Les conseils et connaissances physio utiles pour le step I. S entraîner pour quoi faire? II. Le carburant du muscle et sa production III. IV. La fréquence cardiaque comme repère en Step Les différentes méthodes d entraînement V. Nature et durées des récupérations Annie Fabre Lycée Herriot Connaissances Physiologiques utiles pour le Step Décembre 2012
I. S entraîner pour quoi faire? Utilité de l entraînement 1 : De manière générale, pourquoi développer le système aérobie Il favorise la circulation sanguine. Il permet une meilleure irrigation des muscles et des tissus en augmentant le réseau capillaire Il augmente la taille des vaisseaux et la capacité d'extraction de l'oxygène du sang, mais également l efficacité de la distribution du débit de sang vers la périphérie. (jusqu aux fins fonds du cerveau ou des doigts!!!!!) Il permet de «s aérer la tête». C est ici la détente, l évacuation du stress qui se rattache à cette expression. Il augmente le retour veineux et améliore le drainage veineux et lymphatique par une meilleure réabsorption des liquides. Il diminue la tension artérielle. «Cooooool!!!!!» Il permet de développer la capacité de récupération, donc d augmenter la charge d entraînement. Utilité de l entraînement 2 : Pourquoi développer le système aérobie? Le développement du système aérobie permet d améliorer les fonctions cardiaques, respiratoires et circulatoires. Il contribue ainsi à établir une bonne condition physique. Des effets bénéfiques sont visibles à long terme, notamment dans la prévention des maladies cardio-vasculaires, la lutte contre l obésité. Thierry Verson : Une étude portant sur plus de 1000 Américaines a mis en évidence qu'une activité physique régulière peut réduire d'au moins 60% le risque de cancer du sein avant la ménopause. Utilité de l entraînement 3 : Pourquoi développer le système aérobie? Il va permettre de faire un effort plus long pour une même intensité. Il va permettre de faire un effort plus intense. Utilité de l entraînement 4: Quelle est l influence de l entraînement sur la FC? Sous l effet de l entraînement La FC de repos baisse, cela est dû à l augmentation du volume des cavités cardiaques : (éjection systolique) Le retour à la FC normale se fait plus rapidement Pour une même intensité d exercice aérobie, la FC d un sujet entraîné se stabilise plus facilement et à un stade plus bas qu un sujet non entraîné. Utilité de l entraînement 5 : Pourquoi travailler entre 60 et 75% de la FCE? (entre 120 et 155 pulsations par minute). Travailler à cette intensité favorise l élimination des déchets, sollicite la disponibilité musculaire, active le transport d oxygène, renforce les systèmes articulaires et ligamentaires. On utilise également ce type d effort pour récupérer d efforts plus intenses (élimination des lactates), ou s assurer une reprise d entraînement. Ce type d effort contribue à la remise en forme (tonification musculaire, meilleure assimilation de l oxygène) et à la perte de poids. Utilité de l entraînement 6 : Pourquoi travailler entre 75 et 80% de la FCE et ainsi développer sa capacité aérobie? (puls entre 165 et 180). Travailler dans cette zone permet d améliorer la capillarisation et donc le transport de l oxygène ainsi que la stabilisation et l élimination des lactates pendant l effort. (On a plus d oxygène dans le réservoir et on élimine mieux les lactates). Utilité de l entraînement 7 : Pourquoi travailler entre 85 et 95% de la FCE et ainsi développer sa puissance aérobie? (puls au-dessus de 180) Travailler dans cette zone améliore la tolérance lactique, le système cardio respiratoire, la capillarisation musculaire. Ce type d effort permet également de récupérer et d éliminer les déchets sans entamer les réserves de glycogène (On améliore le débit du robinet ce qui nous permet de faire un effort plus intense) Utilité de l entraînement 8 : Quelle utilité des efforts à puissance max? Les efforts à puissance aérobie maximale sont des efforts proches de FCE max. Ils améliorent le débit cardiaque (la pompe se muscle : amélioration du débit du robinet), l utilisation de l oxygène intra musculaire. Ces efforts abaissent donc le délai d installation de VO2 Max. (On améliore le débit du robinet pour faire un effort plus intense plus longtemps. On travaille également la résistance aux lactates). Les connaissances physio utiles pour le Step : 11/2012 1
