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Puzzle perf im_partie_1

Le Triathlon, distance Ironman, consiste à enchaîner, sans arrêt du chronomètre, 3.8 Km de natation, 180 Km de vélo et 42.195 Km de course à pied. Cette discipline est considérée comme une épreuve d’ultra-endurance multivariée (3 modes de locomotion différents) de part sa durée d’effort. En effet, le record sur la distance est de 8h18’13’’ chez les femmes et 7h35’39’’ chez les hommes. Cette épreuve exigeante requière des ressources importantes que ce soit au niveau physiologique, musculo-squelettique, psychologique ou encore nutritionnel (Jones & Carter, 2000). La mise en place d’un processus adaptatif du phénotype musculaire (masse musculaire, métabolisme énergétique, réseau capillaire, types de fibres) chez le triathlète, soumis à l’exigence des épreuves de longue durée, est un processus complexe. Une parfaite connaissance ainsi qu’une compréhension des déterminants de l’activité sont essentielles afin d’assembler le puzzle qui permettra l’atteinte de la performance optimale en lien avec les capacités propres à chaque individu.

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©Karoly SPY | Innov-Training 	 	1	
	
	
Le	puzzle	de	la	performance	
	
	
sur	Triathlon	–	Distance	Ironman	
	
	
	
---	1ère
	partie	:	Analyse	de	l’activité	---
©Karoly SPY | KS-Training 	 	2	
	
	
	
1.	 Introduction	......................................................................................................................	3	
2.	 Analyse	de	l’activité	Triathlon	...........................................................................................	3	
2.1	 Les	déterminants	spécifiques	de	la	performance	dans	les	sports	
	de	longue	durée	..........................................................................................	3	
2.1.1	Rendement	énergétique	vs	coût	énergétique	.....................................	4	
2.1.2	Force	musculaire	et	performance	de	longue	durée	............................	5	
2.1.3	Les	différentes	formes	de	fatigues	à	l’exercice	....................................	5	
2.2	 La	spécificité	du	Triathlon	distance	Ironman	comme	discipline		
d’ultra-endurance	.........................................................................................	6	
2.2.1	Intensité	observée	...............................................................................	6	
2.2.2	La	demande	énergétique	.....................................................................	6	
2.2.3	Les	troubles	gastriques	........................................................................	7	
2.2.4	L’hyponatrémie	....................................................................................	8	
2.2.5	Crampes	musculaires	à	l’effort	............................................................	9	
2.2.6	Les	dommages	musculaires	...............................................................	10	
2.2.7	Notion	de	pacing	................................................................................	13	
2.2.8	La	spécificité	des	enchaînement	sur	la	distance	Ironman	.................	15	
3.	 Conclusion	......................................................................................................................	15	
4.	 Bibliographie	...................................................................................................................	16
©Karoly SPY | Innov-Training 	 	3	
	
1. Introduction	
Le	Triathlon,	distance	Ironman,	consiste	à	enchaîner,	sans	arrêt	du	chronomètre,	3.8	Km	de	
natation,	180	Km	de	vélo	et	42.195	Km	de	course	à	pied.	Cette	discipline	est	considérée	comme	
une	épreuve	d’ultra-endurance	multivariée	(3	modes	de	locomotion	différents)	de	part	sa	durée	
d’effort.	En	effet,	le	record	sur	la	distance	est	de	8h18’13’’	chez	les	femmes	et	7h35’39’’	chez	les	
hommes.	
Cette	épreuve	exigeante	requière	des	ressources	importantes	que	ce	soit	au	niveau	physiologique,	
musculo-squelettique,	psychologique	ou	encore	nutritionnel	(Jones	&	Carter,	2000).	
La	mise	en	place	d’un	processus	adaptatif	du	phénotype	musculaire	(masse	musculaire,	
métabolisme	énergétique,	réseau	capillaire,	types	de	fibres)	chez	le	triathlète,	soumis	à	l’exigence	
des	épreuves	de	longue	durée,	est	un	processus	complexe.	
Une	parfaite	connaissance	ainsi	qu’une	compréhension	des	déterminants	de	l’activité	sont	
essentielles	afin	d’assembler	le	puzzle	qui	permettra	l’atteinte	de	la	performance	optimale	en	lien	
avec	les	capacités	propres	à	chaque	individu.	
2. Analyse	de	l’activité	Triathlon	
2.1 Les	déterminants	spécifiques	de	la	performance	dans	les	sports	de	longue	durée	
Les	exercices	intenses	et	de	longue	durée	nécessitent	un	apport	d’oxygène	important	pour	
permettre	une	production	d’énergie	et	un	maintien	de	l’activité	contractile	via	le	processus	
oxydatif.	Pour	produire	cette	énergie,	l’organisme	dégrade	les	substrats	énergétiques	issus	de	
l’alimentation	[cf.	figure	1],	en	présence	
d’oxygène,	pour	les	transformer	en	
énergie	chimique	sous	forme	d’Adénosine	
TriPhosphate	(ATP).	Cette	énergie	
chimique	contenue	dans	la	molécule	
d’ATP	(stockée	dans	les	liaisons	
phosphates)	va	permettre	de	produire,	au	
sein	de	la	cellule	musculaire,	l’énergie	
mécanique	nécessaire	à	la	contraction	et	
au	relâchement	musculaire.		
La	consommation	maximale	d’oxygène	( O2	max),	montrant	l’aptitude	d’un	sujet	à	prélever	et	à	
utiliser	l’oxygène	au	sein	de	la	cellule	musculaire	pour	produire	de	l’ATP,	s’impose	comme	un	
indicateur	central	de	la	performance	aérobie.	Toutefois,	la	 O2	max	ne	suffit	à	elle	seule	à	
expliquer	les	différences	de	performances	interindividuelles	au	sein	d’une	population	d’athlètes	
ayant	des	valeurs	similaires	de	 O2	max	(Costill,	1967	;	Foster	&	Lucia,	2007).			
	
