L Endurance Aérobie Serge VAUCELLE Introduction La performance sportive de longue durée est tributaire d un bon développement de la capacité aérobie. Il s agit pour le sportif de maintenir une vitesse moyenne de locomotion la plus élevée possible sur la durée de l épreuve sportive (durée relativement longue). Cette relation prend le nom d «Endurance». L aptitude à faire durer ce type d effort dépend donc de plusieurs facteurs : 1 ) La consommation maximale d oxygène du sportif, 2 ) Le pourcentage d utilisation de cette consommation, 3 ) L efficacité qu il a développée pour se mouvoir. 1
L Endurance Aérobie 1 ) Consommation maximale d oxygène VO 2 max (s exprime en ml/mn, en ml/mn/kg) 2 ) L utilisation de cette consommation Le % VO 2 max utilisé à l entraînement, en course, en match 3 ) L économie de locomotion (la technique de déplacement, de course, de nage, de pédalage ). Repères Pour une même consommation maximale d oxygène, on observera des différences de performance entre deux sportifs en raison de : Leur poids de corps respectif (masse maigre), Le % qu il acceptent de maintenir de cette valeur initiale, La technique de déplacement qu ils adoptent (rendement mécanique du geste, économie de locomotion). Des termes différents sont utilisés : VO 2 max, VMA, VAM, PMA 2
La Vitesse Maximale Aérobie La Vitesse Maximale Aérobie (VMA ou VAM) est la plus petite vitesse de déplacement qui permet d atteindre VO 2 max. C est donc la vitesse limite à laquelle on atteint VO 2 max. On l exprime en km/h, m/s, s/100m, s/20m La puissance développée par le sportif à cette vitesse est la Puissance Maximale Aérobie (w/min) Sur le terrain, on parle de VMA (qui est liée à la valeur de VO 2 max, mais également de l économie de course ou d autres facteurs). Entrent en jeu dans la VMA, les facteurs physiologiques (VO 2 max), les facteurs biomécaniques (rendement, morphologie, technique), les facteurs psychologiques (motivation, résistance au stress) Variation de +/ 5% environ la VMA. Evaluation de l Endurance Aérobie Raisons : Connaître le niveau de condition physique d un jeune joueur (1 ou 2), Connaître le potentiel maximal d un sportif (1 ou 2), Obtenir une VMA permettant de programmer l intensité de l entraînement sportif (2), Déceler d éventuelles anomalies ventilatoires ou cardiovasculaires (1). On peut donc utiliser des tests de laboratoire (1) ou des tests de terrain (2). 3
La valeur des tests Validité : que le tests mesure ce qu il est censé mesurer. Fidélité, Objectivité : que les résultats soient stables après plusieurs passages d un même sportif dans des conditions inchangées. Accessibilité : que la mise en œuvre soit aisée et l utilisation facile + Pertinence dans l analyse de la discipline + Non redondance dans une batterie + Echelle d expérimentation Les Tests Les tests sont classés par familles : Tests rectangulaires/tests triangulaires Tests en escalier (paliers)/rampe progressive Tests à intensité inframaximale/maximale/ supramaximale Tests sur une durée/distance Tests continu/intermittent Tests à motricité continue/en navettes 4
Exemples de Tests Rectangulaires Sous maximal : Test de 12mn de K.H. Cooper (1968). Environ 90% de VMA Maximal : Test de 5mn de Bricki & Dekkar Environ 100% de VMA Supra Max : Test de 3 mn d Astrand Environ 130% de VMA 5
Intérêts & limites Tests Rect. Accessibilité relativement bonne. Peu valides pour obtenir une VMA fiable. Nécessitent une bonne motivation (en raison de leur pénibilité). Imposent de bien savoir courir régulièrement («au train»). Ne proposent pas d échauffement standardisé. Nécessitent un échauffement préalable (donc variabilité des résultats). Faible nombre de sportifs testés par session. 6
