Entraînement intermittent

Entraînement intermittent 1

PLAN INTRODUCTION : DÉFINITION ET HISTORIQUE 1) CLASSIFICATION, PERFORMANCE, MODÉLISATION 2) RÉPONSES À L ENTRAÎNEMENT 3) RÉPONSES RESPIRATOIRES 4) RÉPONSES ÉNERGÉTIQUES 2

INTRODUCTION Le concept d exercice intermittent Par définition, l intermittent se définit par "ce qui s arrête et reprend par intervalles" (Le Robert, 2002 ). Baquet et al. (2007) Prev Med Large éventail de comportements Dans l entraînement sportif, les athlètes vont utiliser des exercices intermittents dans le but d améliorer leurs performances dès la fin du 19 e siècle. 2

INTRODUCTION Au début du 20 ème siècle : le fartlek Les athlètes commencent à standardiser les périodes courues à hautes Intensités et les périodes courues de plus faibles intensités. Gerschler (entraîneur) <=> Reindell (cardiologue) Rudolf Harbig (années 30) Paavo Nurmi (années 20) Emil Zatopek (années 50) 3

INTRODUCTION La réussite de ces athlètes va contribuer au développement des méthodes d entraînement basées sur des exercices intermittents. Si l interval-training est une méthode répandue dans la préparation physique des athlètes, l état des connaissances scientifiques de l époque ne permettait pas d en justifier l utilisation. Les 1 e études portant sur des exercices intermittents publiées dans des revues scientifiques de niveau international datent de 1960 (Åstrand et coll., 1960; Christensen et coll., 1960) 4

INTRODUCTION Fox et coll. (1973) : l entraînement par intervalles ou "interval training" est une méthode basée sur la répétition d exercices intenses entrecoupées de période de repos ou de périodes d exercices modérés. L intérêt principal est d augmenter la durée totale d exercice à haute intensité. Christensen et coll. (1960) : - TL à 20 km/h = 3 min (de manière continue) - TL phases de courses de 10 s à 20 km.h -1 entrecoupées de 5 s de récupération passive = 20 min d exercices. 5

INTRODUCTION Evolution par décennie du nombre d études publiées dans des revues internationales relatives aux exercices intermittents 6

INTRODUCTION Les études relatives aux exercices intermittents vont porter sur : - les adaptations métaboliques et énergétiques, - l optimisation des programmes d entraînement. La brutale augmentation des publications relatives aux exercices intermittents, à partir des années 1990, peut s expliquer par : - l apparition de nouvelles méthodes d investigation : les analyseurs portables des échanges gazeux, la spectrométrie proche infrarouge (NIRS), la spectrométrie par résonance magnétique nucléaire (RMN) - la diversification des formes d exercices intermittents : répétition de sprints, tests spécifiques. - la recherche de produits ou substances susceptibles d améliorer la performance : créatine, acides aminés, hydrates de carbone, erythropoïethine. - la diversification des populations étudiées : sujets asthmatiques, obèses, personnes âgées, enfants. 7

INTRODUCTION Les combinaisons entre intensités, périodes d exercices, périodes et type de récupération sont très nombreuses. La modification d un seul de ces paramètres va influencer la réponse à l exercice PROBLÉMATIQUE Dégager les principes qui permettent de caractériser de manière rationnelle les exercices intermittents et d en identifier les effets. Optimiser la construction des séances basés sur des exercices intermittents 8

PARTIE 1 : CLASSIFICATION, MODÉLISATION ET PERFORMANCE CARACTERISTIQUES DES EXERCICES INTERMITTENTS - INTENSITÉ DE L EXERCICE - DURÉE DE LA PÉRIODE D EXERCICE - TYPE DE RÉCUPÉRATION Active Passive - DURÉE DE LA PÉRIODE DE RÉCUPÉRATION - NOMBRE DE RÉPÉTITIONS ET DE SERIES 9

1.1 Classification des exercices intermittents Classification proposée par Saltin et coll. (1976) pour décrire les exercices intermittents à partir de : - l intensité moyenne entre intensité d exercice et intensité de récupération - le ratio : rapport entre la période d exercice et la période de récupération - l amplitude : différence entre l intensité de l exercice et l intensité de récupération par rapport à l intensité moyenne de l exercice intermittent Cette classification a contribué à mieux décrire les exercices intermittents. Cette classification ne permet pas de modéliser directement la performance. 19

1.1 Classification des exercices intermittents Classification proposée par Saltin et coll. (1976) pour décrire les exercices intermittents à partir de : - le ratio : rapport entre la période d exercice et la période de récupération - DURÉE DE LA PÉRIODE D EXERCICE 15 s => Ratio 1:1 - DURÉE DE LA PÉRIODE DE RÉCUPÉRATION 15 s 12

1.1 Classification des exercices intermittents Classification proposée par Saltin et coll. (1976) pour décrire les exercices intermittents à partir de : - le ratio : rapport entre la période d exercice et la période de récupération - DURÉE DE LA PÉRIODE D EXERCICE 15 s => Ratio 1:2 - DURÉE DE LA PÉRIODE DE RÉCUPÉRATION 30 s 13