	
	
Figure	1
©Karoly SPY | KS-Training 	 	4	
En	effet,	l’atteinte	d’une	performance	dans	une	épreuve	de	longue	durée	est	la	résultante	de	
l’interaction	de	différents	facteurs	(Di	Prampero,	2003	;	Nummela,	2006)	[cf.	figure	2]	:		
§ Le	 O2	max	qui	correspond	au	volume	maximal	d’oxygène	qu’un	individu	peut	consommer	
par	unité	de	temps	au	niveau	musculaire	lors	d’un	exercice	à	intensité	sévère.	
§ Le	coût	énergétique	(CE)	qui	correspond	à	la	quantité	d’énergie	dépensée	par	unité	de	
distance	en	fonction	de	la	locomotion	(natation,	cyclisme,	course	à	pied).		
§ La	Fraction	d’utilisation	du	 O2	max	(F O2	max)	qui	représente	le	pourcentage	du	 O2	
max	qui	peut	être	maintenue	durant	l’épreuve	
§ La	capacité	neuromusculaire	à	produire	de	la	force	qui	est	déterminée	à	partir	d’un	test	
d’évaluation	de	la	vitesse	maximale	anaérobie	(VM.A.R.T)	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
Ces	différents	facteurs	permettent	d’estimer	la	performance	sur	une	épreuve	de	longue	durée	
avec	une	marge	d’erreur	<8%	(Di	Prampero,	1986	;	Di	Prampero,	1993	;	Capelli	&	al,	1998).		
2.1.1 Rendement	énergétique	vs	coût	énergétique	
Lors	d’un	exercice	dynamique,	l’énergie	chimique	contenue	dans	les	liaisons	phosphates	de	l’ATP	
va	permettre	de	maintenir	le	travail	mécanique.	La	conversion	d’énergie	chimique	en	énergie	
mécanique	permet	de	se	rendre	compte	du	rendement	énergétique	de	l’organisme.	Lorsque	le	
rendement	énergétique	est	relié	à	la	consommation	d’oxygène	en	fonction	de	la	vitesse	ou	de	la	
puissance	développée,	on	parle	de	coût	énergétique	(CE).	Un	faible	CE	va	permettre	à	l’athlète	de	
produire	une	intensité	plus	élevée	pour	une	même	puissance	métabolique.	Le	CE	correspond	ainsi	
au	lien	entre	puissance	métabolique	et	puissance	mécanique.	Le	rendement	énergétique	
correspond	quant	à	lui	à	l’efficacité	d’utilisation	de	l’énergie	disponible.	
	
	
	
Performance	sur	les	épreuves	de	longue	durée	
Figure	2
©Karoly SPY | Innov-Training 	 	5	
2.1.2 Force	musculaire	et	performance	de	longue	durée	
La	force	développée	et	la	vitesse	de	contraction	permettent	de	maintenir	une	puissance	
musculaire	élevée	lors	d’un	exercice	de	longue	durée.	L’augmentation	ou	le	maintien	de	la	
puissance	mécanique	sera	assuré	par	une	élévation	ou	une	conservation	de	la	force	musculaire	
produite.	La	force	musculaire	est	ainsi	un	facteur	important	de	la	performance	lors	d’un	exercice	
de	longue	durée	durant	lequel	des	valeurs	de	puissances	mécaniques	élevées	sont	développées	
par	l’athlète	(Coyle	&	al,	1991	;	Lucia	&	al,	1998	;	Borrani	&	al,	2003).		
De	plus,	Billat	(2013)	a	également	récemment	mis	en	évidence	l’importance	de	la	force	comme	
facteur	limitant	du	 O2	max.	
2.1.3 Les	différentes	formes	de	fatigues	à	l’exercice	
La	fatigue	musculaire	lors	d’un	exercice	peut	être	définie	par	une	diminution	de	la	capacité	du	
muscle	à	produire	de	la	force	ou	de	la	puissance,	que	la	tâche	puisse	être	maintenue	ou	non	
(Sogaard	&	al,	2006).		
Pour	réaliser	la	meilleure	performance	possible	lors	d’une	épreuve	de	longue	durée,	l’athlète	va	
rechercher	à	produire	et	à	maintenir	la	puissance	la	plus	élevée	possible.	Dans	ces	conditions,	une	
fatigue	va	s’installer	et	qui	aura	comme	effet	délétère	un	déclin	de	la	performance	musculaire.	
Deux	types	de	fatigue	pourront	être	distingués	[cf.	figure	3]	:		
§ La	Fatigue	centrale	qui	correspond	à	une	réduction	
de	la	commande	motrice	au	niveau	nerveux.	
§ La	fatigue	périphérique	qui	occasionne	des	
changements	métaboliques	au	niveau	musculaire.	
Cette	fatigue	périphérique	surviendrait	avant	la	
fatigue	centrale	(Lepers	&	al,	2002).		
	
Lors	d’un	effort	d’une	durée	prolongée	(allant	de	5h	à	24h),	
différentes	études	ont	pu	mettre	en	évidence	une	baisse	de	la	force	maximale	volontaire	(CMV)	à	
l’issue	de	l’épreuve	(Lepers	&	al,	2002	;	Millet	&	al,	2003	;	Millet	&	al,	2011).		
Lepers	&	al	(2002)	ont	pu	montrer	une	baisse	progressive	de	CMV,	au	cours	d’un	effort	de	5h	
effectué	en	laboratoire	sur	ergocycle,	allant	de	-8	à	-10%	entre	la	1ère
	et	la	3ème
	heure,	de	-16%	
après	la	4ème
	heure	et	jusqu’à	-18%	à	l’issue	de	la	5ème
	heure.		
L’activité	neuromusculaire	pourrait	être	impliquée	dans	l’apparition	de	la	fatigue	lors	d’un	
exercice	prolongé	(St	Clair	Gibson,	2001	;	Kay,	2001).		
Par	ailleurs,	il	a	également	été	avancé	un	modèle	alternatif	de	la	fatigue	dit	«	Modèle	du	
Gouverneur	Central	»	(Noakes	&	al,	2004)	selon	lequel	le	cerveau	régulerait	de	façon	complexe	
l’ensemble	des	systèmes	physiologiques	durant	l’effort	afin	de	prévenir	toutes	mises	en	danger	de	
l’organisme	[cf.	figure	4].	
	
