Stratégies de course sur Ironman

Nous avons interviewé à nouveau Raphaël Mentrel, triathlète Ironman au sujet des stratégies pour s'alimenter, et de course en elle-même.

Quelle est ta stratégie au niveau alimentaire ?
Au niveau alimentaire, je prends un gel (pour le longue distance) avant le départ natation et un en sortant de l'eau, en allant chercher le vélo, tout en buvant abondament, car tu n'as rien bu depuis au moins une heure. Après sur le vélo, j'alterne 1 gel et 1 barre toutes les demi heures. Ce qui fait un gel par heure et 1 barre par heure. La boisson énergétique et l'eau (une bouchée de chaque) toutes les 8-10minutes suivant la chaleur.
Sur le marathon je ne prends que des gels, 1 tous les deux ou trois ravitos suivant leur espacement, avec de l'eau et de la boisson énergétique. Parfois un verre de Coca, c'est bon pour le moral et évite (chez moi) des problèmes gastriques fréquents sur ce genre d'épreuve. Jamais de fruits (bananes et quartier d'orange), ni de solide. Le système digestif est au ralenti depuis de nombreuses heures et il faut lui donner des trucs faciles à digérer.
Et sur la course elle-même, au niveau du chrono ?
Pour la stratégie de course, je me fixe des temps intermédiaires sur les 3 disciplines. 1 pour la natation, 1 pour le vélo et 1 pour la course à pied. Après, il suffit de les tenir, ce qui est plus facile à dire qu'à faire. Depuis l'année dernière, je ne prends plus de cardio ni de compteur sur le vélo, ni de chrono en course, je fais tout aux sensations ce qui évite de se mettre la pression inutilement si tu es à la bourre sur le parcours ou autre.
Après, il faut que le physique tienne et surtout le mental. Si le mental lache un peu, c'est toute la course qui est en péril.
Et au niveau des autres ? Y a t-il une attitude de Killa, un "art de se tirer la bourre" ?
L'attitude de Killer, tu peux l'avoir avant le départ natation car la tension est palpable. C'est toujours impressionnant de se lancer dans une natation avec 1000, 1500 voir + de 2000 camarades de jeu, ça tabasse pas mal jusqu'à la 1° bouée, même sur IM.
Après c'est une course contre toi même. Tu es content quand tu remontes des gars, mais tu t'en fout quand tu perds des places parceque tu es dans le "dur". Il y a une grande solidarité entre les triathlètes LD (ndlr : Longue Distance), bien que ce soit un sport individuel. Tu reçois toujours des encouragements de la par de tes adversaires, et tu en donnes aussi, car il y a toujours plus mal que toi.
Après, si tu joues une place de qualif' pour Hawaii, il peut y avoir de l'intox entre gars de la même caté d'age, mais c'est bon enfant, c'est le sport. Si le gars te passes, c'est qu'à ce moment là il est plus fort que toi, c'est tout.
Je me rapelle à Lanzarote en 2007, Bruno M de La Rochelle se dépouillait pour aller chercher la dernière place qualificative de son groupe d'âge pour Hawaii. A quelques centaines de mètres de l'arrivée, il a rattrapé le gars qui, à ce moment avait ce dernier slot. Arrivée à sa hauteur, ils ont échangé quelques mots, très sympathiquement et après Bruno s'est échappé pour avoir cette place. Le gars ne lui en a pas voulu, c'était comme ça, il avait trouvé plus fort que lui.

Conclusion

Nous venons de voir que Le sport de haut niveau est un monde très complexe.
De nombreux mécanismes, de la préparation physique scientifique à l’industrie du sport, mènent les athlètes à la perfection pour une incessante amélioration des records.
Comme nous l’avons constaté sur la courbe des records du 100m, les progrès sont de plus en plus insignifiants. Et pourtant cette quête de la performance pousse les athlètes à dépasser à l’extrême les limites de leur organisme, cela pouvant mener aux symptômes du surentraînement et à de nombreuses blessures.
Cette même quête de la performance, avec l’aide de laboratoires peu scrupuleux, ne se fait malheureusement pas toujours dans le respect de l’éthique sportive…

Historique des principales evolutions techniques et matérielles en athlétisme

L’athlétisme a été marqué par de nombreuses évolutions dans l’ensemble de ses disciplines. Nous en citerons quelques unes .
- L’apparition des chaussures à pointes a été une étape primordiale dans l’histoire du sprint et a
révolutionné l’ensemble des disciplines. En effet, il existe un modèle spécifique à chaque discipline : ainsi les pointes de sprint ne comportent ni talons ni voûtes plantaires pour être les plus légères possible et car, durant la course, seuls les orteils touchent le sol. A la différence, les pointes de demi-fond disposent d’un amorti au niveau du talon et de pointes plus longues (utiles pour le cross). Il existe aussi des modèles spécifiquement adaptés au lancer de javelot qui disposent de pointes au niveau du talon et qui sont renforcés à la cheville.
- En 1948, l’introduction des starting-blocks a également favorisé la monté des records car, supportant une
pression de 300 Newtons, ils permettent un déséquilibre exagéré du sprinter pour une accélération rapide vers l’avant.
Les photos suivantes montrent l’évolution des postures de départ jusqu’à l’introduction du starting-block.
- Une autre évolution importante est le remplacement, depuis 1967, des pistes et aires d’élan cendrées par
des matériaux synthétiques, plus souples et plus ‘rapides’. Ces pistes en tartan ont en effet généré une pluie de records lors de leur première utilisation aux JO de Mexico (1968).
- Du point de vue des lancers, pas mal d’évolutions ont également eu lieu : si l’on prend l’exemple du javelot, de
nouveaux engins dits ‘planeurs’ depuis 1986 ont permis de gagner 5 à 10m mais comme les records s’approchaient dangereusement des 100m et risquaient d’atterrir de l’autre côté de la pelouse, de nouvelles normes ont été établies : le centre de gravité a été déplacé de 4cm vers l’avant pour diminuer la portance . Avec ces nouveaux engins dits ‘piqueurs’, la distance de jet a ainsi été diminuée de 10%.
- Le saut en hauteur a été particulièrement transformé par l’évolution des techniques. Le remplacement de la
fosse de sable par des matelas de mousse rehaussés a permis l’exécution du saut à réception dorsale dit ‘Fosburry flop’, inventé en 1968. Mais auparavant, l’histoire du saut a été marqué par l’évolution des styles : ciseau, extorsion dorsale, retournement intérieur, rouleau californien, rouleau ventral et Fosburry. Parallèlement, les records n’ont cessé de monter.
Les deux principales techniques de saut :
- Le rouleau ventral
- Le ‘Fosbury’
- En ce qui concerne le saut à la perche, que nous avons vu précédemment, la même intégration des matelas de
réception et les nombreuses évolutions de la perche ont permis un gain moyen d’environ 1m depuis 1961.