1.1 Classification des exercices intermittents Classification proposée par Saltin et coll. (1976) pour décrire les exercices intermittents à partir de : - l intensité moyenne entre intensité d exercice et intensité de récupération Ex : pour 15 s d exercice et 15 s de récupération active - INTENSITÉ DE L EXERCICE 110% => (110+40)/2 = 75% - RÉCUPÉRATION ACTIVE 40% 15

1.1 Classification des exercices intermittents Classification proposée par Saltin et coll. (1976) pour décrire les exercices intermittents à partir de : - l intensité moyenne entre intensité d exercice et intensité de récupération Pour 30 s d exercice et 15 s de récupération passive - INTENSITÉ DE L EXERCICE 110% => (110X2)/3 = 73,3% - RÉCUPÉRATION PASSIVE 0% 12

1.1 Classification des exercices intermittents Classification proposée par Saltin et coll. (1976) pour décrire les exercices intermittents à partir de : - l intensité moyenne entre intensité d exercice et intensité de récupération Pour 30 s d exercice et 15 s de récupération active - INTENSITÉ DE L EXERCICE 110% => [(110X2)+(40X1) ]/3 = 86,7% - RÉCUPÉRATION ACTIVE 40% 13

1.1 Classification des exercices intermittents Classification proposée par Saltin et coll. (1976) pour décrire les exercices intermittents à partir de : - l amplitude : différence entre l intensité de l exercice et l intensité de récupération par rapport à l intensité moyenne de l exercice intermittent - INTENSITÉ DE L EXERCICE 110% [(110-0)/55] X 100 = 200% - RÉCUPÉRATION PASSIVE 0% 18

1.1 Classification des exercices intermittents Classification : - Exercice intermittent de haute intensité intensité supérieure à VMA période d exercice brève (<30s) récupération passive ou active intensité proche de VMA - Exercice intermittent à VMA période d exercice 30s récupération passive ou active Récupération active = exercices continus à intensité faible (proche du premier seuil ventilatoire). 20

1.2 Performance lors d exercices intermittents Temps limites en fonction de différentes combinaisons d EI Références Billat et al. (1996) Kachouri et al. (1996) Période et intensité d exercice 2-min à 100% de VMA 0,5 tlim100 à 100% de VMA 0,5tlim95 à 95% de VMA 0,5tlim105 à 105% de VMA Période et intensité de récupération 2-min à 60% de VMA 0,5 tlim100 à 60% de VMA 0,5tlim95 à 50% de VMA 0,5tlim105 à 50% de VMA vitesse moyenne (km.h -1 ) Nombre de répétitions 80% de VMA 4,87 80% de VMA 5,45 72,5% de VMA 5,33 77,5% de VMA 6,1 Billat et al. (1996) : 258 s (4min18s) à 100% de VMA Kachouri et al. (1996) : 715 s (11min55s) à 95% VMA et 217 s (3 min37s) à 105% de VMA. 21

1.2 Performance lors d exercices intermittents Temps limites en fonction de différentes combinaisons d EI Références Billat et al. (2000) Période et intensité d exercice 30-s à 100% de VMA Période et intensité de récupération 30-s à 50% de VMA vitesse moyenne (km.h -1 ) Nombre de répétitions 75% de VMA 19 22

1.2 Performance lors d exercices intermittents Temps limites en fonction de différentes combinaisons d EI Références Période et intensité d exercice Période et intensité de récupération vitesse moyenne (km.h -1 ) Nombre de répétitions Billat et al. (2001) 15-s à 90% de VMA 15-s à 80% de VMA 85% de VMA 42 15-s à 100% de VMA 15-s à 70% de VMA 85% de VMA 36 15-s à 110% de VMA 15-s à 60% de VMA 85% de VMA 18 Dupont et al. (2002) 15-s à 110% de VMA 15-s de RP 55% de VMA 46,5 15-s à 120% de VMA 15-s de RP 60% de VMA 23,1 15-s à 130% de VMA 15-s de RP 65% de VMA 11,1 15-s à 140% de VMA 15-s de RP 70% de VMA 6,7 23

1.2 Performance lors d exercices intermittents CARACTERISTIQUES DES EXERCICES INTERMITTENTS - INTENSITÉ DE L EXERCICE - DURÉE DE LA PÉRIODE D EXERCICE - TYPE DE RÉCUPÉRATION Active Passive - DURÉE DE LA PÉRIODE DE RÉCUPÉRATION - NOMBRE DE RÉPÉTITIONS 24

1.2 Performance lors d exercices intermittents MATERIELS ET METHODES Exemple de dispositif pour des courses intermittentes entrecoupées de récupération passive pour un sujet dont la VMA est de 16 km.h -1 15 s de course à 120% de la VMA 80 m Exemple de dispositif pour des courses intermittentes entrecoupées de récupération active pour un sujet dont la VMA est de 16 km.h -1 15 s de course à 50% de la VMA 15 s de course à 120% de la VMA 15 s de course à 50% de la VMA 16.67 m 80 m 16,67 m (Dupont et al. Eur J Appl Physiol 2003) 25