Figure	3
©Karoly SPY | KS-Training 	 	6	
	
Figure	4	
Durant	l’exercice,	le	cerveau	régulerait	en	continu	l’intensité	de	l’exercice	par	une	modification	du	
nombre	d’unités	motrices	recrutées	au	niveau	des	muscles	en	activité.	Selon	ce	modèle,	la	fatigue	
ne	serait	donc	pas	un	simple	événement	physiologique	mais	plutôt	un	système	global	qui	
permettrait	de	protéger	l’organisme	contre	la	production	d’un	effort	trop	dangereux	pour	son	
intégrité	(St	Clair	Gibson	&	al,	2003).	
2.2 La	spécificité	du	Triathlon	distance	Ironman	comme	discipline	d’ultra-endurance	
2.2.1 Intensité	observée	
L’intensité	d’effort	lors	d’un	triathlon	distance	Ironman	serait	situer	à	environ	80%	de	FCmax	
(Laursen	&	al,	2005).		
Une	étude	récente	(Munoz	&	al,	2013)	portant	sur	7	triathlètes	ayant	effectué	l’Ironman	
d’Autriche	2010	a	pu	analyser	la	distribution	des	intensités	employées	durant	l’épreuve	qui	étaient	
respectivement	de	31%	[±24]	au	seuil	ventilatoire	1	(SV1),		65%	[±22]	entre	les	SV1	et	le	SV2,	4%	
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réserves	de	glycogènes	seraient	pratiquement	épuisées	au	bout	de	4h30	de	vélo	réalisées	à	71%	
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  • 1. ©Karoly SPY | Innov-Training 1 Le puzzle de la performance sur Triathlon – Distance Ironman --- 1ère partie : Analyse de l’activité ---
  • 2. ©Karoly SPY | KS-Training 2 1. Introduction ...................................................................................................................... 3 2. Analyse de l’activité Triathlon ........................................................................................... 3 2.1 Les déterminants spécifiques de la performance dans les sports de longue durée .......................................................................................... 3 2.1.1 Rendement énergétique vs coût énergétique ..................................... 4 2.1.2 Force musculaire et performance de longue durée ............................ 5 2.1.3 Les différentes formes de fatigues à l’exercice .................................... 5 2.2 La spécificité du Triathlon distance Ironman comme discipline d’ultra-endurance ......................................................................................... 6 2.2.1 Intensité observée ............................................................................... 6 2.2.2 La demande énergétique ..................................................................... 6 2.2.3 Les troubles gastriques ........................................................................ 7 2.2.4 L’hyponatrémie .................................................................................... 8 2.2.5 Crampes musculaires à l’effort ............................................................ 9 2.2.6 Les dommages musculaires ............................................................... 10 2.2.7 Notion de pacing ................................................................................ 13 2.2.8 La spécificité des enchaînement sur la distance Ironman ................. 15 3. Conclusion ...................................................................................................................... 15 4. Bibliographie ................................................................................................................... 16
  • 3. ©Karoly SPY | Innov-Training 3 1. Introduction Le Triathlon, distance Ironman, consiste à enchaîner, sans arrêt du chronomètre, 3.8 Km de natation, 180 Km de vélo et 42.195 Km de course à pied. Cette discipline est considérée comme une épreuve d’ultra-endurance multivariée (3 modes de locomotion différents) de part sa durée d’effort. En effet, le record sur la distance est de 8h18’13’’ chez les femmes et 7h35’39’’ chez les hommes. Cette épreuve exigeante requière des ressources importantes que ce soit au niveau physiologique, musculo-squelettique, psychologique ou encore nutritionnel (Jones & Carter, 2000). La mise en place d’un processus adaptatif du phénotype musculaire (masse musculaire, métabolisme énergétique, réseau capillaire, types de fibres) chez le triathlète, soumis à l’exigence des épreuves de longue durée, est un processus complexe. Une parfaite connaissance ainsi qu’une compréhension des déterminants de l’activité sont essentielles afin d’assembler le puzzle qui permettra l’atteinte de la performance optimale en lien avec les capacités propres à chaque individu. 2. Analyse de l’activité Triathlon 2.1 Les déterminants spécifiques de la performance dans les sports de longue durée Les exercices intenses et de longue durée nécessitent un apport d’oxygène important pour permettre une production d’énergie et un maintien de l’activité contractile via le processus oxydatif. Pour produire cette énergie, l’organisme dégrade les substrats énergétiques issus de l’alimentation [cf. figure 1], en présence d’oxygène, pour les transformer en énergie chimique sous forme d’Adénosine TriPhosphate (ATP). Cette énergie chimique contenue dans la molécule d’ATP (stockée dans les liaisons phosphates) va permettre de produire, au sein de la cellule musculaire, l’énergie mécanique nécessaire à la contraction et au relâchement musculaire. La consommation maximale d’oxygène ( O2 max), montrant l’aptitude d’un sujet à prélever et à utiliser l’oxygène au sein de la cellule musculaire pour produire de l’ATP, s’impose comme un indicateur central de la performance aérobie. Toutefois, la O2 max ne suffit à elle seule à expliquer les différences de performances interindividuelles au sein d’une population d’athlètes ayant des valeurs similaires de O2 max (Costill, 1967 ; Foster & Lucia, 2007). Figure 1