Dick Fosbury : inventeur de la méthode de saut

D. Quelques cas d'athlètes dopés

Les principaux cas de dopage depuis 1980 :
Septembre 1988 : le Canadien Ben Johnson est exclu dès après sa victoire aux 100m des Jeux de Séoul (contrôlé
positif aux stéroïdes anabolisants).
Février 1999 : le sprinter britannique Linford Christie, champion olympique du 100m à Barcelone en 1992, est
contrôlé positif à la nandrolone lors d’un meeting à Dortmund. Il sera suspendu pendant deux ans.
Février 2002 : le coureur de fond espagnol Johann Muchlegg, double médaillé d’or, est contrôlé positif à la
darbepoetin (une susbstance qui permet d’augmenter le nombre de globules rouges dans le sang). Il est suspendu deux ans et ses titres lui sont retirés.
Aout 2004 : juste avant les Jeux Olympiques d’Athènes, les sprinteurs grecs Kostas Kenteris et Ekaterini
Thanou sont exclus pour s’être soustraits à plusieurs contrôles antidopage.
Juillet 2006 : l’Américain Justin Gatlin, détenteur du record du monde du 100m, est contrôlé positif à la
testostérone.
- Août 2007 : Médaille de bronze à Athènes 2004 sur 400m haies, Naman Keita est contrôlé positif à la testostérone aux Mondiaux d’athlétisme d’Osaka. Son explication (la consommation d'un complément alimentaire) ne convainc guère, et le Français est suspendu pour 2 ans, ce qui l'empêchera de participer aux J.O. à Pékin et aux Mondiaux en 2009.
- Pour l’athlète américaine Marion Jones, qui a avoué avoir pris des stéroïdes en 2000 et 2001, la punition est exemplaire : elle doit rendre les 5 médailles remportées à Sydney, est déchue de tous ses titres en compétition depuis 2000 et condamnée à reverser au Comité olympique américain 100 000 dollars de primes acquises pendant cette période.

C. Contrôles anti-dopage

Aujourd’hui le combat contre le dopage semble bien loin d’être fini, car modifier un produit tout en gardant ses propriétés pour le rendre indécelable n’est pas très compliqué. En 2002, une molécule interdite, la norboléthone, a ainsi été modifié en 7-déhydro-genabol, indécelable aux contrôles. Et il existerait 11 autres modifications possibles, toutes indécelables à moins de faire un test spécifique.
Et c’est là que la faille réside : les tests ne dépistent que les molécules déjà interdites, dont le profil est connu en chromatographie. Comme certaines molécules n’ont encore jamais été synthétisées, on ne dispose pas de profil de référence. Au mieux, on a des soupçons, mais rien qui puisse faire office de preuve tangible.
Car même avec des produits connus, échapper aux contrôles est assez simple pour les sportifs bien renseignés. Pour l’EPO, par exemple, ils ont recours à des cures et s’arrêtent trois jours avant la compétition (l’EPO n’est plus détectable après 48h) et pendant la compétition, ils se contentent d’1/3 de la dose normale, un taux lui aussi indécelable.
Malgré tout, les contrôles font des progrès notables. Par exemple, aujourd’hui, pendant les courses cyclistes, 280 molécules sont recherchée dans les urines, sans compter les tests sur le sérum et les contrôlent sanguins.
Certains tests comme ceux sur la testostérone, eux, sont pratiquement sûrs à 100%.
La liste des produits interdit est maintenant élaborée par l’agence mondiale antidopage (AMA), qui la réévalue chaque année. Elle est ensuite adaptée par le CIO (Comité International Olympique) et les différentes fédérations sportives.
Brochure livrée avec la licence d’Athlétisme :
En ce qui concerne le tableau, voici quelques spécifications :
L’alcool et les bêtabloquants sont interdits seulement dans certains sports (automobile, ski, billard, karaté, pentathlon…) et à partir d’une dose variable (entre 0,10 et 0,20g.L-1 pour l’alcool). La créatine ne fait pas partie des listes de substances interdites, mais elle n’est pas autorisée à la vente en France, car considérée comme dangereuse. Elle permettrait la prise de muscle et une meilleure récupération, mais pour ses détracteurs, augmenterait les risques de déchirures musculaires et de cancers.

B. Le dopage g�n�tique

Les autotransfusions :
Gr�ce � la g�n�tique, le muscle pourra produire lui-m�me son EPO. Le coureur se fait pr�lever son sang pendant l�hiver, quand il n�y a pas de contr�les. Les poches de sang sont congel�es et avant les �tapes, r�inject�es dans l�organisme. Une transfusion de 500 ml augmenterait les capacit�s de transport d�oxyg�ne de 20%.
la �r�paration sur mesure� :
Elle consiste � faire pousser des cartilages, des cellules de tendons ou de muscles pour remplacer des organes d�fectueux.
Des athl�tes g�n�tiquement modifi�s :
Plus de 500 g�nes sont actifs lors de l�exercice physique. On arrive par exemple � r�duire l�accumulation d�acide lactique dans les muscles en activant un g�ne qui produit une enzyme sp�ciale.
Autre exemple : on introduit dans le muscle un g�ne capable de produire de l�EPO, ou un g�ne de facteur de croissance dans une cellule du tendon. Des virus inactiv�s am�nent les g�nes dans les cellules cibles ; ceux-ci peuvent alors, par les m�canismes de transcription et de traduction, y produire des enzymes et des prot�ines.
Des exp�riences sur des souris ont montr� que la th�rapie g�n�tique pouvait augmenter le potentiel musculaire de 20%. R�sultat : un organisme qui � s�auto r�g�n�re �, et un contr�le impossible puisque les substances produites sont fabriqu�es par le corps lui-m�me.
Mais la g�n�tique est-elle le dopage parfait ? Pas si s�r. Des chercheurs de l�Inserm associ� au laboratoire nationale de d�tection du dopage, affirment que l�EPO produite � partir du transfert du g�ne dans le muscle squelettique pr�sente des propri�t�s diff�rentes de celles de l�hormone naturelle et qu�� long terme ce type de manipulation g�n�tique pose des probl�mes. L�EPO engendre par exemple des d�chets que le corps ne peut pas toujours �liminer, comme le fer, et cause des maladies auto-immunes lorsqu�il est mal utilis�.
D�autre part, les transferts de g�nes pourraient alt�rer les cellules, ou au contraire les faire prolif�rer de fa�on anarchique, provoquant � terme des cancers.

A. Diverses pratiques dopantes

Malgré le danger, certains sportifs sont prêts à tout pour améliorer leurs performances. Le recours au dopage devient donc très répandu, et ce fléau n’atteint pas que les champions.
Le dopage désigne les processus qui permettent d'améliorer artificiellement les performances. Ces processus sont généralement bio-chimiques (substances pharmacologiques) mais peuvent aussi être physiques (transfusion de sang, etc.). Le dopage est plus utilisé dans les sports qui demandent des efforts physiques importants (sports de force, de vitesse, d'endurance). Malheureusement, avec l'évolution des connaissances scientifiques, les limites du dopage sont devenues difficiles à cerner.

Parmi les processus capables d'améliorer artificiellement les performances, on distingue deux catégories qui correspondent aux fonctionnements des métabolismes :

Dopage du métabolisme anaérobie

Le but est d'augmenter artificiellement la masse et la puissance musculaire (sports de vitesse ou de force).L'augmentation de la quantité de fibres "rapides" est fondamentale pour les besoins de vitesse ou de force. Elle peut être effectuée chimiquement à l'aide d'anabolisants androgènes (nandrolone, testostérone, etc.) ; ou physiquement (electro-stimulation, etc.). Associés à une musculation régulière et à un régime hyperprotidique, les anabolisants favorisent l’hypertrophie ainsi que l’augmentation de la force et de la puissance musculaire ; mais les risques ne sont pas moindre (voir tableau).

