La Puissance Critique

La Puissance Critique
Par Loïc Arbez
PLAN
• Généralités
• Puissance Critique et performance
sportive
• Les facteurs limitants de la Puissance
Critique
• Évaluation de la Puissance Critique
Généralités
• L’aptitude d’un individu à fournir un exercice intense
pendant une durée supérieure à 30’ dépend grandement de
sa capacité à utiliser un important pourcentage de
VO2max.
1. Définition de la Puissance Critique
‘’Plus haute intensité d’exercice qui peut être
maintenue dans un état de stabilité physiologique.’’
Généralités
2. Unités de mesure
- en % VO2 max
- en % FC max
- en % VMA / PMA
3. Valeurs de référence
- Sédentaires : 60% VO2 max
- Sportifs non-endurants : 70% VO2 max
- Sportifs endurants :
- niveau régional : 75-80% VO2 max
- niveau international : 85-90 % VO2 max
Puissance Critique et
performance sportive
• Très grande importance de la Puissance Critique pour
épreuves > 30 minutes.
Vitesse moyenne de course = F.VO2max / CE
F est la fraction de VO2max en %
VO2max en ml/min/kg
CE en ml d’O2/kg/km
Puissance Critique
Puissance Critique et performance sportive
10 km = ~ 85% VO2max
Semi = ~ 80% VO2max
42,195 km = ~ 75% VO2max
Évolution de la fraction d’utilisation de VO2max
en fonction de la longueur de l’épreuve
Puissance Critique et performance sportive
Comparaison de l’endurance de deux coureurs de fond
Les facteurs limitants
de la Puissance Critique
ETAT PHYSIOLOGIQUE STABLE
ETAT ACIDO-BASIQUE
Les facteurs limitants
LA GLYCOLYSE
Succession de transformations enzymatiques constituant la
première étape qui à partir du glucose cellulaire permet de
produire des molécules énergétiques.
9 se déroule dans
le cytosol
9 ne nécessite pas
d ’oxygène
9 9 réactions
enzymatiques
Bilan brut : 2 NADH+H+ / 2 ATP / 2 pyruvates
Les facteurs limitants
● Le devenir du PYRUVATE va dépendre des conditions
suivantes :
9 Présence ou non d’O2
9 Situation énergétique de la cellule
9 Equipement enzymatique
● Trois solutions s’offrent au PYRUVATE :
9 Oxyder dans les mitochondries => cycle
de Krebs et phosphorylations oxydatives.
9 Transformation en LACTATE
9 Transformation en éthanol
Les facteurs limitants
!!!IMPORTANT!!!
Le lactate
retarde l’acidose
en captant H+
En fonction de
l’environnement
de la cellule
Pyruvate
PDH O
2
LDH
2 NADH + H+
2 NAD+
OXYDATION
( cycle de Krebs &
phosphorylations
Vitesse d’action
oxydatives) LDH > PDH
PDH: Pyruvate
déshydrogénase
=> l’acidose
Lactate
LDH: Lactate
déshydrogénase
Accumulation H+ = acidose
Lactates
Substrats énergétiques :
transformation en glucose
dans le foie (cycle de Cori)
Altération :
- du fonctionnement enzymatique
- des échanges d’ions
- du déplacement du potentiel de membrane
Incapacité à poursuivre l’effort à la même intensité =
FATIGUE
Les facteurs limitants
Apparit° > Disparit° du lactate => H+
Tamponnement des ions H+ pour éviter acidose
Tamponnement par des ‘’systèmes tampons’’:
- acide carbonique-bicarbonate
- acide phosphorique-phosphate
- Hémoglobine-oxyhémoglobine
- Protéines plasmatiques
Les facteurs limitants
Les facteurs limitants
Vers le foie
=> cycle de Cori
Oxydation par
les muscles
Les facteurs limitants
• Pourquoi le lactate s’accumule ?
- Première hypothèse : MANQUE D’O2
L’apparition du lactate est-elle liée
au déficit en oxygène au niveau cellulaire ?
La réponse est clairement NON :
même lors des exercices maximaux, O2 suffisant
dans les muscles
Les facteurs limitants
- Deuxième hypothèse : VITESSE DES FILIERES NRJtiques
L’apparition du lactate est-elle liée à la différence
de vitesse des filières énergétiques ?
La réponse est clairement OUI :
vitesse enzymatique
cycle de Krebs < glycolyse et LDH
H+ augmentent
Les facteurs limitants
- Autres hypothèses :
● recrutement fibres rapides : augmentat° [La]
● système sympathique provoque vasoconstriction donc
baisse flux sanguin hépathique, rein : baisse oxydat° [La]
● augmentation système sympathique av intensité exo:
augmentation [La]
etc…
Evaluation de la
Puissance Critique
• Pourquoi évaluer la Puissance Critique ???
Prédire performances potentielles
Evaluer efficacité de l’entraînement
Définir zones d’intensité
Evaluation de la Puissance Critique
1. Procédures de détermination
A. Le choix de l’ergomètre
Choisir l’ergomètre spécifique à la discipline pratiquée :
- Tapis roulant pr un coureur à pied
- Bicyclette pr un cycliste…
En effet, il faut que les muscles sollicités soient ceux
mis en jeu habituellement.