1.2 Performance lors d exercices intermittents Autres variables calculées : MATERIELS ET METHODES Puissance métabolique nette calculée à partir de la VO 2 et de l équivalent énergétique du lactate (di Prampero et Ferretti, 1999) (ml.kg -1.mmol -1 ) (mmol.l -1 ) VO 2 (VO 2 moyenne 3,5) ( 3 La T lim ) (ml.kg -1.min -1 ) (ml.kg -1.min -1 ) (min) (Dupont et al. Eur J Appl Physiol 2003) 26

Vitesse (km.h -1 ) 1.2 Performance lors d exercices intermittents MATERIELS ET METHODES Puissance mécanique estimée à partir des phases d accélération et de. décélération. 22.5 20 17.5 15 12.5 10 7.5 5 2.5 135% de VMA 120% de VMA 15 s de course ˆ 120% de la VMA pour une VMA de 16 km.h-1 0 0 10 20 30 40 50 60 70 80 Distance (m) TTE V max V min V max V min 30 10.5 estimated VȮ2 V V max min V max V min 0.2 (Cr DTTE) 10.5 TTE 60 (Dupont et al. Eur J Appl Physiol 2003) 27

Temps limite (s) Temps limite (s) Rcupration active 1.2 Performance lors d exercices intermittents RÉSULTATS ET DISCUSSION Temps limites p<0,001 r 2 =0,02 ; p>0,05 Récupération active Récupération passive Temps limite (s) Récupération passive (Dupont et al. Eur J Appl Physiol 2003) 28

Puissance (W.kḡ 1 ) Puissance (W.kḡ 1 ) 1.2 Performance lors d exercices intermittents RÉSULTATS ET DISCUSSION Puissance métabolique p<0,001 Puissance mécanique p<0,001. Récupération active Récupération passive Récupération active Récupération passive 104% de VO 2 max > 85% de VO 2 max 100% de VO 2 max > 77% de VO 2 max (Dupont et al. Eur J Appl Physiol 2003) 29

Puissance (W.kḡ 1 ) Puissance (W.kḡ 1 ) RÉSULTATS ET DISCUSSION Comparaison entre la puissance métabolique et la puissance mécanique Récupération active ns Récupération passive 24 20 16 12 8 22,1 ±3,4 20,1 ±2,2. 24 20 16 12 8 18,2 ±2,4 P<0,001 15,5 ±1,8 4 4 0 Puissance métabolique Puissance mécanique 0 Puissance métabolique Puissance mécanique Pour de courtes phases de récupération (15s), le calcul de la puissance métabolique est plus appropriée que celui de la puissance mécanique. L énergie dépensée lors des courtes phases de récupération est prise en compte dans la puissance métabolique, mais pas dans la puissance mécanique. 30

1.2 Performance lors d exercices intermittents CONCLUSION DE CETTE ÉTUDE Le tlim est significativement plus long lorsque la récupération entre les courses est passive. Puissance metabolique plus faible Resynthèse de la PCr plus importante Disponibilité en oxygène plus importante Débit sanguin plus important dès l arrêt de l exercice (Dupont et al. Eur J Appl Physiol 2003) 31

1.3 Modélisation de la performance lors d EI Relation distance = f(temps) En se basant sur les travaux de Monod et Scherrer (1965), Kachouri et coll. (1996) ont proposé de décrire la relation entre le tlim et la distance limite. Tlim continu à 95 et 105% de VMA Tlim intermittent à 0,5tlim95 alterné avec une récupération active de même durée. Tlim intermittent à 0,5tlim95 alterné avec une récupération active de même durée. Ils ont trouvé que la VC était égale à 89% de la VMA et ont souligné la nécessité de vérifier la linéarité de la relation. 32

1.3 Modélisation de la performance lors d EI Relation distance = f(temps) Dupont et al. (2002) ont vérifié la linéarité de la relation dlim = f(tlim) pour des EI brefs de HI (15s de 110% à 140% de la VMA). 0,99 r 2 1; p<0,001 Exemple de relation entre la distance limite et le temps limite pour des courses intermittentes de 15 s à 110%, 120%, 130% et 140% de la VMA entrecoupées de 15 s de récupération passive. 33

1.3 Modélisation de la performance lors d EI VCI = 104% VMA Relation distance = f(temps) Avec de longs intervalles d exercices (plusieurs minutes), la PCr et l oxygène fixé sur la myoglobine contribuent pour une part négligeable à la resynthèse de l ATP. Pour des exercices brefs et intenses (moins de 30 s), la PCr et l oxygène fixé sur la myoglobine contribuent très significativement à la resynthèse de l ATP (Essén et al., 1977). Lors d exercices intermittents brefs, les courtes périodes de récupération permettent de ré-oxygéner en partie la myoglobine et l hémoglobine et de resynthétiser une partie de la PCr, et par conséquent d augmenter les valeurs de vitesse critique En résumé, il semblerait que les valeurs de vitesse critique intermittente soient spécifiques à chaque modalité d exercice intermittent. 34

1.3 Modélisation Le modèle de Thibault Thibault (1999) a proposé un modèle empirique et graphique de l entraînement intermittent. Ce modèle met en relation de façon intégrée les interactions entre la durée de chaque fraction d effort, le nombre de répétitions et l intensité Ce modèle met en relation trois des variables des exercices intermittents que sont la durée de chaque période d exercice, l intensité de ces périodes et le nombre total de répétitions. G. Thibault, Revue EPS N 279 35