II. Le carburant du muscle et sa production : Connaissance physiologique 1 : Pour se contracter, le muscle a besoin de carburant, c est l ATP. Les cellules musculaires n en contiennent qu une toute petite quantité qui est épuisée en quelques secondes. Il est donc nécessaire que l organisme en re-synthétise au fur et à mesure de ses besoins. Il existe deux voies de production d énergie qui se succèdent. En l absence d oxygène : c est la voie anaérobie En présence d oxygène : c est la voie aérobie celle que nous allons stimuler par notre travail Connaissance physiologique 2 : Les 2 premières secondes : système anaérobie alactique L ATP est la seule molécule utilisable pour la contraction musculaire. En présence d enzymes, sa dégradation fournit l énergie nécessaire à la contraction musculaire. Elle n est présente qu en petite partie dans la fibre musculaire et se retrouve épuisée en quelques secondes : 1 à 2 premières secondes Connaissance physiologique 3 : Jusqu à 20 secondes L ATP étant épuisé très rapidement, l organisme doit re-synthétiser de l ATP, par l intermédiaire de la PC (phosphocréatine), également présente en petite quantité dans l organisme. La contraction musculaire est alors assurée jusqu à 20 secondes. Ces 2 systèmes fonctionnent immédiatement et à 100% de leur puissance. Connaissance physiologique 4 : De 20 à 45 secondes : système anaérobie lactique Au-delà des 20 premières secondes d effort intense, la combustion du glucose musculaire (par glycolyse anaérobie), permet une re-synthèse de l ATP. Cependant, cette combustion qui s opère en l absence d oxygène laisse des traces dans l organisme, sous forme de lactates qui acidifient le milieu sanguin et musculaire et freinent puis empêchent l activité musculaire. La glycolyse anaérobie atteint son maximum après environ 45 secondes. Connaissance physiologique 5 : Mise en route rapide et Installation en 2 minutes du système aérobie Au-delà des 20 secondes d effort intense, et en présence d oxygène, la production d ATP est assurée par la combustion, la dégradation du glucose, des acides aminées, des acides gras (seulement au bout d une heure environ) Ici, la respiration fournit l oxygène nécessaire à l oxydation du glucose. Les déchets sont éliminés par l expiration et la transpiration. Ce métabolisme aérobie met environ 2 minutes pour s installer pleinement. L'énergie apportée aux muscles dépend essentiellement de l'oxygène que l'on respire. Connaissance physiologique 6 : Puissance et capacité : Tout effort est défini par son intensité et sa durée.les filières énergétiques sont les différentes modalités de resynthèse de l'atp. Lorsque l'on fait de du Step, de la Course ou de la natation de durée, on travaille la filière aérobie : l'énergie apportée aux muscles dépend essentiellement de l'oxygène que l'on respire. Chaque filière énergétique possède : Une capacité et une puissance. La durée de maintien du processus est égale à : Capacité : Contenance du réservoir Puissance : Débit du robinet La capacité : c est la quantité totale (contenance) d énergie disponible dans le réservoir La puissance : c est la quantité maximale d énergie utilisable par unité de temps (débit du robinet) On peut chercher à améliorer sa puissance et/ou améliorer sa capacité ; ce n'est pas le même type d'entraînement.on jouera alors sur les paramètres d intensité, de durée de travail et de temps de récupération. Les connaissances physio utiles pour le Step : 11/2012 2
III. La fréquence cardiaque comme repère en Step STEP et fréquence cardiaque 1 : les différentes fréquences cardiaques : FC La FC max: De manière générale, on part du principe que la valeur de FC max est égale à 220 l'âge du sujet. Toutefois, chacun peut connaître celle qui lui est propre. En effet, elle peut être mise en évidence en faisant un exercice épuisant, à condition d aller jusqu au bout de soi même!!!. La FC de repos. Elle doit être prise le matin, dans son lit en se réveillant La FC de réserve = c est celle qui va être utilisée comme référence pour le STEP. Elle prend en compte : la FC de repos, la FC max et l Intensité du travail retenu. On l appelle aussi la Fréquence d entraînement. C est la formule de «Karvonen». STEP et fréquence cardiaque 2 : Calculer sa fréquence cardiaque d entraînement (Karvonen) FCE (entraînement) = FC Repos + (FC Max FC Repos) x (% de l intensité) STEP et fréquence cardiaque 3 : les repères pour la FC en STEP Connaître les zones de travail et les % de FCE FCE = FC au repos + (FC max - FC au repos) X (% de l'intensité de travail choisi) Pouls au repos Zone de travail Aérobie Zone Capacité travail Zone de travail Puissance 60 à 70% de FCE 70 à 80% de FCE 80 à 95% 50 à 60 puls/min 141 à 160 160 à 175 175 à 190 60 à 80 puls/min 145 à 165 165 à 180 180 à 195 80 à 95 puls/min 155 à 170 170 à 180 180 à 198 STEP et fréquence cardiaque 4: Fréquence cardiaque et récupération La FC de récupération entre deux efforts ne doit être : ni trop haute (on est trop fatigué pour repartir), ni trop basse (il faudrait refaire un échauffement) ; on considère, de manière générale que 120 pulsations/minutes (soit 2 pulsations/seconde) est le bon ordre de grandeur. Les connaissances physio utiles pour le Step : 11/2012 3