Dopage du métabolisme aérobie
Le but est d'augmenter artificiellement l'aptitude à consommer l'oxygène (sports d'endurance).L'augmentation du taux de globules rouges permet de favoriser le transport d'oxygène vers les muscles. Elle peut être effectuée chimiquement (érythropoïétine, darbepoïétine, etc.) ou physiquement (transfusion de sang, séjour en caisson sous-oxygéné, etc.).

Autres formes de dopage

Plusieurs procédés sont utilisés : Les narcotiques (héroïne, méthadone, morphine, etc.) agissent sur la douleur. Les stimulants du système nerveux central (éphédrine, amphétamines, cocaïne, caféine, etc.) agissent sur le comportement et font artificiellement reculer le seuil de la fatigue en en gommant les symptômes ; mais là aussi, les risques ne sont pas moindres (voir tableau). D’autres substances médicamenteuses sont utilisées pêle-mêle : administration de bêta-bloquants qui bloquent les récepteurs cardiaques à l’adrénaline afin de modérer les tremblements ; dopage à la caféine qui favorise le métabolisme lipidique mais qui est surtout un excitant ;…
-----> La plupart de ces substances, dont la prise est interdite par la réglementation sportive, sont aisément décelables dans les urines des athlètes. Mais leurs soigneurs font alors appel à des substances ‘naturelles’ normalement présentes dans l’organisme : la testostérone, dont le rôle est surtout d’augmenter l’agressivité de l’individu ; le cortisol, qui sert à exciter le système nerveux central ou encore l’érythroprotéine qui stimule la fabrication des globules rouges et augmente donc la capacité de transport d’oxygène dans le sang ; …
-----> Lorsque ces produits dépassent largement les doses thérapeutiques, ils peuvent entraîner des effets néfastes : perturbation des fonctions de reproduction pour la testostérone ; fragilisation de la trame osseuse et des tendons et réduction des défenses immunitaires pour le cortisol ; troubles circulatoires pouvant conduire à l’hypertension artérielle et à l’insuffisance cardiaque pour l’érythroprotéine ; …
-----> L’usage combiné de plusieurs produits est devenu courant, que ce soit pour bénéficier de la synergie des effets, masquer l’usage d’une substance par une autre, ou atténuer des effets secondaires gênants. Les anabolisants sont par exemple fréquemment utilisés en parallèle avec l’hormone de croissance. Or les interactions médicamenteuses sont parfois mal connues et peuvent conduire à des accidents graves. Sans compter les prises un peu aléatoires : « un jour, je me suis trompé dans les doses avec des hormones pour bétail. Je suis resté paralysé trois jours. Ca m’a passé le goût du dopage », explique ainsi un repenti (L’Equipe magazine, n°731).
-----> Comme dans le sport, ce sont souvent des médicaments à visée thérapeutique qui sont détournés. Le Modafinil, par exemple, est normalement utilisé pour traiter la narcolepsie et certaines hypersomnies. De plus en plus souvent, il est pris comme psychostimulant. Apparemment sans effets secondaires, il permet de rester éveillé 48 heures sans coup de pompe.
Outre les classiques cocktails de vitamines et compléments alimentaires, d’autres méthodes sont nettement plus lourdes. La réhydratation par perfusion intraveineuse permettrait ainsi de gagner 12 heures de récupération. Certains athlètes subissent des opérations chirurgicales de ‘confort’, par exemple les opérations du nez destinées à améliorer le flux aérien …

Dopage : introduction

L’amélioration de la performance sportive, fondée sur les qualités physiques, physiologiques, mentales et biologiques ; est accompagnée par l’amélioration des matériels et l’optimisation des méthodes d’entraînement. Mais ces évolutions sont freinées par l’adaptation humaine elle-même : dans ces conditions, beaucoup de sportifs ont recours au dopage.

D. Etude de cas : Oscar Pistorius

C’est le nouveau bolide des pistes d’athlétisme. Oscar Pistorius est handicapé mais grâce à ses prothèses en lame de carbone, il pourrait bien défier les valides aux JO de pékin. Ce Sud Africain de 20 ans serait le premier d’une nouvelle race d’athlètes, modifiés par la technologie pour devenir plus rapides et plus forts que leurs concurrents ordinaires.
Oscar Pistorius est amputé sous les deux genoux depuis l’âge de 11 mois, et condamné à porter des prothèses pour marcher. Il utilise des Cheetah (prothèses dévolues à la course) pour courir.
Sous son poids, elles se plient en touchant le sol, puis se détendent à la fin de la foulée, transformant une force verticale _ générée par la pression du coureur sur la piste _ en force horizontale qui le propulse en avant.

-----> Inconvénients

Ses pieds artificiels ne constituent nullement un avantage déloyal : en effet, même si Oscar Pistorius a explosé les records handisports du 100m, 200m et 4Oom, ses performances sur 100m et 200m le placent loin des meilleurs mondiaux.
Knut letcher, le spécialiste de la recherche et du développement chez Ossür (le fabriquant des Cheetah),
explique : « Les muscles d’une jambe biologique, eux aussi, se dilatent et se contractent. Mieux, ils produisent leur propre énergie, alors que la prothèse ne sert qu’ à transmettre l’énergie qui la traverse ».
Le chercheur américain Robert Gailey affirme ainsi dans une étude que l’efficacité ( quantité d’énergie produite divisée par la quantité d’énergie absorbée) des prothèses utilisées sur la piste est de 82% contre 241% pour le pied humain ; notamment parce que les tissus mous qui permettent la jonction entre le moignon et les prothèses empêchent une restitution optimale de l’énergie.
Mais ce n’est pas tout : pour compenser l’absence de mollets, Oscar Pistorius est même obligé de faire travailler
ses muscles fessiers deux fois plus qu’un sprinter valide. Il doit donc fournir deux fois plus d’efforts.
On peut ajouter à cela un autre désavantage : son départ calamiteux. Normalement, les sprinteurs débutent
Leur course penchés en avant, à la limite du déséquilibre, pendant plus de 30m. Toute la puissance de leurs jambes les pousse alors vers l’avant, leur permettant d’accélérer et d’atteindre très vite leur vitesse de pointe avant de se redresser. Juché sur ses prothèses, Oscar, lui, doit se redresser dès le départ pour ne pas tomber. Ses jambes le poussent alors vers l’avant mais aussi vers le haut. Il accélère donc beaucoup moins vite.
Enfin, la plus grosse difficulté à surmonter, ç’est la concentration. Oscar Pistorius doit en effet courir sans
sentir le sol sous ses pieds, ce qui paraît impossible : les voûtes plantaires abritent des milliers de capteurs qui donnent à chaque seconde quantité d’informations sur la vitesse, l’équilibre, l’inclinaison sur la piste…
Oscar, lui, se contente de la pression que ses prothèses exercent sur ses moignons pour ‘sentir’ la piste, à 40 cm de hauteur. A la première faute d’inattention, c’est la chute.