Evaluation de la Puissance Critique
B. Utilisation du tapis avec ou sans pente ???
□ Lactatémie supérieure avec pente => sollicitation +++
des muscles de la cuisse => glycogénolyse +++ => apparit° plus
tôt de la Puissance Critique si utilisation de la [La] pour
déterminer Puissance Critique.
□ Il existe différents protocoles pour déterminer la
Puissance Critique :
- Méthodes par le SEUIL VENTILATOIRE.
- Méthodes par le SEUIL LACTIQUE.
- MAXIMAL LACTATE STEADY STATE (MLSS).
- Utilisation de la pente de la perte de vitesse entre +sieurs
distances.
Evaluation de la Puissance Critique
C.1 Méthodes par le SEUIL VENTILATOIRE
Mesure des gaz expirés
(O2, CO2).
● On va rechercher une inflexion des courbes de :
- VCO2 = rejet CO2
- VE = débit ventilatoire
- VE/ VCO2 = équivalent respiratoire en CO2
- VE/VO2 = équivalent respiratoire en O2
Evaluation de la Puissance Critique
●
Pourquoi une inflexion dans ces courbes ?
Accumulation H+
=> Sollicitation + grde
métabolisme anaérobie
Augmentation CO2
(tamponnement H+)
Car HCO3- + H+
Augmentation VE
CO2 + H2O
!!! ATTENTION !!! => Stimulation de VE par d'autres
facteurs :
- catécholamines : adrénaline, noradrénaline
- ions ammonium
- ions potassium...
Seuil ventilatoire 1
(SV1)
Evolution des paramètres ventilatoires
lors d’un exercice d’intensité croissante
Seuil ventilatoire 2
(SV2)
=
PUISSANCE
CRITIQUE
Evaluation de la Puissance Critique
• Protocole-type:
- épreuve incrémentale
- paliers brefs (1’)
- sans pause
- durée du test : 8 à 12’
- sur bicyclette ergométrique : fréquence pédalage
fixée
- utiliser toujours même type d'ergomètre et même
protocole pour comparaison
Evaluation de la Puissance Critique
C.2 Méthodes par le SEUIL LACTIQUE
● On va là aussi rechercher une inflexion :
=> COURBE LACTATEMIE
●
Pourquoi une inflexion dans cette courbe ?
APPARITION [LA] > DISPARITION [LA]
Evaluation de la Puissance Critique
SEUIL LACTIQUE 2
(SL2)
=
PUISSANCE CRITIQUE
SEUIL LACTIQUE 1
(SL1)
[LA] repos
[La] sang
(mmol.l-1)
Valeur basal + 1
Définitions
Protocoles de
détermination
Auteurs, dates
‘’OPLA’’
8 paliers 5’
Farrel, 79
2.2
‘’MSS’’
2 paliers
de 10 ou 15’
Paliers de 10’
Londeree et Ames, 75
Lafontaine, 1981
Hagberg et Coyle, 83
Kindermann, 1979
Heck, 1985
Sjodin et Jacobs, 1981
2.5
‘’Lactate Threshold’’
4
‘’Anaerobic
Threshold’’
Paliers 3’
4
‘’Onset of Blood
Lactate Accumulation’’
Paliers 4’
Pente à 45°
‘’Individual Anaerobic
Threshold’
Paliers 4’
Stegmann et
Kindermann, 1982
3.5-5
‘’Lactate Threshold’’
Paliers 3’
Aunola et Rusko, 84
Stabilité [La]
‘’Maximal Lactate
Steady State''
2 paliers /s max :
-60-65% VO2max
-75-80% VO2max
Chassain, 1986
Billat, 1994
Evaluation de la Puissance Critique
C.3 Méthodes par la VITESSE CRITIQUE
● On va évaluer la Puissance Critique par la pente de
la droite exprimant l’évolution du temps en fonction de la
distance. Deux possibilités ici :
→ perte du temps-limite en fonction des distance-limites.
→ perte de vitesse sur des distances proches.
Evaluation de la Puissance Critique
a. Perte du temps-limite en fonction de l’intensité
- 3 épreuves de temps-limite (100, 95, 90 % VMA)
Travail Limite = a + btlim
Avec a = Réserves anaérobie = Déficit Maximal en O2
b = Puissance Critique
La Puissance Critique est
traduite par
la pente de la courbe
110% VMA
Puissance
Critique
100% VMA
95% VMA
●3
exo aux puissances P1, P2 et P3 aboutissent aux
seuils d’épuisement A, B et C.
Les 3 seuils d’épuisement (A, B et C) s’alignent sur
une mm droite de pente ‘’b’’ => PUISSANCE CRITIQUE
●
Evaluation de la Puissance Critique
b. Perte du temps en fonction des distances
- 2 épreuves : 1500 m (d1) et 5000 m (d2) (par exemple)
=> Rapport entre la différence des 2 distances (d1 et d2)
et la différence entre les temps de course (t1 et t2).
Puissance Critique = (d1 – d2) / (t1 – t2)
La Puissance Critique est traduite
par la pente de la courbe
Evaluation de la Puissance Critique
Relation entre la distance de course et le temps réalisé
F
I
N