  • 4. ©Karoly SPY | KS-Training 4 En effet, l’atteinte d’une performance dans une épreuve de longue durée est la résultante de l’interaction de différents facteurs (Di Prampero, 2003 ; Nummela, 2006) [cf. figure 2] : § Le O2 max qui correspond au volume maximal d’oxygène qu’un individu peut consommer par unité de temps au niveau musculaire lors d’un exercice à intensité sévère. § Le coût énergétique (CE) qui correspond à la quantité d’énergie dépensée par unité de distance en fonction de la locomotion (natation, cyclisme, course à pied). § La Fraction d’utilisation du O2 max (F O2 max) qui représente le pourcentage du O2 max qui peut être maintenue durant l’épreuve § La capacité neuromusculaire à produire de la force qui est déterminée à partir d’un test d’évaluation de la vitesse maximale anaérobie (VM.A.R.T) Ces différents facteurs permettent d’estimer la performance sur une épreuve de longue durée avec une marge d’erreur <8% (Di Prampero, 1986 ; Di Prampero, 1993 ; Capelli & al, 1998). 2.1.1 Rendement énergétique vs coût énergétique Lors d’un exercice dynamique, l’énergie chimique contenue dans les liaisons phosphates de l’ATP va permettre de maintenir le travail mécanique. La conversion d’énergie chimique en énergie mécanique permet de se rendre compte du rendement énergétique de l’organisme. Lorsque le rendement énergétique est relié à la consommation d’oxygène en fonction de la vitesse ou de la puissance développée, on parle de coût énergétique (CE). Un faible CE va permettre à l’athlète de produire une intensité plus élevée pour une même puissance métabolique. Le CE correspond ainsi au lien entre puissance métabolique et puissance mécanique. Le rendement énergétique correspond quant à lui à l’efficacité d’utilisation de l’énergie disponible. Performance sur les épreuves de longue durée Figure 2
  • 5. ©Karoly SPY | Innov-Training 5 2.1.2 Force musculaire et performance de longue durée La force développée et la vitesse de contraction permettent de maintenir une puissance musculaire élevée lors d’un exercice de longue durée. L’augmentation ou le maintien de la puissance mécanique sera assuré par une élévation ou une conservation de la force musculaire produite. La force musculaire est ainsi un facteur important de la performance lors d’un exercice de longue durée durant lequel des valeurs de puissances mécaniques élevées sont développées par l’athlète (Coyle & al, 1991 ; Lucia & al, 1998 ; Borrani & al, 2003). De plus, Billat (2013) a également récemment mis en évidence l’importance de la force comme facteur limitant du O2 max. 2.1.3 Les différentes formes de fatigues à l’exercice La fatigue musculaire lors d’un exercice peut être définie par une diminution de la capacité du muscle à produire de la force ou de la puissance, que la tâche puisse être maintenue ou non (Sogaard & al, 2006). Pour réaliser la meilleure performance possible lors d’une épreuve de longue durée, l’athlète va rechercher à produire et à maintenir la puissance la plus élevée possible. Dans ces conditions, une fatigue va s’installer et qui aura comme effet délétère un déclin de la performance musculaire. Deux types de fatigue pourront être distingués [cf. figure 3] : § La Fatigue centrale qui correspond à une réduction de la commande motrice au niveau nerveux. § La fatigue périphérique qui occasionne des changements métaboliques au niveau musculaire. Cette fatigue périphérique surviendrait avant la fatigue centrale (Lepers & al, 2002). Lors d’un effort d’une durée prolongée (allant de 5h à 24h), différentes études ont pu mettre en évidence une baisse de la force maximale volontaire (CMV) à l’issue de l’épreuve (Lepers & al, 2002 ; Millet & al, 2003 ; Millet & al, 2011). Lepers & al (2002) ont pu montrer une baisse progressive de CMV, au cours d’un effort de 5h effectué en laboratoire sur ergocycle, allant de -8 à -10% entre la 1ère et la 3ème heure, de -16% après la 4ème heure et jusqu’à -18% à l’issue de la 5ème heure. L’activité neuromusculaire pourrait être impliquée dans l’apparition de la fatigue lors d’un exercice prolongé (St Clair Gibson, 2001 ; Kay, 2001). Par ailleurs, il a également été avancé un modèle alternatif de la fatigue dit « Modèle du Gouverneur Central » (Noakes & al, 2004) selon lequel le cerveau régulerait de façon complexe l’ensemble des systèmes physiologiques durant l’effort afin de prévenir toutes mises en danger de l’organisme [cf. figure 4]. Figure 3
  • 6. ©Karoly SPY | KS-Training 6 Figure 4 Durant l’exercice, le cerveau régulerait en continu l’intensité de l’exercice par une modification du nombre d’unités motrices recrutées au niveau des muscles en activité. Selon ce modèle, la fatigue ne serait donc pas un simple événement physiologique mais plutôt un système global qui permettrait de protéger l’organisme contre la production d’un effort trop dangereux pour son intégrité (St Clair Gibson & al, 2003). 2.2 La spécificité du Triathlon distance Ironman comme discipline d’ultra-endurance 2.2.1 Intensité observée L’intensité d’effort lors d’un triathlon distance Ironman serait situer à environ 80% de FCmax (Laursen & al, 2005). Une étude récente (Munoz & al, 2013) portant sur 7 triathlètes ayant effectué l’Ironman d’Autriche 2010 a pu analyser la distribution des intensités employées durant l’épreuve qui étaient respectivement de 31% [±24] au seuil ventilatoire 1 (SV1), 65% [±22] entre les SV1 et le SV2, 4% [±6] au seuil ventilatoire 2 (SV2). La partie natation et la partie cycliste de l’Ironman s’effectueraient principalement entre le SV1 et le SV2 (Munoz & al, 2013). 2.2.2 La demande énergétique Un triathlon distance Ironman engendre une demande énergétique très élevée de l’ordre de 8500 à 11500 Kcal (Laursen & Rhodes, 2001). Dans un modèle de simulation d’un triathlon distance Ironman, Noakes (2000) a montré que les réserves de glycogènes seraient pratiquement épuisées au bout de 4h30 de vélo réalisées à 71% de O2 max. Malgré tout à l’issue des 180 Km de vélo, les triathlètes élites sont capables de courir