-----> Avantages
Ainsi, le système du pied artificiel est un désavantage évident sur une courte distance.
En revanche, sur le 400m, sa distance de prédilection, les 46’’56 d’Oscar Pistorius le placent à la sixième place
mondiale chez les valides. Sur les chronos, on constate qu’Oscar est imbattable sur la 2ème moitié de la course, qu’il court en 1’’34 de moins que ses adversaires. Il court les 200 derniers mètres plus vite que les premiers… or généralement, ç’est l’inverse !
Si Oscar résiste bien mieux à l’épuisement, ç’est parce que ses prothèses, elles, ne connaissent pas la fatigue et permettent une restitution d’énergie constante. Ainsi, « Pistorius maintient une fréquence importante tout au long de la course, alors que le pied des athlètes valides finit par s’écraser, augmentant le temps de contact au sol du pied au fur et à mesure de la course » affirme Pierre-jean Vazel, L’entraîneur du sprinteur français Ronald Pognon et statisticien de l’athlétisme.

Vers des athlètes cyborg ?
On peut donc se demander si Oscar n’est pas le premier d’une catégorie d’athlètes aux performances boostées par les nouvelles technologies.
En instaurant des membres performants et infatigables, les prothèses de demain permettront-elles de faire mieux que de vraies jambes ?
D’après Knut Letcher, « c’est impossible avec des prothèses passives comme les Cheetah. Nous sommes à 99% de l’élasticité théoriquement possible, on ne plus les améliorer. Elles resteront toujours inférieurs à des jambes biologiques qui peuvent produire leur propre énergie ». Selon lui, la seule solution serait d’ajouter des moteurs compensant l’absence de muscles, mais des appareils à la fois assez légers et puissants ne sont pas pour tout de suite…
En attendant il faudrait définir des normes à ne pas dépasser au risque de voir arriver une nouvelle forme de dopage : un peu comme les athlètes qui facilitent le transport d’oxygène par leur sang en s’injectant des drogues ; les technoloqies développées pour les prothèses pourraient être utilisées pour améliorer les jambes d’athlètes valides, il pourraient par exemple intégrer des lames en carbone dans les semelles de leurs chaussures pour bénéficier d’un effet ressort …

C. Vers de nouveaux records : les nanotubes de carbone

Les nanotechnologies représentent l’ensemble des sciences et des techniques qui permettent de manipuler des objets de taille nanométrique, transformant ainsi les propriétés chimiques, physiques voire biologiques de ces derniers .
Un nanotube est un long et mince cylindre de carbone qui est unique par sa structure, sa forme, et ses propriétés physiques exceptionnelles : comparé à l’acier, il est 6 fois plus léger et 100 fois plus résistant. Sa conductivité thermique est équivalente à celle du diamant. Il peut être aussi un bon conducteur électrique comme le cuivre …
Les matériaux utilisés dans le domaine du sport, actuellement, ont atteint les limites technologiques de performance mécanique. Les nanotubes de carbone apportent une véritable innovation de rupture dans les matériaux composites de nouvelle génération.
Ils représentent des avantages par rapport aux fibres de carbone car ils possèdent une meilleure tenue aux chocs et à l’abrasion, des fibres plus flexibles que celles en carbone, plus légères que celles en métal et une bonne résistance chimique.

B. Exemple : le saut à la perche

L’évolution du saut à la perche, soit par son style, soit par la progression des records, a toujours été liée aux progrès techniques du matériel.
La perche était faite à l’origine en bois de merisier oui de frêne, puis en bambou (avec un record du monde de 3,74m en 1905).
Après la guerre, les perches en acier et en aluminium font leur apparition. On observe alors une montée progressive des records vers les 5m (4,80m en 1960). Puis en 1961, les Américains lancent sur le marché leur fameuse « fiber glass » (perches en fibres de vers), dont la flexibilité repousse loin les limites des records. Les perches en fibre de verre résistent à la déformation et absorbent d’avantage les vibrations, offrant une meilleur propulsion.
La flexion de la perche étant plus importante, le perchiste peut augmenter le levier. Ainsi le record passa de 4,80m en 1960 à 5,70m en 1976, puis franchit les 6m en 1980. On peut évaluer autour de 50 à 60 cm le gain procuré rien que par la perche elle-même. Les dernières évolutions incorporent des fibres de carbone, afin d’augmenter la résistance et d’alléger les perches. ¨Pour une même résistance, une perche plus légère permettra au perchiste de courir plus vite, et donc d’avoir plus d’énergie à transmettre à la perche.

Fibres de verre et fibres de carbone

- fibres de verre :
La fibre de verre est intéressante à plus d’un point. Ainsi, si elle permet des réductions de poids, elle améliore également les performances, pour un prix compétitif : on peut en faire une fabrication en série. Par exemple, elle permet un allègement des structures d’environ 30% par rapport à l’acier, non négligeable pour qui se soucie des gains d’énergie.
Parmi les autres propriétés, citons l’inertie chimique, la résistance en chocs, aux vibrations, l’isolation…

- fibres de carbone :
La fibre de carbone est un matériau léger et très solide, elle résulte de l’assemblage de molécules de polyacrylonitrile. Ces longues chaînes, placées côte-à-côte sont chauffées et fusionnent pour ne former qu’une seule fibre souple composée de 93 – 95 % de carbone. Cette fibre peut être encore améliorée grâce à un traitement thermique :
chauffée entre 1500 – 2000 °C, elle offrira une grande résistance à la tension de l’ordre de 5KN/mm2
chauffée entre 2500 – 3000 °C, elle offrira une grande élasticité (de l’ordre de 500KN/mm2)
La fibre de carbone est utilisée pour toutes les applications exigeant une grande résistance mécanique pour un poids réduit, ce qui est notamment le cas dans les équipements sportifs.

1. L’industrie du sport : une incessante amélioration des matériaux

Aujourd’hui l’industrie du sport est un secteur dynamique et en constante recherche d’innovation. De nombreux laboratoires travaillent pour l’amélioration des performances, comme le laboratoire de mécaniques à Poitiers dont les travaux ont contribué à la labellisation des pistes d’athlétisme.
De nos jours les articles de sport doivent être synonyme de compétitivité, de performance et de précision et tiennent une place très importante dans l’amélioration des performances sportives sur des phénomènes comme la résistance spécifique, la gestion et la transmission d’énergie, l’amortissement des vibrations, …
Un des enjeux de leur fabrication est l’inlassable recherche de diminution du poids, mais celle-ci ne doit pas se faire au détriment de la résistance des matériaux. Ceux utilisés dans le sport sont déjà très performants et leurs propriétés mécaniques ne peuvent pas êtres améliorés d’avantage.
Pour répondre à ces besoins on retrouve de plus en plus de techniques de fabrication de nouveaux matériaux, par exemple à base de nanotubes de carbone.

Il s’agit du premier vélo fabriqué aux Etats-Unis intégrant des nanotechnologies. Son cadre à base de nanotubes de carbone est cent fois plus résistant que le fer mais beaucoup plus léger. Le cadre du ProMachine SLC01 a un poids inférieur de 23 % à celui du précédent modèle le plus léger de la gamme. Il ne pèse que… 960 grammes !