Exemples de Tests Triangulaires Navettes de 20m : Test de Léger (1982). Escalier : Test de Léger et Boucher «TPUM» (1980) Escalier : Test de Cazorla & Léger «VAMéval» (1993) Rampe : Test de Brue (1985) Paliers de 0,5km/h chaque 1mn Paliers de 1km/h chaque 2mn Paliers de 0,5km/h chaque 1mn 0,5km/h chaque 30s Intérêts & limites Tests Triang. Accessibilité relativement bonne (nécessitent un enregistrement sonore) (sauf Brue = vélo). Validité réelle et obtention d une VMA fiable (sauf pour navettes 20m = VMA à adapter pour course continue). Nécessitent une bonne motivation (en raison de leur pénibilité). Guidage de l allure des sportifs pendant le test. Motivation entretenue par le déroulement du test. Proposent un échauffement standardisé inclus au test. Ne nécessitent pas d échauffement préalable. Grand nombre de sportifs testés par session (sauf Brue). 7
Test de course navette de 20m LEGER (1982) Test VAMEVAL de G. CAZORLA & LEGER (1993), variante de LEGER & BOUCHER (1980). Test de F. BRUE (1985) derrière vélo, (roue de 700, plateau 40/42 dents, pignons 24/20/16 dents) variante de LEGER & BOUCHER (1980). Exemples de Tests Intermittents Avec arrêt : TUB2 (3mn + 1mn), Cazorla (1990) Forme triangulaire : augmentation de 1km/h Avec pause : 30/30 de Gacon et Assadi (1990), 48/12 (1993), 45 15 de Gacon (1994), 30 15 IFT de Buchheit (2005) Avec FC : CAT Test (Control Aérobic Training) de Chanon et Stéphan (1985) Forme triangulaire : augmentation de 0,5 à 1km/h Vitesses variables : 3 courses de 800m/1500m à des intensités différentes (FC 120, 140, 160) avec 1mn de récupération 8
Intérêts & limites Tests Intermit. Accessibilité moyenne. Peu valides pour obtenir une VMA fiable (TUB2 est le plus valide). Indiquent plutôt des allures spécifiques de travail intermittent. Nécessitent une bonne motivation (en raison de leur pénibilité). Imposent de bien savoir courir régulièrement (ou de connaître sa FC). Ne proposent pas d échauffement standardisé. Nécessitent un échauffement préalable (donc variabilité des résultats). Test navette ou Test continu? Le choix du test doit se faire en fonction de la spécificité de la motricité du sportif (pertinence / modélisation de l activité). L extrapolation de la VMA de course sur piste (en continu) à partir des résultats d un test navette est envisagée par un tableau de correspondance. Course navette (Léger) Course sur piste (Vaméval) km/h 11 12 13 14 15 16 17 18 km/h 12,3 14 15,5 17 18,5 20 21,5 23 9
Test de Labo ou Test de Terrain? Mesures directes de VO2 Mesure de l économie de course possible 1 seul sujet à la fois Standardisé Discriminant Personnel formé Coût élevé Evaluation indirecte de VO2 Mesure de l économie de course impossible Passage collectif Accessible Proche de la pratique sportive Personnel moins qualifié Coût moindre La Fréquence Cardiaque La FC évolue avec l augmentation de la vitesse de course : la relation est globalement linéaire, jusqu à un plafond : la FC Max La première vitesse à partir de laquelle la FC n augmente plus définit la VMA. (Ex. : lors du dernier palier d un test triangulaire). FC Max théorique = 220 âge (unité = bpm, marge d erreur = 10bpm!!!) On note la FC de Repos le matin avant le lever (3 jours de suite). On relève la FC de Base (avant le début d exercice) en position assise après 5min de calme. On retient la FC d Exercice au cours de l effort (ou le plus tôt possible à la fin de l exercice). Après l exercice, la FC retrouve une valeur de base lors de la phase de récupération (possibilité de tracer cette courbe décroissante). 10