Le modèle de Thibault 24 répétitions à 95% de PMA pour des périodes d exercices de 1 min. 13 répétitions à 105% de PMA pour des périodes d exercices de 1 min. 3 répétitions à 95% de PMA pour des périodes d exercices de 3 min 30 s. 36

1.3 Modélisation Le modèle de Thibault Le modèle ne s applique pas aux périodes d exercices inférieures à 30 s et aux intensités supérieures à 110%. De plus, le modèle n intègre pas les mécanismes liés à la récupération (durée et type de récupération). 37

PARTIE 2 : RÉPONSES À L ENTRAÎNEMENT Les effets des entraînements proposés dépendent : - des exercices réalisés (fréquence, volume, intensité) - de la durée de l entraînement - de la variabilité des exercices proposés - du niveau initial des sujets - des habitudes d entraînement des sujets Berg, Sports med. 2003 Zatsiorski, 1995 38

PARTIE 2 : RÉPONSES À L ENTRAÎNEMENT Les limites des études scientifiques sur l entraînement Peu d études longitudinales sur les effets de l entraînement La majorité des études porte sur les améliorations de VO 2 max. De nombreuses études ont comparé l entraînement intermittent et l entraînement continu (opposition). Très peu d études tiennent compte des habitudes d entraînement des participants. Les études relatives à la périodisation (programmation / planification) sont pratiquement inexistantes dans la recherche. Dans la plupart des études, les exercices sont rarement caractérisés. 39

PARTIE 2 : RÉPONSES À L ENTRAÎNEMENT Etude de Tabata et coll. (1996) But : Comparer les effets de 2 modalités d entraînement (continu versus intermittent) sur la capacité anaérobie et VO 2 max. Entraînement de 6 semaines à raison de 5 entraînements par semaine Modalité continue : 70% de VO 2 max, 60 min.j -1. Modalité intermittente : 7 à 8 répétitions de 20 s à 170% de VO 2 max entrecoupées de 10 s de RP. Tabata et coll. MSSE, 1996 40

PARTIE 2 : RÉPONSES À L ENTRAÎNEMENT Modalité continue : - VO 2 max : + 5,5% - Capacité anaérobie : pas d amélioration Modalité intermittente : - VO 2 max : +14,1% - Capacité anaérobie : +28% L entraînement intermittent de HI semble contribuer à améliorer significativement à la fois la VO 2 max et la capacité anaérobie. L entraînement continu sous maximal ne permet pas d améliorer la capacité anaérobie. Tabata et coll. MSSE, 1996 41

PARTIE 2 : RÉPONSES À L ENTRAÎNEMENT Quelles sont les raisons des progrès en capacité anaérobie et en VO 2 max? Le déficit d oxygène cumulé lors de l exercice intermittent de HI n était pas significativement différent du déficit d oxygène maximal cumulé. L exercice intermittent permet de solliciter VO 2 max Tabata et coll. MSSE, 1996 42

PARTIE 2 : RÉPONSES À L ENTRAÎNEMENT But de l étude : analyser les effets d un entraînement intermittent sur la performance aérobie et anaérobie chez des footballeurs de HN. Période contrôle (10 semaines) : exercices technico-tactique et jeux Période expérimentale (10 semaines) : - Répétitions de 15 s à 120% de VMA alterné avec 15 s de RP (2 séries) - Répétitions de sprints de 40 m entrecoupés de 30 s de RP. Dupont et al., JSCR 2004 43

PARTIE 2 : RÉPONSES À L ENTRAÎNEMENT Après la période contrôle : maintien des qualités physiques. Après la période expérimentale : - amélioration de la VMA (+8,1%) - diminution du temps sur 40 m (-3,5%). Dupont et al., JSCR 2004 44

PARTIE 2 : RÉPONSES À L ENTRAÎNEMENT Table 1. Effects of the training program on body m ass, body fat, on sprint running (t40m) maximal aerobic speed (MAS) and maximal heart rate (HRmax). Before control period After control period After high intensity interval training Body mass (kg) 71.3 ± 5.7 71.8 ± 6.2 71.5 ± 5.9 Body fat (%) 14.7 ± 2.4 15.0 ± 2.6 14.6 ± 2.3 t40m (s) 5.56 ± 0.15 5.55 ± 0.15 5.35 ± 0.13*** MAS (km.h -1 ) 15.9 ± 0.8 16.1 ± 0.8 17.3 ± 0.9*** HRmax (beats.min -1 ) 197.5 ± 6.9 195.8 ± 5.9 195.1 ± 5.1 *** Significantly different from other periods (p<0.001). Dupont et al., JSCR 2004 45