IV. Les différentes méthodes d entraînement Utilité de l entraînement par exercice continu Un entraînement par exercice continu est un exercice rythmé, d intensité moyenne ou élevée et d une durée relativement longue. Il est essentiellement destiné à développer l endurance fondamentale ou la capacité aérobie (On améliore la contenance du réservoir) Utilité de l entraînement pyramidal 1 : La progression de la séance va croissante jusqu'à la fatigue, et va ensuite décroissante pour adapter la difficulté des exercices à la diminution des capacités motrices (dues à la fatigue) et psychiques (car il faut résister mentalement à la fatigue, aux douleurs éventuelles, à la baisse de concentration), mais aussi limiter le risque de blessures. Il permet de s habituer à une charge de travail supérieure à celle demandée en compétition. (On améliore le débit du robinet et la résistance à la fatigue) Utilité de l entraînement pyramidal 2 : Le travail «en pyramide» peut être intéressant pour un individu qui veut travailler la Puissance sans diminuer sa Vitesse (rappel : P = F x V). Le fait de diminuer le temps des 2 dernières séries permet de conserver sa vitesse de contraction (avec la fatigue musculaire c est elle qui diminue le plus, on ne devrait pas voir de diminution de l amplitude des mouvements en Step). Utilité de l'entraînement par Fartlek Fartlek est un mot suédois qui signifie "jeu de vitesse". Avec cette méthode d entraînement l'athlète court à basse et à haute vitesse. En fait, l exécutant établit son plan d entraînement en fonction de "ce qu il ressent", de sa FC, de son essoufflement. Cela permet d adapter l entraînement à soi, de se centrer sur ses ressentis, de varier les exercices et ainsi de luter contre la monotonie du travail. Cette forme de travail est adaptée à un développement de la capacité aérobie, et de l endurance fondamentale, et de la puissance aérobie (On peut soit augmenter la contenance du réservoir, soit le débit du réservoir en fonction de l intensité du travail réalisé) Utilité des entraînements par exercices intermittents ou "Interval- training" Les exercices intermittents représentent un très bon moyen pour développer le système aérobie. L entraînement par intervalles permet, entre autres, de faire des exercices intermittents de haute intensité pendant un temps assez long. L intensité des exercices choisis et la durée des temps de récupération détermineront le développement visé. (On augmentera soit la contenance, soit le débit du réservoir : soit la capacité soit la puissance aérobie) Les connaissances physio utiles pour le Step : 11/2012 4
V. Nature et durées des récupérations Pourquoi avons-nous besoin de récupérer lors d exercices brefs et intenses? STEP et récupération 1 : La performance dépend de la capacité des muscles actifs à récupérer entre deux efforts, ou deux séries d efforts successifs. Dans le cas d efforts brefs et intenses, l'énergie nécessaire provient essentiellement de la dégradation des phosphagènes et de la glycolyse anaérobie (Mercier et al. 1989, Gaitanos et al. 1993, Balsom et al. 1992). Par conséquent, la principale fonction de la récupération entre les séries est : la restauration des réserves de PCr, dont la disponibilité est importante au maintien de la puissance durant ces efforts (Balsom et al. 1993), l'élimination du lactate produit, l'accumulation de celui-ci étant directement ou indirectement liée à l'altération de la contraction musculaire (Hermansen, 1981). Le processus de récupération des phosphagènes dépend de l'oxygène, car l'énergie qui est nécessaire provient exclusivement du métabolisme aérobie (Harris et al. 1976 Colliander et al. 1988). STEP et récupération 2: Nature de la récupération pour un travail en endurance fondamentale. Le travail en endurance fondamentale, ne nécessite pas de temps de repos. L entraînement s effectue le plus souvent en linéaire, sur une séquence relativement longue. Les lactates sont éliminés par la respiration et la transpiration. Ce type de travail peut se poursuivre pendant plusieurs heures. STEP et récupération 3: Nature de la récupération pour un travail en capacité aérobie Un exercice intense nécessite que la récupération soit active (marche active ou petite course) pour maintenir un niveau d oxygénation suffisant et permettre à l organisme notamment d éliminer «les lactates», sources d une fatigue prématurée, d éventuelles courbatures et responsables de l arrêt de la performance. Le signal de la reprise est donné par la FC qui doit être redescendue à 110 120 puls/min. Pour les séries à 80 à 85% de la FCE ; la récup doit être égale ou à peine inférieure au temps d'effort. STEP et récupération 4: Nature de la récupération pour un travail en puissance aérobie. Un exercice très intense nécessite que la récupération soit active (marche active ou petite course) pour maintenir un niveau d oxygénation suffisant et permettre à l organisme notamment d éliminer «les lactates», sources d une fatigue prématurée, d éventuelles courbatures et responsables de l arrêt de la performance. Pour des séries de 90 à 95% de la FCE, elle doit être active et égale ou légèrement supérieure au temps d'effort. Pour les séries lactiques, proches de 100% de FCE, elle doit être deux fois plus longue que le temps d'effort. STEP et récupération 5: Puissance aérobie et récupération passive : quelle utilité? Instaurer une récupération passive permet de travailler davantage l'adaptation aux lactates. (Sans rien faire, les pulsations redescendent, mais les muscles restent gorgés d'acide lactique). Les connaissances physio utiles pour le Step : 11/2012 5