Progrés matériels : introduction

En complément des progrès techniques, les possibilités de progrès technologiques sont relatifs au deux autres domaines.
- Un objet sportif est un objet en mouvement, les matériaux nécessitent alors des connaissances spécifiques. A l’interface entre objet et environnement interviennent donc les sciences du mouvement mécanique : la tribologie( science des frottements), la mécanique vibratoire, la mécanique des chocs … ; expliquent comment l’objet se déplace et se comporte dans l’environnement( chaussures, perche, engin du lanceur, …). Ces recherches sont en lien directs avec l’industrie du sport car aujourd’hui les produits du sport sont des produits « high-tech » qui font appelle à ces sciences.
- Le troisième domaine concerne la relation sportif-environnement et l’aisance d’un sportif dans un environnement agressif dans lequel il ne doit avoir ni chaud ni froid. Ce sont les sciences du confort qui comportent en particulier la confection textile. Mais d’autres paramètres que le confort doivent être pris en compte : par exemple, pour les épreuves de sprint, les vêtements peuvent être étudiés de manière à offrir le moins de prises au vent possible (combinaisons aérodynamique). Pour le confort textile les progrès viennent avec notamment les nouvelles fibres de « confort actif », c’est-à-dire destinées aux personnes en mouvement ou en action. Il s’agit du Dunova, du Coolmax ou du Lycra . Certaines fibres comme le Goretex (qui est un matériau imperméable et respirant) avaient été mis au point à l’origine pour le secteur médical.

C. Etude de cas : départ de sprint

Nous avons pris l’exemple de la posture de départ chez les sprinters.
Aujourd’hui, le départ se fait en starting-block car les avancées techniques ont prouvé l’efficacité de la posture quadripédique, mais ça n’a pas toujours été le cas car comme on peut le voir sur cette illustration des jeux olympique d’Athènes en 1896, autrefois les coureurs adoptaient la posture de départ qui leur convenait. Or, le choix de la posture de départ est déterminant pour l’efficacité des forces de détente et pour une meilleure coordination posture-mouvement.


Sur un stade d’athlétisme nous avons testé différentes postures de départ : sur une distance de 10m nous avons effectué une série de 10 départs en trépied ainsi qu’une autre de 10 départs en starting-block. Nous avons choisi de courir sur 10m car sur une distance aussi courte, seule la vitesse du départ détermine le chrono. Avec la moyenne des temps de chaque série, les résultats obtenus sont les suivants :

Départ trépied (chrono sur 10m) : 2"95

Départ starting block chrono sur 10m) : 2"71

Ces derniers mettent en évidence la meilleure efficacité de la position en starting-block .En effet, celle-ci permet une propulsion horizontale en avant et les pieds, en contact complet avec les blocks, sont en position d’étirement des muscles pour une réponse explosive de propulsion.
Nous avons alors considéré plusieurs postures de départ en start se différenciant par la position plus ou moins avancée du centre de gravité et par une plus ou moins grande flexion des bras. Les temps chronométrés sont les meilleurs pour les positions les plus déséquilibrées, ç’est à dire les positions pour lesquelles le sprinter et le plus penché en avant.
La même expérience est réalisée en laboratoire : les conditions du départ sont reconstituées, les starting-block sont munis de capteurs destinés à mesurer la poussée des pieds, et l’ensemble est installé sur le plateau de force qui mesure les forces exercées sur les appuis au sol lors du départ. Le tout est prolongé d’une piste de 30 mètres. Comme on peut le voir, des mires sont placées aux articulations du coureur pour enregistrer les déplacement de ces segments corporels ; et un modèle mathématique indique le centre de gravité du corps qui résulte des forces induites par la posture de départ.
La mesure de l’accélération due à la poussée des pieds montre la moins bonne efficacité des positions les plus reculées, et, conformément à nos observations, les résultats montrent que la détente du coureur est d’autant meilleure au moment où les mains se lèvent que le centre de gravité est éloigné des starting-blocks.
Ainsi, avec ce genre d’étude, l’entraîneur et l’athlète peuvent par exemple programmer des plans d’entraînement en rapport avec la meilleur posture de départ.

B. Biomécanique

La biomécanique apporte une contribution déterminante à l’amélioration des performances sportives.
Le mouvement, autant que l’équilibre, résultent de la conjonction de forces biologiques et de forces liées à l’environnement.
- Les forces liées à l’environnement sont, par exemple, la force gravitationnelle, les forces de frottements avec un fluide (air,eau) etc.
- Les forces d’origines biologiques sont étudiées au travers de paramètres caractéristiques (vitesses, accélérations…) des mouvements qu’elles induisent.
La biomécanique consiste à analyser et à comprendre les mouvements et les postures dans le cadre de ce double système de forces. Elle est une approche cinématique du mouvement. Depuis son invention par le médecin et physicien français Etienne Jules Marey, les analyses se sont progressivement affinées grâce au développement de l’informatique qui permet des techniques d’enregistrement rapides atteignant 1000 images par seconde, voir plus. C’est le cas des techniques opto-éléctroniques : des diodes émettrices de rayons-infrarouges sont placées sur le sujet, à proximité des articulations et des capteurs photosensibles de grandes précisions détectent la position instantanée des diodes. La restitution des déplacements en 3 dimensions et le calcul précis des vitesses et des accélérations sont alors possibles grâce à de puissants logiciels de numérisation et de traitement de données ; comme le système suédois SELSPOT, le dispositif italien ELITE ou encore le modèle britannique VICON qui existent actuellement sur le marché.
Cet ensemble d’informations cinématiques renseigne sur la composition des mouvements, sur leur harmonisation, sur la chronologie de leur déroulement et leur coordination.
Mais en dehors des forces motrices, l’analyse du mouvement requiert aussi l’étude d’un certain nombre de forces nécessaires au contrôle de la posture et de l’équilibre. En effet lors de son mouvement, un sportif est soumis à des forces réactives extérieures et à des appuis locaux.
- Les appuis extérieurs se situent au sol et à l’interface entre l’athlète et son objet ( perche du sauteur, javelot du lanceur,…)
- Les appuis locaux sont les points sur lesquels s’exercent les forces entre le segment du squelette. Ils permettent des ‘ajustements posturaux’ susceptibles de facilité l’exécution du mouvement.
A partir de ces appuis, extérieurs et locaux, le sportif maintient un équilibre, contrôle un mouvement, établit une stratégie d’impulsion (saut) ou de propulsion (départ su sprint) etc...
----> Les méthodes d’analyse des ajustements posturaux associent des accéléromètres, capteurs mesurant les accélérations locales à l’endroit des articulations, et des techniques électromyographiques qui détectent les phases d’activation des muscles croisant ces articulations.
----> Pour les mesures des forces au sol on utilise le plateau de forces. Sur ce dispositif on place le sportif dont on veut étudier le mouvement : le plateau de force permet de mesurer, pendant son action, les forces réactives au niveau des appuis au sol, et de calculer les accélérations du centre de gravité du corps. Il permet aussi de déterminer à chaque instant la position du barycentre des pressions des pieds.
Ainsi, la connaissance de ces caractéristiques et les analyses cinématiques évoquées précédemment apportent une information globale sur les équilibres, les contraintes posturales induites par les appuis et les nécessités biomécaniques à satisfaire au cours du mouvement pour adopter le meilleur geste technique.
L’athlète et son entraîneur sont donc en mesure d’optimiser l’efficacité de l’entraînement en déterminant par exemple des programmes de musculation spécifiques en rapport avec ce geste.