  • 7. ©Karoly SPY | Innov-Training 7 à une intensité >66% de O2 max (Jeukendrup, 2005). Un apport exogène d’hydrates de carbone est donc primordial. De plus, l’optimisation du processus d’oxydation des graisses par un entraînement adapté s’avère important pour permettre à l’organisme de faire face à la demande énergétique très élevée durant l’épreuve. La mise en place d’une stratégie nutritionnelle personnalisée avant et pendant doit être envisagée car elle constitue la clé pour améliorer la performance durant une épreuve d’ultra-endurance du type Ironman. 2.2.3 Les troubles gastriques Les troubles gastriques (TG) sont fréquemment rapportés par les athlètes pratiquant les sports d’endurance et en particulier les disciplines d’ultra-endurance. Ces TG et les différents symptômes associés [cf. tableau 1] engendrent des effets négatifs sur la performance. Ils sont responsables de contre-performances durant les compétitions ou peuvent également avoir un impact sur la récupération post-épreuve. Tableau 1 - Symptômes TG Ballonnements Nausée Crampes abdominale Reflux gastrique Diarrhée Saignements intestinaux Flatulence Vomissement Dans une étude portant sur des triathlètes lors d’une épreuve longue distance (Jeukendrup & al, 2000), il a été rapporté les chiffres suivants : § 93% déclarent avoir ressenti un symptôme de TG § 43% déclarent avoir eu de sérieux problèmes gastriques § Et 7% ont abandonné à cause de problèmes gastriques L’interaction de différents facteurs serait susceptible de provoquer ces TG : § Age § Sexe § Statut d’entraînement § Intensité de l’effort § Durée de l’effort § Conditions environnementales § … … … Les causes physiologiques et mécaniques de ces TG sont nombreuses : § Hypoperfusion intestinale (diminution du flux sanguin) qui provoquerait nausée, vomissement, douleurs abdominales et diarrhée. § Mauvaise vidange gastrique. § Mauvaise absorption de l’eau et des glucides durant l’exercice de part une augmentation de la perméabilité intestinale. Cette augmentation de la perméabilité intestinale, observée
  • 8. ©Karoly SPY | KS-Training 8 à l’issue d’un marathon (Oktedalen & al, 1992), indiquerait des dommages au niveau de l’intestin. § Au niveau mécanique ce serait principalement les chocs répétés lors de la partie pédestre qui endommageraient la muqueuse intestinale et provoqueraient flatulences et diarrhée. En effet, les symptômes sont plus fréquemment révélés par les coureurs que par les cyclistes. Malgré tout la position aérodynamique durant la partie cycliste pourrait causer des TG. L’entraînement spécifique permettra de réduire les effets négatifs provoqués par les causes mécaniques. § Le stress psychologique peut également être une cause des TG et provoquerait des épisodes diarrhéiques dans l’heure qui précède le début de la compétition. La nutrition peut elle aussi avoir une forte influence dans les TG lors d’un exercice. Durant un triathlon longue distance, les TG peuvent être associés à l’ingestion de fibres, de lipides et de boissons glucidiques hypertonique dont l’osmolarité est élevée (>500 mOsm/L). La consommation de produits laitiers peut également être reliée à l’apparition de TG. Pour limiter les risques de TG durant l’exercice, il est préconisé de ne pas consommer d’aliments riches en protéines, lipides et fibres ainsi que des produits laitiers dans les 24h avant l’épreuve mais également durant l’épreuve. Par ailleurs, l’ingestion de médicaments anti-inflammatoires non stéroïdiens augmenterait 3 à 5 fois le risque de TG (Gabriel & al, 1991). Les notions de prévention seront développées dans la seconde partie du document consacrée à l’entraînement. 2.2.4 L’hyponatrémie Durant un effort de longue durée, on observe une augmentation de la température corporelle. L’organisme va mettre en jeu différentes stratégies (thermorégulation) pour lutter contre l’accumulation de cette chaleur endogène afin de prévenir un état d’hyperthermie qui pourrait s’avérer préjudiciable à la performance mais également dangereux pour le maintien de l’homéostasie corporelle. La principale stratégie adoptée par l’organisme sera le transfert de la chaleur métabolique vers la périphérie cutanée pour qu’elle soit dissipée. Cette stratégie correspond à la transpiration, elle s’accompagne d’une perte liquidienne importante, sous forme de sueur, qui va occasionner une baisse du volume sanguin et exposer l’athlète à une déshydratation. En parallèle ces pertes sudorales vont également s’accompagner d’une perte importante de sodium. Pour lutter contre cette déshydratation, l’athlète va augmenter sa consommation de liquide. C’est à ce moment là que peut survenir l’hyponatrémie qui est souvent décrite dans les disciplines d’ultra-endurance (>4h). L’hyponatrémie correspond à un déséquilibre hydrosodé causé par une absorption trop importante d’eau par rapport au sodium. L’hyponatrémie correspond ainsi à la chute de la concentration sanguine plasmatique en sodium en dessous d’une valeur de 135 mmol/L. Le risque d’hyponatrémie est encore plus accru lorsque l’activité est réalisée dans des conditions extrêmes (chaleur). Dans la littérature scientifique, on peut relever une étude