Effet des entraînements basés sur des exercices intermittents sur les marqueurs aérobies et anaérobies. References Gaiga et Docherty (1995) Gorostiaga et al. (1991) Helgerud et al. (2001) McDougall et al. (1998) Rodas et al. (2000) Tabata et al. (1996) Weber et Schneider (2002) Weston et al. (1997) VO 2 max initiale (ml.kg -1.min -1 ) Nombre de séances 51,6±5,6 27 séances en 9 semaines 36,3±1,1 24 séances en 8 semaines 58,1±4,5 16 séances en + en 8 semaines 51,0±1,8 21 séances en 7 semaines 57,3±2,6 14 séances en 2 semaines 48,2±5,5 30 séances en 6 semaines 44,3±2,4 24 séances en 8 semaines 66,2±2,6 6 séances en 4 semaines Description de l exercice 10 30 s de sprint 3 min RP 20 5 30 s à 100% de VO 2 max 30s de RP 4 5 4 min à 90-95% de FCmax - 3 min (RA) 4 à 10 5 30 s de sprint - 2,5 min (RP) 2 et 7 5 15 s et 30 s de sprint 45 s et 12 min (RP) 7 à 8 5 20 s à 170% de VO 2 max 10 s (RP) 3 5 2 min à 100 à 120% de VO 2 max - 6 min (RP) 6 à 8 5 5 min à 80% de PMA 1 min de RA Résultats VO 2 max ; PP ; WT. VO 2 max ; PMA ; CK ; CS ; VO 2 max ; SA ; EC ; force ; vitesse de sprint ; détente. VO 2 max, PP ; WT30-s ; PFK ; CS ; SDH VO 2 max, PMA ; Perf30s ; [PCr] ; PFK. VO 2 max ; capan VO 2 max ; capan. m ; PMA ; tlim à 150%PMA ; Perf40km ; PFK ; CS 46

PARTIE 2 : RÉPONSES À L ENTRAÎNEMENT Les améliorations combinées des marqueurs aérobies et anaérobies semblent dépendre de l intensité des périodes d exercice. Lorsque les intensités sont sous maximales ou maximales (Gorostaiga et al., 1991 ; Helgerud et al., 2001 ; Weston et al., 1997), seuls les marqueurs aérobies sont améliorés, Lorsque les intensités sont supérieures à VO 2 max (Gaiga et Docherty, 1995 ; MacDougall et al., 1998 ; Rodas et al., 2000 ; Simoneau et al., 1987 ; Tabata et al., 1996 ; Weber et Schneider, 2002), les marqueurs aérobies et anaérobies sont améliorés. 47

PARTIE 3 : Réponses respiratoires Les augmentations de VO 2 max à l entraînement sont généralement justifiées par le fait que les exercices proposés permettent de solliciter un haut pourcentage de VO 2 max. Wenger et Bell (1986) : les plus importantes améliorations de VO 2 max sont obtenues lorsque les intensités sont comprises entre 90% et 100% de VO 2 max. Billat et al. (1999) : les améliorations de VO 2 max dépendent du temps passé à VO 2 max (tvo 2 max). Pour augmenter VO 2 max => sélectionner des exercices permettant d atteindre et de maintenir un haut pourcentage de VO 2 max. 48

PARTIE 3 : Réponses respiratoires EXERCICES CONTINUS Hill et Rowell (1997) : 92% de VO 2 max > 100% de VO 2 max Billat et coll. (1999) : 100% de VO 2 max > 90, 120 et 140% de VO 2 max EXERCICES INTERMITTENTS Billat et coll. (2000) : 30 s à 100% VMA alternées avec 30 s à 50% VMA Millet et coll. (2003) : 1/2 tlim100 à 100% de VMA alternées avec 1/2 tlim100 à 50% de VMA > 60 s à 100% de VMA alternées avec 30 s à 50% de VMA > 30 s à 100% de VMA alternées avec 30 s à 50% de VMA. Billat et coll. (2001) : 15 s à 90% de VMA alternées avec 15 s à 80% de VMA = 15 s à 100% de VMA à 70% de VMA > 15 s à 110% de VMA alternées avec 15 s à 60% de VMA. 49

PARTIE 3 : Réponses respiratoires Méthodologie du temps passé à VO 2 max Etudes Mthod es de mesures Exercices Temps passs ˆ VO 2 max (s) Hill et Rowell Temps limite moins dlai Course continue ˆ 100% de vvo 2 max 56±48 (1997) dõatteinte de VO 2 max (100%) Temps limite moins dlai Course continue ˆ 100% de vvo 2 max 140±46 dõatteinte de 95% de VO 2 max Hill et al. (1997) Temps limite moins dlai Course continue ˆ 100% de vvo 2 max 32±41 dõatteinte de VO 2 max (100%) Temps limite moins dlai Course continue ˆ 100% de vvo 2 max 164±53 dõatteinte de 95% de VO 2 max Billat et al. (1999) Somme des valeurs au-dessus Course continue ˆ 100% de vvo 2 max 190±87 de la VO 2 max incrmentale moins 2,1 ml.kg -1.min -1 Le temps passé à VO 2 max dépend de la méthodologie utilisée 50

VO 2 (ml.kg -1.min -1 ) INTRODUCTION Evolution de la VO 2 lors d une course continue à 100% de la VMA 70 60 50 VO 2 max du test incrémental VO 2 max du test incrémental VO 2 max du test incrémental VO 2 pic du tlim100 40 30. 20 10 0 0 1 2 3 4 5 Temps (min) 50