Contrôle de l intensité aérobie Un % de FCmax permet donc de contrôler un % de VMA. On peut donc calculer : % de VMA = (FC Exercice / FC Max) x 100 70% VMA = (140/200) x 100 Cependant, il est préférable de prendre en compte la notion de FC de réserve. FC de Réserve = FC Max FC Repos % de VMA = ((FC Exercice FC Repos)/FC Réserve) x 100 60% VMA = ((140 50)/(200 50)) x 100 NB : Ce second mode de calcul est plus proche du % de V02max. Conclusion Possibilité d entraîner en ne connaissant que la VMA (sans connaître la VO2max). Nécessité de connaître la FC (FC de repos, la FC de base, la FC de réserve, la FC max ). Calculer la relation FC/Vitesse de course. Définir les zones d entraînement, les allures utilisées pour travailler. Contrôler la qualité de l exercice par une surveillance de la fréquence «cible». 11
25/04/12 % VMA % FC max Contenu (Exemples) Effets recherchés Périodes 50 à 55 60 à 70 Footing 8 à 10mn Récupération active Pas d effet sur la Capacité Aérobie! 65 à 69 71 à 79 Footing 8 à 10mn Echauffement. Pas d effet sur la Capacité Aérobie! 70 à 79 80 à 89 Durée > 15mn en continu Endurance Début de saison 80 à 89 90 à 97 Courses > 15mn en continu Endurance spécifique PG et PC (sp. co.) 90 à 100 98 à 100 Intervalles long (3 à 5mn) Récup : 2 à 3mn PMA, End lactique PpréC, PC 100 à 120 FC max Intermittent court (15 15) Récup = tps effort PMA Début saison, PC 130 à 155 FC max Intervalles courts (1 à 2mn) Récup : 4mn P An Lact PpréC (expert) Les méthodes de développement de l Endurance Aérobie Puissance : intensité du processus Capacité : volume du processus 12
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Matériel utilisé en TP Passation de plusieurs tests d Endurance Aérobie : LEGER navettes de 20m (1982), VAMEVAL (1993), GACON 45/15(1994) Utilisation d une piste rectiligne (20m) ou circulaire (250m). Nécessité de mettre en place des repères précis (double décamètre, roulette de géomètre). Diffusion sonore d un enregistrement de «Bips» rythmant les allures de course et permettant le déroulement du test. Utilisation d un «Beeper» (appareil développé par G. Gacon Cardisport, Dijon). Précisions sur le Contrôle Continu Travail à réaliser par 2 Travail à remettre pour le 30 avril. 1 ) Présentez ce que vous avez retenu de la passation des tests (mise en œuvre, organisation, précisions ). 2 ) Analysez les données recueillies en les comparant entre elles. Confrontez les données (prédiction de VMA, FC de repos, FC de base ou de début d exercice, FC max théorique, FC de réserve, formules de VO2 max ). 3 ) Comment analysez vous vos différents résultats (ou ceux d un camarade dispensé)? Comment comprenez vous le fait d obtenir des résultats différents pour une même qualité d Endurance Aérobie? 14
Travail à préparer pour le dernier TP Travail à réaliser par 2. Construisez une séance de Puissance Aérobie pour 2 sportifs différents, visant à développer leur Endurance Aérobie de façon intermittente, à partir de distances imposées de 100m. 1 ) Indiquez les objectifs que vous vous fixez. 2 ) Précisez les intensités de course, les volumes, les récupérations (durée et nature), les FC attendues. NB : Les intensités doivent différer pour chaque étudiant d au moins 15%. 3 ) Vous mettrez en œuvre cette séance double et vous serez amenés à dresser un bilan. Bon courage! QUELQUES RAPPELS THEORIQUES 15
Une relation linéaire La relation entre la FC et la vitesse est linéaire jusqu à VMA. Plus la pente de cette relation est faible et plus le coureur est performant. 16
Lors d un test triangulaire L accumulation du lactate 17