  • 9. ©Karoly SPY | Innov-Training 9 intéressante de Speedy & al (1999) réalisée lors de l’Ironman de Nouvelle Zélande en 1997 sur 330 triathlètes finishers (représentant 55% des finishers de l’épreuve), parmi lesquels 18% d’entre eux étaient hyponatrémiques et dont une grande majorité devait subir une hospitalisation. Les symptômes de l’hyponatrémie sont : § Douleurs musculaires § Nausées § Vomissements § Confusions § Vertiges § Maux de tête sévères § Douleurs abdominales § Diarrhée Dans les cas extrêmes, l’hyponatrémie peut causer un coma, des séquelles neurologiques voir dans des cas très sévères le décès. L’hyponatrémie peut être considérée comme une hyperhydratation en eau ou boisson hypotonique (à l’inverse de la déshydratation qui est une sous-hydratation). Les athlètes en souffrant présentent une surcharge liquidienne pouvant dépasser jusqu’à 5% la masse corporelle initiale. Le traitement nécessite le repos dans une pièce fraiche avec restauration de l’équilibre électrolytique en fonction des données de l’ionogramme sanguin (Melin, B & al, 2004). Pour prévenir un état d’hyponatrémie, il est conseillé d’avoir un bon équilibre hydrosodique en ne consommant pas plus qu’on dépense, de ne pas surconsommer de liquide, de boire en respectant sa soif et de respecter une stratégie personnalisée avec une boisson énergétique adéquate. Il est recommandé de boire, par petites gorgées régulières, entre 500 et 800 mL/h de boissons énergétiques contenant environ 8% de glucides (maltodextrines et/ou fructose) et des électrolytes (sodium, potassium). A savoir qu’un apport en sodium fortement augmenté durant l’exercice ne prévient l’état d’hyponatrémie et peut être même la cause de TG. 2.2.5 Crampes musculaires à l’effort Lors d’un effort de longue durée, on observe une forte prévalence de crampes pendant et après la compétition chez 50 à 60% des athlètes (Kantorowski & al, 1990 ; Manjara & al, 1996). La crampe est une contraction musculaire spontanée, involontaire, soutenue et douloureuse qui peut durer quelques secondes à plusieurs minutes. Dans la majorité des cas, elle est préjudiciable à la performance. Chez les triathlètes de longue distance, celle-ci est généralement localisée au niveau des quadriceps, des mollets ou des ischio-jambiers.
  • 10. ©Karoly SPY | KS-Training 10 A l’heure actuelle, le mécanisme des crampes à l’effort n’est pas encore totalement élucidé. Différents facteurs peuvent être avancés comme : § L’athlète peu entrainé à l’effort effectué § La durée de l’effort § La déshydratation et le déséquilibre des concentrations sériques en électrolytes (magnésium, sodium, potassium, calcium, chlorure) § Ou encore un problème mécanique au niveau de l’appareil musculo-squelettique. Cependant, différents travaux dans le domaine de l’ultra-endurance ne permettent pas de valider ces hypothèses. Il est également souvent rapporté que les crampes proviendraient d’un déficit en sodium, ce qui pousse les athlètes d’endurance à utiliser fréquemment une supplémentation exogène en sodium durant l’épreuve. Toutefois, il n’y aurait aucun effet sur la prévention des crampes par l’apport de sodium (Schwellnus & al, 2010). La survenue d’épisodes de crampes durant un effort de longue durée pourrait être principalement associée à une fatigue neuromusculaire (Schwellnus & al, 2009). Cette fatigue neuromusculaire perturberait l’activité réflexe médullaire et aurait comme conséquence d’altérer l’équilibre entre 2 types de récepteurs (organes tendineux de Golgi et fuseaux neuromusculaires) impliquaient dans la commande motrice (Palazzetti, 2005). Sur un aspect pratique de prévention, une stratégie d’entraînement consisterait à effectuer de longues sessions d’entraînement à une intensité cible ou légèrement inférieure pour adapter le phénotype musculaire aux exigences de l’effort de compétition. La réalisation régulière d’étirements sur les muscles souvent sujets aux crampes peut également s’avérer intéressante tout comme un renforcement musculaire spécifique. De plus, l’utilisation d’une stratégie de pacing durant l’épreuve est également un gage de prévention des crampes. 2.2.6 Les dommages musculaires Les dommages musculaires observés lors d’un triathlon distance Ironman seraient principalement causés par les contractions excentriques lors de la partie pédestre (Suzuki & al., 2006 ; Nosaka & al., 2010). Ces dommages musculaires vont provoquer une sensation consciente de la douleur au niveau musculaire. Cette sensation de douleur est provoquée par les nocicepteurs qui sont des récepteurs sensoriels à l’origine du message nerveux qui provoque la douleur. Les fibres nociceptives rejoignent la moelle par les racines dorsales puis par les voies ascendantes La course à pied se caractérise par une succession de phases de freinage (action excentrique), lorsque le pied entre en contact avec le sol, et de poussée (action concentrique). Lors de la phase excentrique, le muscle activé résiste à une force externe supérieure à la force développée par les unités motrices engagées.