A. La science au service de la performance

L’analyse de l’activité sportive s’inscrit dans un cadre de relations entre athlète, objet et environnement. Les possibilités de progrès techniques et technologiques sont alors relatives à trois grands domaines : sportif-environnement ; environnement-objet ; sportif-objet. Les deux premiers, que nous évoquerons au début du chapitre 3, sont directement liés au progrès matériels ; le troisième s’identifie au progrès technique :
------> L’interface sportif objet relève des sciences biomécaniques. La biomécanique, que nous verrons plus en détails ultérieurement, consiste en l’analyse des gestes sportifs, précisément pour améliorer les performances des athlètes en décelant puis expliquant les fautes techniques ; et en contribuant à dénicher la meilleure technique qui s’appuie sur des principes mécaniques et qui s’adaptent aux particularités du sportif.
Il existe diverses méthodes et techniques utilisées pour étudier le geste sportif. On peut citer par exemple la chronophotographie qui, en photographiant à cadence rapide, permet de décomposer le mouvement. La cinématographie, quand-à-elle, permet d’enregistrer un mouvement ultra-rapide et de calculer les vitesses et accélérations du mouvement. L’éléctrogoniométrie est un procédé électronique permettant la mesure des angles au niveau des articulations. L’électromyographie, que nous avons déjà évoquée informe grâce à des électrodes sur l’état du muscle. Citons aussi les techniques de mesure des forces, associant dynamographes, plateaux de force…

Progrés techniques : introduction

En sport le progrès et la performance se traduisent dans la recherche industrielle et le développement de nouveaux produits ; ainsi que dans l’étude des gestes sportifs par les recherches sur la coordination des mouvements et la physiologie de l’effort. Associés au perfectionnement de la préparation physique, ces progrès techniques jouent un rôle prépondérant dans l’amélioration des performances sportives.
Asafa Powell, recordman du monde du 100m, a expliqué qu’il se sent potentiellement capable de franchir le cap des 9.70. Il estime s’approcher de la « perfection technique » qui lui permettrait de courir en moins de 9.70 secondes.
Ainsi, dans la plupart des épreuves en athlétisme, la qualité technique de l’athlète est le principal facteur de performance. Nous verrons donc comment il est possible pour un athlète, de perfectionner celle-ci au maximum...

E. La préparation mentale

En sport, le facteur psychologique est très important et peut parfois être déterminant pour la performance.
En effet, en athlétisme, de nombreuses activités (principalement les sauts et les lancers) impliquent une prise de décision pendant l’effort, entraînant un lien entre l’exercice physique et les processus mentaux.

En sport, le facteur psychologique est très important et peut parfois être déterminant pour la performance.
En effet, en athlétisme, de nombreuses activités (principalement les sauts et les lancers) impliquent une prise de décision pendant l’effort, entraînant un lien entre l’exercice physique et les processus mentaux.

Les athlètes bénéficient également d’entretiens avec des psychologues pour avoir de parfaites conditions morales le jour J et pour apprendre à gérer leurs émotions. Ceci peut s’avérer particulièrement important lors des grandes compétitions dans lesquelles le sportif doit faire face au stress devant un public immense, surtout avant le départ d’une course.


Interviews de triathlètes à propos de leur préparation mentale :


- Gaël Mainard Membre du collectif France LD
"Personnellement, je n'ai pas envie et ne ressent pas le besoin de travailler avec quelqu'un. Mais je pense qu'avec mon approche du triathlon , j'utilise des méthodes de travail de la psychologie sportive telle que la préparation mentale. Je fais de la préparation mentale sur :- le déroulement de mes courses , j'essaie de prévoir toutes les circonstances de courses aux quelles je peux être confrontées afin de ne pas être surpris le jour de la course . -j'essaie aussi de visualiser les parcours à effectuer dans les parcs à vélo , le départ natation , ma transition ... "



- Marceau Olivier, Champion du Monde de Triatlhon 2000
"Pour ma part le mental ne joue pas un rôle prépondérant, j'essaye surtout de casser les habitudes, de ne pas avoir de rituels. il faut que quel que soit la situation, l'environnement, l'encadrement,...je reste le plus concentré sur ma course. Se raccrocher à un détail peut s'avérer dramatique si celui-ci vous fait défaut le jour J. En variant au maximum l'alimentation, l'échauffement, la préparation mentale, vous arrivez à vous adaptez à un large panel de situations et de ce fait ne vous trouvez jamais dans l'inconnu qui peut être source de stress avant une course. Pendant la course il me semble important de me battre pour tous ceux qui oeuvrent derrière moi, pour tous les efforts que j'ai fourni à l'entraînement en amont, puis après la course, il faut positiver et essayer de tirer profit de son résultat."



En sport, le progrès et la performance se traduisent dans la recherche industrielle et le développement de nouveaux produits ; ainsi que dans l’étude des gestes sportifs par les recherches sur la coordination des mouvements et la physiologie de l’effort. Associés au perfectionnement de la préparation physique, ces progrès techniques jouent un rôle prépondérant dans l’amélioration des performances sportives.

D. Comment améliorer encore ses performances ?

Que ce soit au 100m comme au marathon, les records du monde ne cesse d’être battus, même si les marges sont de plus en plus tenues.
9,74 secondes : c’est le record du monde du 100m, détenu par Asafa Powell cette année. Selon certains experts du sprint, la vitesse maximale que peut atteindre l’être humain serait de 12mètre par seconde (environ 43km/h). C’est en effet la vitesse mesurée en pleine course pour Powell, mais celle-ci n’a pas progressé depuis l’époque du double champion olympique : Valéri Borzov, en 1972. Cette limite constituerait bien une sorte de seuil infranchissable.
Les progrès se font donc ailleurs : dans le temps mis pour atteindre cette vitesse mais surtout dans la capacité à lutter contre la décélération, qui intervient généralement après 70 à 80 mètres. C’est là qu’intervient toute l’importance de l’entraînement pour conserver une technique parfaite tout au long de la course, et par exemple, l’importance de la musculation pour développer une puissance explosive au départ dans le but d’atteindre cette vitesse maximale le plus tôt possible (photo). On peut aussi améliorer la qualité et la vitesse de la régénération musculaire par une meilleure gestion des phases de récupérations.

Témoignage d’Asafa Powell après son record à Rieti, en Italie :
- Avec quelques jours de recul, comment analysez-vous votre course à Rieti ?
« Avant la course, mon entraîneur m’avait dit de courir ‘relax’, de m’appliquer sur ma technique. Je me sentais bien mais c’est toujours difficile de prévoir que l’on va faire un bon chrono. Je ne me suis pas rendu compte tout de suite que j’avais signé 9.74. En outre, je me suis relevé dans les vingt derniers mètres. Ma course n’était donc pas parfaite »
- Combien de temps estimez-vous avoir perdu en vous relâchant trop tôt ?
« C’est difficile de répondre. Cela m’a coûté quelques centièmes, indéniablement. Peut-être quatre. J’était donc peut-être en mesure de courir en 9.70. Qui sait… »
- Techniquement, pensez-vous avoir atteint la perfection ?
« Non, je suis sans doute à 90% de mes capacités à produire la course idéale. Je progresse. Cela signifie que je dois être capable de descendre sous les 9.70. Mais ce n’est pas une certitude évidemment. »