La notion de seuil aérobie et de seuil anaérobie Lors d'exercices prolongés et intenses, la concentration du lactate sanguin augmente pendant les premières minutes de l'exercice. Ce stade correspond à un apport énergétique anaérobie. Historiquement, il a été fixé de façon théorique à une concentration sanguine de 4 mmol de lactate/litre de sang. On l a nommé «seuil anaérobie». Aujourd hui, certains parlent de «lactate threshold» «seuil lactique» ou de «onset of blood lactate accumulation» (OBLA) «seuil d accumulation du lactate» (SAL). Il se situe entre 50 et 55 % de VO2 max chez le sédentaire, 60 et 68 % chez le sprinter, 70 à 80 % chez le sportif en général (ex.: sports collectifs), et entre 85 et 92 % chez les sportifs endurants et très endurants. En dessous de cette intensité, on parlait précédemment de «seuil aérobie», pour marquer le fait que le taux de lactate restait faible (2mmol) et relativement stable. C'est la zone d'endurance fondamentale de récupération. Vouloir entraîner la filière aérobie en dessous de ce seuil ne produit aucun effet. Objectif : passer de 1 à 2, de 3 à 4 Progression de la VMA : de 3 à 4 Progression du SAL : de 1 à 2 Important! Ce seuil se déplace avec le niveau d'entraînement. L entraînement permet de retarder l accumulation du lactate qui se produit à un % de VO2 plus élevé. Le but est donc de déplacer cette zone vers la droite, à proximité de VMA! 18
Les données de l entraînement En dessous du Seuil d Accumulation du Lactate, l organisme produit du lactate mais peut encore continuer l'exercice (au moins 30mn chez le sédentaire et plus de 60 mn chez le sportif entraîné). C'est la zone de la Capacité Aérobie : on travaille par fractions de 20mn et plus. Au niveau du SAL, l entraînement vise à solliciter l'allure optimale la plus proche de la montée brutale du taux de lactate (qui va réduire la poursuite de l'effort). Dans cette zone de développement de la Puissance Aérobie, le travail doit être fractionné avec des récupérations actives (intermittent de longue et moyenne durée). On parle de 90% FCmax ou 85% VO2max A 100% de la VO2 max, la FC est maximale, l'accumulation du lactate est importante. On est à PMA. L exercice est intermittent de courte durée. Au delà de 100% VO2 max, l effort peut continuer avec une augmentation très importante de la production de lactate (jusqu à 25 mmol/l). Il ne pourra pas durer longtemps. L exercice est de type intermittent court à très court. Acide lactique ou lactate? Il est plus exact de parler de lactate que d acide lactique car le lactate est simplement le témoin de la production d ATP par la glycogénolyse ou/et la glycolyse. Le lactate présent dans le muscle ou dans le sang représente ce qui reste de sa production, une fois éliminée la partie métabolisée. L acide lactique est observé en laboratoire lors de la dégradation du glucose par fermentation. Est il «mauvais» de produire de l acide lactique (du lactate)? Plus la concentration de lactate est importante, plus le nombre de molécules d ATP synthétisées est important et donc plus le travail musculaire a été intense. Par exemple, il y a une forte corrélation entre la lactatémie et la performance au 400 m course; dans les exercices courts (de 10 s. à 5 min.), les athlètes qui réussissent le mieux sont donc ceux qui produisent le plus de lactate (Lacour et coll.1990). 19
Que devient le lactate? Quel est le devenir du lactate? Au cours de l exercice intense et de courte durée, le lactate s accumule. Une partie en équilibre avec le pyruvate est oxydée dans la mitochondrie, tandis que la partie restante est transportée hors de la fibre musculaire vers la circulation sanguine. C est à ce niveau qu il est possible de l observer. A partir de son transport sanguin, une partie du lactate est oxydée par le myocarde et surtout par les fibres oxydatives (ST) des groupes musculaires au repos ou moins sollicités ; une autre partie est utilisée comme précurseur de la glyconéogenèse hépatique et reconstitue donc du glucose. Bilan : Le lactate n est donc pas un «déchet» et encore moins un «poison du muscle». C est un témoin de l exercice qui se situe à une étape intermédiaire et qui possède un fort potentiel énergétique. 20