  • 11. ©Karoly SPY | Innov-Training 11 médullaires, le message douloureux est ensuite transmis aux centres supérieurs [cf. figure 5]. Figure 5 Figure 6 Les douleurs musculaires ressenties durant la partie pédestre vont provoquer une moindre tolérance aux impacts au sol et une altération du cycle étirement-détente (CED). La conséquence directe va être une dégradation de la braking-phase [cf. figure 6] associée à une augmentation du temps de contact du pied au sol et une diminution de l’efficacité du complexe musculo-tendineux permettant l’accumulation et restitution de l’énergie élastique. Le travail musculaire lors de la phase de propulsion sera ainsi plus important, ce qui va affaiblir le système contractile et avoir un effet néfaste sur la production de force (Horita & al, 1996 ; Horita & al, 1999). On observe également des dommages musculaires à la fin d’un exercice prolongé de type marathon [cf. figure 7]. Figure 7 - dommages musculaires pré et post marathon La combinaison de la phase de freinage (excentrique) et de poussée (concentrique) correspond au cycle étirement-détente (CED). Lors de la phase excentrique (étirement actif) le complexe musculo- tendineux va accumuler de l’énergie élastique qui sera ensuite restituée pour accroitre l’efficacité de la phase concentrique.
  • 12. ©Karoly SPY | KS-Training 12 Ces dommages musculaires vont provoquer l’apparition retardée d’une sensation de douleur diffuse et d’inconfort qu’on désigne sous le terme anglo-saxon de DOMS -Delayed Onset Muscle Soreness- (Miles & Clarkson, 1994) et qu’on appelle communément des courbatures. Ces douleurs débutent et s’intensifient dans les 48 heures post-exercice pour disparaître au bout de 3 à 5 jours. La période de récupération est généralement de type biphasique, montrant des baisses fonctionnelles immédiates, suivies d’une récupération partielle ou totale à 2h qui précède de nouvelles baisses pouvant perdurer plusieurs jours [cf. figure 8]. Figure 8 - baisse de perf max et d'activation maximale La résorption des dommages musculaires nécessite un processus inflammatoire qui va s’étendre en 3 phases (Armstrong, 1984) [cf. tableau 2]. Phase Description Autogénique Elle correspond aux 3 premières heures post-exercice et constitue un processus d’auto-dégradation des structures endommagées Phagocytaire Elle débute à J+3-4h et s'étend jusqu'à J+48-96h. C'est à ce moment que l'athlète ressent les plus fortes douleurs. Le siège de la lésion musculaire est envahi par de nombreux phagocytes. Régénération Elle débute à J+4-6 et pourrait persister durant une à plusieurs semaines. Durant cette phase, il y a une activation des cellules satellites (myoblastes, myotubes) qui va permettre la réparation des tissus musculaires endommagés. Tableau 2 L’athlète devra être attentif au fait que la douleur disparaît avant que le muscle ait retrouvé son intégrité structurale et fonctionnelle. Une reprise progressive après des dommages musculaires est importante pour ne pas mettre en danger les systèmes musculo-tendineux et articulaires. Un travail musculaire adéquat, à base de répétitions de mouvements (repeated bout effect), va permettre d’augmenter le niveau de tension appliqué aux structures musculo-tendineuses afin de renforcer les muscles et les tendons et ainsi réduire les dommages musculaires (Clarkson & al, 1992). Les adaptations structurales et fonctionnelles pourront également rendre le système musculo-tendineux plus résistant aux contraintes mécaniques et ainsi optimiser la production et le
  • 13. ©Karoly SPY | Innov-Training 13 transfert de force (Kjaer, 2004). Par ailleurs, différentes stratégies de récupération peuvent être employées pour traiter des DOMS (Cheung & al, 2003) : § Récupération active immédiate § Etirements immédiats à chaud pour enlever certains points de contractures afin de retrouver une homogénéité fonctionnelle entre les différents sarcomères et fibres musculaires. § Respecter le travail de régénérescence musculaire en évitant les étirements à J+1, J+2 …, les massages profonds, les footings de récupération et l’utilisation des anti-inflammatoires. 2.2.7 Notion de pacing Le pacing correspond à la stratégie de gestion de l’effort qui sera la plus efficace et permettra à l’athlète de dégager la puissance mécanique la plus élevée durant l’ensemble de l’épreuve. Dans la pratique sportive, on peut distinguer différentes stratégies adoptées par les athlètes [cf. tableau 3]. Désignation Description All-out Elle consiste à être au maximum de ses possibilités sur l’ensemble de l’épreuve. Cette stratégie est généralement utilisée dans les disciplines explosives (exemple : sprint sur 100m en athlétisme). Negativ-split Elle consiste à une augmentation de l’intensité durant l’épreuve. Cette stratégie est principalement employée par les athlètes de moyenne distance. Le but étant de retarder la déplétion importante des substrats énergétiques. Positive-split Elle consiste à une diminution de l’intensité durant l’épreuve. Cette stratégie est appliquée dans les épreuves de ½ fond court Equilibrée Elle consiste à utiliser une intensité constante sur l’ensemble de l’épreuve. Cette stratégie est principalement utilisée sur des courses ou l’on cherche à battre un record (exemple : record du monde de l’heure en cyclisme). Stochastique Elle consiste à employer une intensité variable sur l’ensemble de l’épreuve. On retrouve cette stratégie sur des épreuves dont les conditions du parcours sont changeantes (dénivelé, vent). Tableau 3 Dans les efforts d’ultra-endurance, il semblerait que les athlètes aient tendance à utiliser la stratégie en positive split avec une diminution de l’intensité au fur et mesure de l’épreuve. Abbiss & al (2006) ont étudié la stratégie d’allure employée par des triathlètes durant la partie cycliste (180 Km) d’un triathlon distance Ironman en les équipant d’un capteur de puissance. Pour ce faire ils ont analysé les données de puissance, cadence et vitesse sur chaque tour de 60 Km. Ils ont pu mettre en évidence une diminution progressive de ces 3 paramètres à chaque tour. La diminution des ces paramètres pourrait être engendrée par une déplétion en glycogène, une fatigue neuromusculaire et une perception accrue de la fatigue psychologique.