Il est fait l hypothèse que le pic de VO 2 atteint lors d une course continue à VMA+1 km.h -1 permettra d atteindre la "VO 2 max du jour". Un exercice maintenu plus de 2 min à une intensité supérieure à VMA permet aux sujets d atteindre VO 2 max (Morgan et al., 1989). 51

MATERIELS ET METHODES Etude 1 Population : 10 étudiants sportifs (20,8±2,1 ans ; 74,4±8,9 kg ; 1,81±0,08 m) Protocole : 1 Vérifier qu un test à VMA+1 km.h -1 permet d identifier la "VO 2 max du jour" 2 Calculer le temps passé à VO 2 max pour un temps limite continu à 100% de la VMA à partir des différents protocoles utilisés dans la littérature. 52

Vitesse (km.h -1 ) MATERIELS ET METHODES ORGANISATION DU TEST INCRÉMENTAL ET VMA+1 17 km.h -1 16 km.h -1 test incrmental VMA+1 10 km.h -1 5 min 15 min de rcupration temps 3 min [la] 53

Pic de VO 2 (ml.kg -1.min -1 ) RÉSULTATS ET DISCUSSION Etude 1 VO 2 max, pic de VO 2 et VO 2 max du jour. 75 VO 2 max incrémentale (ml.kg -1.min -1 ) Pic de VO 2 du test VMA+1 (ml.kg -1.min -1 ) 70 65 y = 0,98x + 1,2 r 2 = 0,97 ; p<0,001. 60 59,3±6,0 59,4±6,0 ns 55 VO 2 max du jour 50 50 55 60 65 70 75. VO 2 max (ml.kg -1.min -1 ) 54

MATERIELS ET METHODES Etude 1 ORGANISATION DES TESTS TLIM100 ET VMA+1 55

VO 2 (ml.kg -1.min -1 ) MATERIELS ET METHODES Etude 1 Méthodes de calculs du temps passé à VO 2 max 70 60 50 40 Billat et al. (1999) : Somme des valeurs VO 2 max - 2,1 ml.kg -1.min -1 Hill et al. (1997) : tlim - délai d atteinte de 100% de VO 2 max. 30 20 10 Hill et al. (1997) : tlim - délai d atteinte de 95% de VO 2 max Présente étude : Somme des valeurs 95% de VO 2 max 0 0 1 2 3 4 5 Temps (min) 56

VO 2 (ml.kg -1.min -1 ) MATERIELS ET METHODES Etude 1 Méthodes de calculs du temps passé à VO 2 max 70 60 50 40 VO 2 max incrémental VO 2 max du jour Billat at al. (1999) 1 5. 30 20 10 Hill et al. (1997) 2 6 Hill et al. (1997) 3 7 Présente étude 4 8 0 0 1 2 3 4 5 Temps (min) 57

Temps (s) RÉSULTATS ET DISCUSSION TEMPS PASSÉS A VO 2 max SELON LES MÉTHODES 220 200 Méthodes basées sur la VO 2 max incrémentale Méthodes basées sur la VO 2 max du jour 180 160 140 120 139 ±76 137 ±49 100 80 60 40 66 ±51 56 ±75 93 ±53 69 ±61 105 ±56 20 0 25 ±53 Billat et al. 2,1 Hill et al. 100% Hill et al. 95% Présente étude 95% Billat et al. 2,1 Hill et al. 100% Hill et al. 95% Présente étude 95% 58

CONCLUSION Le pic de VO 2 atteint lors du test à VMA+1 km.h -1 permet de déterminer la "VO 2 max du jour". La méthode de détermination du temps passé à VO 2 max influence significativement les résultats (de 25±53 s à 139±76 s pour un même exercice). La méthode basée sur la somme des valeurs supérieures à 95% de la VO 2 max du jour semble être la plus cohérente pour calculer le tvo 2 max. (Dupont et al. Int J Sports Med 2003) 59

PARTIE 3 : Réponses respiratoires BUT Déterminer l allure de course, lors de courses de 15s entrecoupées de 15s de récupération, qui permet de maintenir VO 2 max le plus longtemps. Dupont et coll., CJAP 2002 60

PARTIE 3 : Réponses respiratoires 4 CI de 15s alternées avec 15s de récupération passive à : - 110% (110%I), - 120% (120%I), - 130% (130%I), - 140% (140%I) de la VMA. 1 course continue à 100% de la VMA Dupont et coll., CJAP 2002 61

PARTIE 3 : Réponses respiratoires P>0,05 Dupont et coll., CJAP 2002 62

VO 2 (ml.min -1 ). Evolution du VO 2 lors d un exercice continu (tlim100) et et lors de l exercice intermittent à 120% de la VMA 4000 3000 VO 2 pic = 104% de VO 2 max. VO 2 max tlim100 2000 120 %I. 1000 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 temps (s) Dupont et coll., CJAP 2002 63

Temps passé à VO 2 max (s) PARTIE 3 : Réponses respiratoires. TEMPS PASSÉ A VO 2 max LORS DES COURSES INTERMITTENTES ET LORS DE LA COURSE CONTINUE 300 P<0,05 250 P<0,01 200 150 100 50 0 110%I 120%I 130%I 140%I tlim100 EXERCICES (Dupont et al., Can J Appl Physiol, 2002) 64

