulation des catécholamines chez l enfant Ä L accumulation des hormones du stress n est pas plus élevée chez les enfants P<0, NS Noradrénaline (ng.ml -1 ) Noradrénaline (pg.ml -1 ) Enfant Adulte 0 Enfant Adulte Lehmann et coll., Eur. J. Appl. Physiol, 47: , 1981 Rowland et coll., Int. J. Sports Med., 17:22-26, 1996

26 Fatigue musculaire chez l enfant Ä Les enfants se fatiguent moins que les adultes 10 sprints de 10 s sur ergocycle R = 30 s Adulte Adolescent Enfant Pmax (W) % -20% Sprint (n ) Ratel et al., Int. J. Sports Med., 23: , 2002

27 Fatigue musculaire chez l enfant Ä Les enfants se fatiguent moins que les adultes 10 sprints de 10 s sur ergocycle R = 5 min Adulte 1400 Adolescent Enfant 1200 Pmax (W) Sprint (n ) Ratel et al., Int. J. Sports Med., 23: , 2002

28 Fatigue musculaire chez l enfant Ä Les enfants se fatiguent moins que les adultes 10 sprints de 10 s sur tapis roulant R = 15 s Puissance moyenne (W) Adulte Enfant -47.0% -28.9% Sprint (n ) Ratel et coll., Int. J. Sports Med., 27: 1-8, 2006

29 Fatigue musculaire chez l enfant Ä Les enfants se fatiguent moins que les adultes 10 sprints de 10 s sur tapis roulant R = 15 s Distance parcourue (m) Adulte Enfant -29.4% -18.8% Sprint (n ) Ratel et coll., Int. J. Sports Med., 27: 1-8, 2006

30 Fatigue musculaire chez l enfant Ä Le niveau de perception de l effort est plus faible chez l enfant 10 sprints de 10 s R = 15 s Perception de l effort Enfant Enfant Adulte Adulte Pédalage Course Pédalage Course Ratel et coll., Eur. J. Appl. Physiol., 92: , 2004 Williams et coll., Percept Motor Skills, 1994

32 Récupération chez l enfant Ä La récupération de la puissance est plus rapide après un test de Wingate chez l enfant Pmax (% valeur de repos) Enfant Adulte Durée de récupération (min) Hebestreit et coll., J Appl Physiol, 74: , 1993

33 Récupération chez l enfant Ä La récupération de la puissance est dépendante de la phosphocréatine (PCr) 120 % valeur de repos Pmax Phosphocréatine Sprint de 30 s Durée de récupération (min) Bogdanis et coll., J Physiol, 482:467-80, 1995

34 Récupération chez l enfant Ä La resynthèse de la phosphocréatine (PCr) est plus rapide chez l enfant 120 PCr (% valeur de repos) Enfant Adulte Durée de récupération (min) Ratel et coll., Appl Physiol Nutr Metab, 33: , 2008

35 Récupération chez l enfant - Une activité supérieure des enzymes oxydatives (SDH, Fumarase) - Une typologie musculaire plus lente peuvent expliquer la resynthèse plus rapide de la phosphocréatine et la reconstitution plus rapide de la puissance maximale chez l enfant % Fibres lentes Age (ans) Lexell et coll., Muscle & Nerve, 15: , 1992

36 Récupération chez l enfant Ä Efflux de protons musculaires plus élevé chez l enfant après un effort intense 7,4 7,2 ph musculaire 7 6,8 6,6 6,4 6,2 Enfant Adulte Durée de récupération (min) Ratel et coll., Appl Physiol Nutr Metab, 33: , 2008

37 Récupération chez l enfant Ä Régulation plus rapide de la balance acido-basique sanguine chez l enfant Série de 10 sprints de 10 s sur ergocycle R = 30 s Adulte Lactatémie (mmol.l -1 ) ph sanguin Enfant 4 Adulte Enfant Repos Sprint (n ) 7.10 Repos Sprint (n ) Ratel et coll., J Appl Physiol, 92:479-85, 2002

38 Récupération chez l enfant Ä Régulation plus rapide de la balance acido-basique sanguine chez l enfant [H + ] (nmol.l -1 ) Adulte r = 0.92 ; P<0.001 Enfant r = 0.66 ; P< [La] (mmol.l -1 ) Ratel et coll., J Appl Physiol, 92:479-85, 2002

39 Récupération chez l enfant Ä Régulation plus rapide de la balance acido-basique sanguine chez l enfant [HCO 3 - ] (mmol.l -1 ) Adulte [La] (mmol.l-1 ) r = 0.93 ; P<0.001 Enfant r = 0.72 ; P<0.001 ANCOVA : ns Ratel et coll., J Appl Physiol, 92:479-85, 2002

40 40 Récupération chez l enfant PaCO 2 (mmhg) Adulte r = 0.84 ; P<0.001 Enfant r = 0.90 ; P<0.001 ANCOVA : P< [HCO 3- ] (nmol.l -1 ) ph = pka + log [HCO 3- ] α PaCO 2 + -

41 Récupération chez l enfant Ä Régulation plus rapide de la balance acido-basique sanguine chez l enfant Série de 10 sprints de 10 s sur ergocycle R = 30 s V E /VCO Enfant Adulte Sprint Temps (s) Ratel et coll., J Appl Physiol, 92:479-85, 2002

43 Entraînement anaérobie chez l enfant Ä Il permet d augmenter l activité du métabolisme lactique chez l enfant Population ans Entraînement Durée: 6 semaines Fréquence: 3 séances/semaine Durée/séance: 30 min Intensité (proche de FCmax) Sur bicyclette ergométrique Résultats Activité du métabolisme lactique (+45% pour la PFK) Activité du métabolisme aérobie (+22,5% pour la SDH) SDH (µmol.g -1.min -1 ) PFK (µmol.g -1.min -1 ) % Avant Après + 22,5% Avant Après Eriksson et coll., Acta Physiol Scand, 87: , 1973

44 Les exercices anaérobies lactiques En résumé: è Immaturité du système anaérobie lactique??? è Pas plus stressant que chez les adultes è Faible fatigue chez les enfants è Récupération plus rapide chez l enfant è Effets bénéfiques de l entraînement anaérobie Contrairement aux idées reçues, il n est donc pas inutile et dangereux, sur le plan physiologique, de solliciter la filière anaérobie lactique chez les enfants et de leurs proposer occasionnellement des exercices intenses (et répétés) Ratel et Martin, Science & Sports, 2012 «Aucun argument scientifique ne confirme l idée bien souvent avancée que l exercice anaérobie est dangereux pour la santé des enfants» Bar-Or O. J Sports Sci, 13: S31-S33, 1995

45 En conclusion générale Durant l enfance, il faut systématiser: è Le travail de coordination è Les exercices de souplesse è Les exercices de force (gainage, etc.) è Le travail foncier (forme intermittente, etc.) è Les exercices de vitesse «L'enfant est un petit d'homme et non pas un petit homme, la motivation doit être la première condition à la pratique du sport» Jean-Jacques Rousseau

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47 Merci pour votre attention