  • 14. ©Karoly SPY | KS-Training 14 En outre, la stratégie d’allure employée durant une épreuve pourrait également être régulée par un système de contrôle intégratif du cerveau (Ulmer, 1996). D’après ce modèle de téléoanticipation, l’expérience des exercices effectués antérieurement par l’athlète, la connaissance de la durée ou de la distance permettrait au cerveau de traiter l’information provenant des signaux afférents (arrivant au cerveau), via les systèmes périphériques, pour les comparer et les traiter à partir d’un algorithme décisionnel pour fixer l’allure à adopter en fonction de la nature de l’exercice (St Clair Gibson & al, 2006). L’intensité de l’exercice serait ainsi régulée de manière non consciente par une modulation du nombre d’unités motrices recrutées [cf. figure 4]. Il y aurait également une part consciente dans la régulation de l’intensité durant l’effort (Lambert & al, 2005) [cf. figure 9]. Figure 9 En effet, l’athlète peut poursuivre l’exercice malgré l’apparition d’un certain degré de fatigue. Par contre, l’augmentation de la perception de l’effort réduirait l’envie de l’athlète d’évoluer à une intensité élevée. Les processus conscients et non-conscients seraient complémentaires pour réguler au mieux l’intensité durant un effort que ce soit durant les phases d’entraînement ou pendant une compétition [cf. figure 10].
  • 15. ©Karoly SPY | Innov-Training 15 Figure 10 2.2.8 La spécificité des enchaînement sur la distance Ironman L’enchaînement vélo-course à pied peut s’avérer être le passage le plus difficile lors d’un triathlon distance Ironman avec de multiples altérations physiologiques et biomécaniques par rapport à une situation contrôle de course à pied isolée (Danner et Plowman, 1995 ; Gottschall et Palmer, 2000 ; Guézennec et coll., 1996 ; Hausswirth et coll., 1996, 1997a ; Hue et coll., 1998 ; Millet et coll., 2000, 2001). On peut observer une augmentation des paramètres suivants : § Coût énergétique (CE) § VO2max § Ventilation § Fréquence cardiaque. Les altérations de performance en course à pied lors d’un triathlon longue distance sont souvent à mettre en relation avec la fatigue générée par la partie cycliste (Hausswirth et Lehenaff, 2001). Dans ce contexte, la mise en place d’une stratégie d’allure spécifique lors de la partie cycliste, avec l’utilisation d’un capteur de puissance, peut s’avérer être payante pour réduire les effets délétères évoqués précédemment. Millet & al (2001) mettent également en avant l’importance d’inclure des sessions d’entraînement à base d’enchaînement spécifique entre les disciplines lors de la préparation afin de limiter les altérations physiologiques et biomécaniques. 3. Conclusion La connaissance des spécificités de la discipline est primordiale pour mettre en place une préparation optimale pour permettre à l’athlète d’atteindre son objectif mais aussi pour réaliser l’épreuve dans de bonnes conditions et avoir une récupération post-compétition satisfaisante. La seconde partie de cet article traitera des aspects spécifiques de la préparation et de l’entraînement.
  • 16. ©Karoly SPY | KS-Training 16 4. Bibliographie Abbiss, CR., Quod, MJ., Martin, DT., Netto, KJ., Nosaka, K., Lee, H., Surriano, R., Bishop, D., Laursen, PB. (2006). Dynamic pacing strategies during the cycle phase of an Ironman triathlon. Med Sci Sports Exerc, 38 (4) : 726-34. Armstrong, RB. (1984). Mechanisms of exercise-induced delayed onset muscular soreness, a brief review. Med Sci Sports et Exerc ; 16 : 529-38. Billat, V. (2013). VO2max à l’épreuve du temps. Collection Science et pratique du sport. Edition De Boeck, 224 pages. Borrani, F., Candau, R., Perrey, S., Millet, GY., Millet, GP., & Rouillon, JD. (2003). Does the mechanical work in running change during the VO2 slow component? Med Sci Sports Exerc, 35, 50- 57. Capelli, C., Schena, F., Zamparo, P., Monte, AD., Faina, M., & Di Prampero, PE. (1998). Energetics of best performances in track cycling. Med Sci Sports Exerc 30, 614-624. Cheung, K., Hume, P.A., Maxwell, L. (2003). Delayed Onset Muscle Soreness. Sports Medicine ; 33 (2) : 145-164. Clarkson, PM., Nosaka, K., Braun, B. (1992). Muscle function after exercise- induced muscle damage and rapid adaptation. Med Sci Sports Exerc ; 24 : 512-20. Costill DL. (1967). The relationship between selected physiological variables and distance running performance. J Sports Med Phys Fitness, 7 : 61-3. Coyle, EF., Feltner, ME., Kautz, SA., Hamilton, MT., Montain, SJ., Baylor, AM., Abraham, LD., & Petrek, GW. (1991). Physiological and biomechanical factors associated with elite endurance cycling performance. Med Sci Sports Exerc, 23, 93-107. Di Prampero, PE., Atchou, G., Bruckner, JC., & Moia, C. (1986). The energetics of endurance running. Eur J Appl Physiol Occup Physiol 55, 259-266. Di Prampero, PE., Capelli, C., Pagliaro, P., Antonutto, G., Girardis, M., Zamparo, P., & Soule, RG. (1993). Energetics of best performances in middle-distance running. J Appl Physiol 74, 2318-2324. Di Prampero, PE. (2003). Factors limiting maximal performance in humans. Eur J Appl Physiol, 90 : 420-429. Foster C, & Lucia A. (2007). Running Economy. Sports Medicine, Volume 37, Issue 4-5, pp 316-319 Gabriel, S. E., Jaakkimainen, L. and Bombardier, C. (1991). Risk for serious gastrointestinal complications related to use of nonsteroidal anti-inflammatory drugs. A meta-analysis. Ann Intern Med. 115:787-96. Hausswirth, C., & Lehenaff, D. (2001). Physiological demands of running during long distance runs and triathlons. Sports Med, 31 (9) : 679-689.
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