65 PARTIE 3 : Réponses respiratoires CARACTERISTIQUES DES EXERCICES INTERMITTENTS - INTENSITÉ DE L EXERCICE - DURÉE DE LA PÉRIODE D EXERCICE - TYPE DE RÉCUPÉRATION Active Passive - DURÉE DE LA PÉRIODE DE RÉCUPÉRATION - NOMBRE DE RÉPÉTITIONS

Temps passˆ VO 2 max Temps passˆ 90% de VO 2 max RÉSULTATS ET DISCUSSION Temps passé à VO 2 max Temps passé à 90% VO 2 max ns ns. Récupération active Récupération passive Récupération active Récupération passive 66

PARTIE 3 : Réponses respiratoires Consommation d oxygène en excès post exercice Après un exercice, la VO 2 reste élevée pendant plusieurs heures. Margaria et coll. (1933) ont distingué une phase initiale rapide (dette d oxygène alactique) et une phase secondaire lente (dette d oxygène lactique). En 1984, Gaesser et Brooks recommandent la terminologie "EPOC". EPOC = VO 2 réelle - VO 2 de repos La durée (ou le nombre de répétitions) et l intensité sont deux des déterminants de l amplitude de l EPOC (Bahr et al., 1992). 67

PARTIE 3 : Réponses respiratoires Consommation d oxygène en excès post exercice Différents facteurs expliqueraient la phase initiale de l EPOC : - la resynthèse des phosphagènes, - la ré-oxygénation de la myoglobine et de l hémoglobine, - l oxydation des lactates, - l augmentation de la ventilation, - la circulation - la température corporelle. 68

PARTIE 3 : Réponses respiratoires Dé-oxygénation et ré-oxygénation tissulaire - Åstrand et coll. (1960) ont comparé les [la] dans le sang lors d EI de 30 s / 30 s, 1 min / 1 min, 2 min / 2 min, 3 min / 3 min. Les [la] sont inférieures lors de l EI de 30 s / 30 s. La Mb et l Hb représenteraient un stock d O 2 qui est utilisé pendant les phases d exercices les plus courtes. Ce stock d O 2 se rechargerait rapidement pendant les périodes de récupération. 69

- Etude de Christmass et coll. (1999) PARTIE 3 : Réponses respiratoires Dé-oxygénation et ré-oxygénation tissulaire But : Comparer l oxygénation tissulaure (HbO2) entre 2 modalités d EI composées de vitesse de course identique, un même ratio (1:1,5) et des périodes de courses et de récupération différentes. 2 exercices intermittents sur tapis roulant pendant 40 min : 6 s de course à ~120% VMA alterné avec 9 s de récupération passive 24 s de course à ~120% VMA alterné avec 36 s de récupération passive Christmass et coll., EJAP 1999 70

HbO2 relative moyenne (%). PARTIE 3 : Réponses respiratoires Dé-oxygénation et ré-oxygénation tissulaire Exercice Récupération Exercice Récupération Exercice Récupération Exercice Récupération Temps (s) Christmass et coll., EJAP 1999 71

PARTIE 3 : Réponses respiratoires Dé-oxygénation et ré-oxygénation tissulaire La désoxygénation tissulaire est plus importante lorsque les périodes d exercices sont les plus longues. Ces résultats confirment l hypothèse formulée par Åstrrand et al. (1960) => La Mb et l Hb sont oxygénées rapidement pendant les courtes phases de récupération. La contribution de la phosphorylation oxydative est plus importante lors des EI brefs. VO 2 et DE sont plus importantes lors de l EI bref. L oxydation des graisses est 3 fois plus élevée lors de l EI bref. Christmass et coll., EJAP 1999 72

PARTIE 3 : Réponses respiratoires Dé-oxygénation et ré-oxygénation tissulaire - Etude de Bae et coll. (2000) But : analyser l influence de l intensité sur l oxygénation tissulaire -10 s d exercice à 100% PMA alterné avec 20 s de récupération - 15 min -10 s d exercice à ~75% PMA alterné avec 20 s de récupération - 15 min - 1 test de Wingate Bae et coll., IJSM 2000 73

- Etude de Bae et coll. (2000) PARTIE 3 : Réponses respiratoires Dé-oxygénation et ré-oxygénation tissulaire La désoxygénation dépend de l intensité. La période de 20 s est suffisante pour permettre une réoxygénation complète des tissues. 74

- Etude de Bae et coll. (2000) PARTIE 3 : Réponses respiratoires Dé-oxygénation et ré-oxygénation tissulaire Corrélation entre la désoxygénation tissulaire et VO 2 max lors du Wingate (r=0.98; p<0.001). Bae et coll., IJSM 2000 75

PARTIE 3 : Réponses respiratoires Dé-oxygénation et ré-oxygénation tissulaire Comparer l influence du type de récupération (active versus passive) sur le tlim et sur les variations d oxyhémoglobine lors d exercices intermittents de 15 s entrecoupés de 15 s de récupération. 2 exercices intermittents - Exercice intermittent de 15s entrecoupé de 15s de récupération passive - Exercice intermittent de 15s entrecoupé de 15s de récupération active à 40% de VO 2 max Dupont et coll., MSSE 2004 76