Nous l’avons vu, il reste donc des marges de progression pour améliorer les records. Mais pour y parvenir, un entraînement technique et physique extraordinairement précis sera nécessaire. L’athlète peut par exemple agir sur sa puissance métabolique, c'est-à-dire sa capacité à transformer l’énergie chimique qu’il a stockée sous forme de glucide, lipides, protides, en énergie mécanique.
Cette puissance peut-être augmenté grâce à la phosphocréatine, un composé phosphore immédiatement disponible dans le muscle. Ce composé agit comme un « carburant de secours ». Sous son action, les muscles se raccourcissent très vite, et peuvent donc produire des mouvements rapides.
Un bon entraînement, alternant des séries de 30 à 50 mètres avec des récupérations de quelques minutes, permet justement d’augmenter le stockage de la phosphocréatine.
La science permet aussi d’optimiser la préparation physique des athlètes : De nombreux appareils sont destinés à mesurer l’activité des muscles pendant l’effort (ergomètres, éléctromyographes…). Dans le cas de ce dernier, des électrodes sont placés à la surface de la peau, envoyant un signal électrique informant sur l’état du muscle, c'est-à-dire s’il est contracté ou non et sur l’importance de la contraction. Les techniques d’imagerie par résonance magnétique (IRM) permettent d’identifier les muscles actifs et viennent conforter les données de l’électromyographie.
Ce type d’exploration permet de caractériser le geste sportif et donc d’optimiser un entraînement en observant les effets de celui-ci sur le niveau de recrutement des groupes musculaires sollicités dans le geste et sur l’hypertrophie induite. L’entraîneur peut alors préconiser un entraînement adapté.
Outre ses recherches, la préparation de l’athlète est complétée par le contrôle médical de l’entraînement _ contrôle de la diététique (voir interview de Raphael Mentrel), du sommeil, mesure de la consommation d’oxygène et de la fréquence cardiaque…

Cyrille Mazure, triathlète de haut niveau pendant un test d'effort

Nous avons interviewé Raphël Mentrel, triathlète Ironman, au sujet de la diététique sportive.

- Comment abordes-tu la diététique par rapport au triathlon ? suis-tu un régime spécifique et adapté ?
« Quand je suis en période de préparation, je mange sans modération mais uniquement des aliments maigres . Des viandes blanches de type poulet et en porc du jambon ou du rôti, qui sont assez similaires. Beaucoup de poissons, un peu de viande rouge (une fois par semaine). Du fromage blanc à 20% à tous les repas, des encas (l’après-midi) à base de pain /emmental/jambon. L’apport en matières grasses est contrôlé. Je fais minimum quatre repas par jour ».
- Les différentes épreuves du triathlon nécessitent-elles une alimentation propre à chacune d’elles ? Si oui, comment faire pour gérer ces besoins nutritifs ?
« Non, je ne pense pas que les différentes épreuves du tri nécessitent différents modes alimentaires. Il y a juste la quantité de nourriture qui doit évoluer en fonction de la charge de travail ».
- Depuis combien de temps prends-tu des compléments alimentaires ? Quel genre ? Et à quelle fréquence les prends-tu ?
« Comme complément je prends ‘ cocktail tonic ‘ de chez fenioux. C’est un complément liquide (une cuillère à soupe par jour) qui est sensé te donner la pêche. Caféine/guarana/acerola. J’en prends par cure un ou deux mois dans ma prépa, mais pas tout le temps, le plus souvent le mois précédent l’épreuve ».
- Observes-tu une différence flagrante entre les périodes sans prises et les périodes avec lorsque les autres facteurs (sommeil, entraînement, fatigue extérieure) restent constants ?
« Non, pas vraiment, en tout cas c’est difficilement quantifiable, car quand tu fais plus de 25 heures de sport hebdo, il y a des jours où tu es très en forme et d’autres où tu es dans le jus toute la journée, même avec les compléments ».
- Ces compléments t’apportent-ils un meilleur état au niveau de l’organisme, ou simplement un meilleur état d’ésprit (agit un peu comme un placebo) ?
« En toute objectivité, je pense que ça a plus un effet placebo ! »

Les entraînements sont individualisés et chaque exercice est basé sur les caractéristiques bioénergétiques du sportif. On peut donc préparer un athlète « sur-mesure » .
A partir de cela, on peut organiser l’entraînement sous diverses formes, selon l’objectif souhaité et toujours dans le but d’améliorer les performances :
On peut par exemple organiser un entraînement de façon à mobiliser à l’extrême les ressources fonctionnelles. Une augmentation considérable du volume de travail permet d’atteindre plus rapidement un niveau de performance élevé.
On peut aussi adapter le travail d’entraînement à l’objectif visé (= entraînement spécifique).
On peut encore utiliser des matériaux et équipements permettant d’approcher au plus près la perfection technique lors de l’exécution du mouvement.
On peut également organiser l’entraînement de manière à créer une tension psychique très intense...

C. Effets de l’entrainement sur la machine musculaire et donc sur la performance

Du sédentaire au champion, l’amélioration de la performance est obtenue par l’entraînement physique qui a deux objectifs : améliorer l’endurance ou la force musculaire et faire reculer les limites de la fatigue.

- L’entraînement en endurance favorise la réalisation d’efforts de durée prolongée. Il est composé d’exercices dynamiques longs d’intensité moyenne répétés quotidiennement sur une grande période.
A l’échelle du muscle, son résultat global est d’élever le potentiel aérobie des fibres musculaires et de favoriser l’utilisation précoce des lipides. Des études ont montré que lors de ce type d’entraînement, la densité des mitochondries augmente et qu’il y a une transformation au bout de 6 semaines d’entraînement des fibres IIB (rapides) en fibre I (lentes). Avec le temps, on observe ainsi une augmentation de la densité des capillaires sanguins dans les muscles : en réduisant la distance sang-tissus, elle favorise les échanges d’oxygène et de substrat énergétique. Mais si l’entraînement cesse, ces modifications disparaissent en l’espace de quelques semaines.
- L’entraînement en endurance entraîne aussi une adaptation cardiaque : pour une même intensité d’effort on observe une augmentation du volume sanguin éjecté à chaque contraction parallèlement à une réduction du rythme cardiaque. Le débit sanguin maximal que le cœur peut fournir s’accroît alors considérablement. Ainsi d’environ 18 litres par minute chez le sédentaire, il peut atteindre 34 litres par minute ou plus chez le marathonien entraîné.
- L’entraînement destiné à améliorer la force et la vitesse de la contraction musculaire a des conséquences
opposées à celles de l’entraînement en endurance. Il consiste en des séries d’efforts courts et intenses, répétés à brefs intervalles de temps au cours de plusieurs séances hebdomadaires. Ce type d’entraînement s’apparente à la musculation (que nous ne développeront pas), qui est un moyen privilégié pour développer la force. Son effet le plus évident est le développement d’une hypertrophie musculaire ; associé à une augmentation du diamètre des fibres rapides due à un accroissement du nombre de myofibrilles. De plus, comme les muscles sont sollicités pour des contractions rapides et puissantes, il y a une augmentation de la synthèse des protéines contractiles de forme rapide y compris dans les fibres lentes.
Sur le plan hormonal, on observe une adaptation qui va dans le sens de l’accroissement de la synthèse des protéines, il y a élévation du taux de testostérone et de libération d’hormones de croissance.
Enfin, la priorité est donnée au renouvellement d’ATP par le métabolisme anaérobie : en effet, il y a diminution de l’irrigation par les capillaires sanguins, de la densité en mitochondries et des activités enzymatiques oxydatives (aérobies) alors que celle de la glycolyse (anaérobie) augmente.

B. Adaptations du corps à l’effort physique

L’effort musculaire s’accompagne d’une adaptation de l’organisme qui favorise l’approvisionnement des muscles en oxygène et en composés énergétiques.
La fréquence, le débit cardiaque et donc la consommation d’oxygène augmentent de façon linéaire avec la puissance de l’exercice et de l’irrigation des muscles est largement privilégiée.
L’exercice musculaire s’accompagne aussi d’une réponse hormonale que l’on peut mesurer par des dosages sanguins, urinaires ou salivaires. Par exemple, l’adrénaline, le glucagon et l’hormone de croissance mobilisent les stocks de glycogènes du foie et de lipides du tissu adipeux, pour entraîner une libération accrue de glucose et d’acides gras.
L’organisme a cependant ses limites : l’exercice physique s’accompagne à plus ou moins longue échéance d’une fatigue musculaire :
- Dans les épreuves d’endurance comme le marathon, la diminution des stocks hépatiques et musculaires en
glycogène mène à l’épuisement hypoglycémique et une perte excessive d’eau provoque une déshydratation et une diminution du volume plasmatique qui peut atteindre 20%.
- Pour des épreuves de durée plus courte ( telles que les courses de 400m), l’origine de la fatigue est différente
car la production d’énergie est essentiellement anaérobie : l’accumulation d’acide lactique dans la fibre musculaire provoque un ralentissement de la glycolyse et donc du débit de renouvellement d’ATP : elle peut s’accompagner de crampes et de grande fatigue. On observe également une augmentation de la concentration sanguine d’ammoniac, issu de la dégradation des protéines.
- Enfin, les efforts très brefs et très intenses comme le saut ,en longueur et le sprint court (60m) sont
directement limités par la diminution de la concentration locale d’ATP et de créatine phosphate.

Structure et fonctionnement des muscles : comparaison des métabolismes

En vérité, les fibres musculaires des muscles n’ont
pas toutes les mêmes caractéristiques métaboliques :
Certaines fibres à contraction lente, dites de type I ont un métabolisme surtout aérobie. Elles contiennent
de nombreuses mitochondries, sont richement vascularisées et largement parcourues en stock lipidiques.
D’autres fibres au contraire, de type IIB ont une contraction rapide et puissante. Leur métabolisme est
essentiellement de type glycolytique ( elles possèdent d’abondantes réserves en glycogène, sont pauvrement vascularisées, contiennent moins de mitochondries)
Enfin, certaines fibres, de type IIA, ont des caractéristiques intermédiaires : rapides et puissantes, elles ont
des propriétés métaboliques mixtes, à la fois oxydatives et glycolytiques.
Ainsi la répartition de ces fibres varie d’un muscle à l’autre, et dans le même muscle le pourcentage des fibres lentes et rapides varie selon les individus.

A. Structure et fonctionnement des muscles

Chaque muscle est formé de fibres musculaires groupées en faisceaux. La fibre est une cellule de grande taille qui a la particularité de contenir de nombreux noyaux. A l’intérieur sont alignés des faisceaux de myofibrilles. Chaque myofibrille est un enchaînement de sous unités responsables de la contraction : les sarcomères qui se composent de deux protéines : l’actine et la myosine présentées sous forme de filament. Lors de la contraction, une partie de la myosine – la « tête » de la protéine – s’unit au filament d’actine et par un mouvement de bascule tire sur le filament.

On observe alors un raccourcissement de la fibre musculaire. Cette réaction enzymatique nécessite la présence d’ions calcium et d’énergie fournie par la dégradation de l’adénosine triphosphate (ATP) directement disponible dans la fibre musculaire.
Mais cette réserve s’épuiserait en seulement une ou deux seconde(s) lors d’un effort de grande intensité comme le 100m. 3 voies métaboliques assurent alors la production d’ATP pour que l’effort puisse se poursuivre :
Une première correspond à la dégradation de la créatine phosphate, une protéine riche en énergie qui permet d’approvisionner la fibre pendant un temps court d’environ 5 à 7 secondes. C’est cette voie qui intervient principalement lors des efforts brefs et violents ( sprint court, saut en longueur).
l’ATP est produite plus durablement à partir du glucose et du glycogène (qui est la principale forme de stockage des glucides dans les muscles et le foie) . La dégradation du glucose débouche notamment sur la formation de deux composés : l’acide pyruvique et l’acide lactique. Cette voie métabolique intervient en complément de l’hydrolyse de la créatine phosphate lors des efforts de durée intermédiaire comme la course de 400m.

Ces deux premiers modes de production d’ATP peuvent avoir lieu en l’absence d’oxygène, on les appelle voies anaérobies. Mais ils s’épuiseraient en 40s environ lors d’un effort très intense.
- Pour un effort de longue durée, comme un marathon, intervient une 3ème voie dite aérobie ( pour laquelle la présence d’oxygène est indispensable). L’énergie provient de l’oxydation de l’acide pyruvique ( produit de la glycolyse) et des acides gras issus de l’hydrolyse des lipides ( réactions qui ont lieu dans mitochondries).
Ainsi, lors d’un effort physique, la puissance énergétique est d’abord fournie par les voies anaérobies, puis uniquement par la voie aérobie, beaucoup plus durable. (voir schémas ci-dessus, et ci-dessous)

Progrés dans la préparation physique : introduction

Imaginons nous lors de la finale du 100m des championnats du monde d’Athlétisme : tous les concurrents se sont entraînés sans relâche pendant des années, ils ont suivi un régime strict et n’ont fait presque rien d’autre que s’entraîner et dormir. Le résultat de la course dépend d’une multitude de facteurs secondaires, tel l’état d’esprit des athlètes ou la conception de leurs chaussures de sport, mais le facteur physiologique reste primordial : les fibres musculaires des jambes du vainqueur ont développé une puissance légèrement supérieure à celle de ses concurrents pendant la brève durée du sprint.
Dans cette première partie consacrée aux progrès de la préparation physique, nous essaierons de comprendre comment l’entraînement permet d’améliorer les performances. Mais tout d’abord il est nécessaire de présenter la structure et le fonctionnement des muscles.

Introduction

Depuis le XIXème siècle, avec l’émergence du sport moderne et l’apparence du sport professionnel, le sport
est devenu un enjeu économique et un moyen de promotion des politiques nationales, voir des idéologies. Tous ces enjeux sont directement liés au culte de la performance, du record, qui s’est fortement amplifié. En effet, les records n’ont cessé de progresser au cours du siècle. Nous avons pris l’exemple de l’athlétisme. Les progrès sont de plus en plus insignifiants mais persistes. On peut alors se poser la question suivante : comment les athlètes font-ils pour améliorer toujours et encore leurs performances ?
Il est certain que la science et la technologie ont un impact énorme sur les performances sportives , par les recherches sur la machine humaine, la découverte de nouveaux matériaux, plus légers et plus résistants ; mais malheureusement, la quête du record conduit aussi à des pathologies multiples et au recours au dopage.