PARTIE 3 : Réponses respiratoires Dé-oxygénation et ré-oxygénation tissulaire Méthode utilisée pour fixer l intensité des exercices (Barnett et al., 1996) Puissance moyenne développée lors du test de Wingate PMA + 20% (P Moy Wing - PMA) => 125±3% de la PMA PMA Cette méthode permet une moindre variabilité du tlim pour des intensités supérieures à PMA. Dupont et coll., MSSE 2004 77

79 Dé-oxygénation et ré-oxygénation tissulaire K4b 2 (Cosmed) => VO 2, VCO 2, VE NIRS (Runman) : - Diminution en HbO 2 (%) - Taux moyen de diminution de l HbO 2 (%.s -1 ) Variables mesurées et / ou calculées : - Lactatémie - Tlim (exercice + récupération) - Puissance métabolique nette (di Prampero et Ferretti, 1999)

Temps limite (s) 80 Dé-oxygénation et ré-oxygénation tissulaire Temps limite en fonction du type de récupération P<0,001 Puissance métabolique moyenne Récupération active 16,7±1,6 W.kg - 1 (96% VO 2 max) Récupération passive 15,4±1,7 W.kg - 1 (89% VO 2 max) P<0,001 Récupération active Récupération passive

HbO 2 (%) Dé-oxygénation et ré-oxygénation tissulaire Résultats obtenus avec la NIRS 80 70 60 Récupération active : 55,3±3,1% Récupération passive : 55,9±5,7% ns Rcupration active Rcupration passive 50 40 30 20 10 17±4% 27±9%** 18±8% ns 0 0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 Temps (s) 81

82 Dé-oxygénation et ré-oxygénation tissulaire CONCLUSION DE L ÉTUDE Le temps limite est significativement plus long lorsque la récupération entre les exercices est passive. Puissance Metabolique inférieure Désoxygénation tissulaire plus lente La resynthèse de la PCr est plus lente lors de la récupération active

PARTIE 4 : Réponse énergétique La phosphorylcreatine (PCr) La déplétion de la PCr dépend : - de l intensité de l exercice (Boobis et coll., 1982), - de la durée de l exercice (Takahashi et coll., 1995), - du nombre d exercices réalisés (Gaitanos et coll., 1993), - du type de contraction (Harris et coll., 1976; Bonde-Petersen et coll., 1972). La resynthèse de la PCr dépend : - de la durée de récupération (Bogdanis et al., 1995) - du type de récupération (Bogdanis et al., 1995) - du débit sanguin (Harris et coll., 1976), -de la disponibilité en oxygène (Haseler et coll., 1999), - du niveau d entraînement des sujets (Johansen et Quirstorff, 2003). 84

Concentrations (mmol.kg -1 de muscle sec) PARTIE 4 : Réponse énergétique Contribution énergétique lors de la répétition de sprints - Gaitanos et coll. (1993) : 10 sprints de 6 s - 30 s de RP sur ergocycle avec 4 biopsies 120 100 116 112 80 60 40 20 0 24 77 3,8 Avant sprint 1 33 29 21 Aprs sprint 1 38 16 16 12 Avant sprint 10 Aprs sprint 10 ATP PCr Lactate 85

PARTIE 4 : Réponse énergétique Contribution énergétique lors de la répétition de sprints - Balsom et coll. (1992) : 10 sprints de 40 m - 30 s / 60 s / 120 s de RP => VO 2 mesurée à la fin du dernier sprint représente 66%, 57% et 52% de VO 2 max. - Balsom et coll. (1994) : 10 sprints de 6 s - 30 s de RP sur ergocycle dans des conditions d hypoxie (526 mmhg) et de normoxie. => Meilleure performance (temps total cumulé et indice de diminution de performance) et une consommation d oxygène (VO 2 ) supérieure dans les conditions de normoxie. - Aziz et coll. (2000), Dawson et coll. (1993), McMahon and Wenger (1998) => corrélation significative entre la performance lors de la répétition de sprints (40 m - 30 s RP ou 6 s - 30 s RP) et VO 2 max. Lors des 1 ères répétitions, la resynthèse de l ATP s effectue principalement par le métabolisme anaérobie. Les courtes phases de récupération permettent de resynthéthiser une partie des réserves de phosphagènes et de ré-oxygéner en partie la myoglobine et l hémoglobine 86

PARTIE 4 : Réponse énergétique Contribution énergétique lors de la répétition de sprints Lors des 1 ères répétitions, la resynthèse de l ATP s effectue principalement par le métabolisme anaérobie. Les courtes phases de récupération permettent de resynthéthiser une partie des réserves de PCr et de ré-oxygéner en partie la myoglobine et l hémoglobine. La contribution du métabolisme aérobie s accroît au fur et à mesure des répétitions (Gaitanos et coll., 1993; Balsom et coll., 1994). 87

MERCI DE VOTRE ATTENTION «C est de la communion intime du praticien et du chercheur que doit naître le progrès» Demeny (1902).