THESE DE DOCTORAT DE L`UNIVERSITE PARIS

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C. Filliau -Thèse pour le doctorat en science de la vie - Université Paris Saclay- 2015
NNT: 2015SACLS193
THESE DE DOCTORAT
DE L’UNIVERSITE PARIS-SACLAY,
préparée à l’Université de Paris Sud
ÉCOLE DOCTORALE N°566
Sciences du sport, de la motricité et du mouvement humain
Spécialité de doctorat STAPS (Physiologie)
Par
Christophe Filliau
Estimation du contrôle nerveux autonome et
de l'activité intrinsèque du système cardiaque au
moyen de l'analyse de la variabilité des
paramètres cardiovasculaires: effets de l'âge et
de l’activité physique
Thèse présentée et soutenue à Orsay, le 15 Décembre 2015:
Composition du Jury:
Mme, Collomp, Katia Professeur, Université d’Orléans Présidente
M, Bosquet, Laurent Professeur, Université de Poitiers Rapporteur
M, Mourot, Laurent Maître de conférence HDR, Université de Franche Comté Rapporteur
M, Prieur, Fabrice Maître de conférence HDR, Université d’Orléans Examinateur
M, Cottin, François Professeur, Université d’Orsay Directeur de thèse

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C. Filliau -Thèse pour le doctorat en science de la vie - Université Paris Saclay- 2015
A ma mère première lectrice de tous mes travaux
A mon père qui me soutient dans tous mes projets
A Samia avec tout mon amour
et ma considération

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Remerciements
Je tiens à remercier particulièrement :
Monsieur le professeur François Cottin
pour avoir accepté de diriger ce travail
et pour sa patience
Monsieur le Docteur Jean Israël
pour avoir accepté de m’accueillir
au sein du Pôle Départemental de Médecine du Sport
de L’Essonne.
Mme Le Docteur Claire Médigue
pour avoir suivi ce travail
et apporté son expertise en programmation informatique
Madame Le Professeur Katia Collomp
pour avoir accepté de faire partie de mon comité de
suivi de thèse
et de présider la présentation publique de mon
travail
Monsieur le Professeur Laurent Bosquet
pour avoir accepté d’être le juge
et le rapporteur de ce travail.
Monsieur le Docteur Laurent Mourot
pour avoir accepté d’examiner mon travail de
manière précise
et avoir fait des remarques pour l’améliorer et
l’enrichir.
Monsieur le Docteur Fabrice Prieur
pour avoir été le premier universitaire
extérieur à mes travaux à en prendre connaissance
et avoir accepté de juger l’ensemble
au moment de ma soutenance.

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Monsieur Le Docteur Younes Mohamed
pour m’avoir aidé dans mes travaux.
Monsieur Morgan Landrain
pour m’avoir aidé lors des manipulations
et pour son aide logistique et amicale.
Monsieur Le Proviseur Philippe Roux
pour avoir accepté que j’installe
un laboratoire d’exercice au sein du collège.
Toutes les personnes qui ont accepté de devenir sujets de mes expérimentations et plus
particulièrement:
Les élèves du collège Albert Camus de Brunoy:
Mathias, Jaskirat, Lucie R, Sophie Lou, Maelle et
leurs parents qui ont acceptés de conduire leurs
enfants au laboratoire pour que je puisse réaliser mes
mesures.
Adrien, Andrew, Arthur, Hugo, Lantsua, Imad,
Nathan, Léa C, Orlyna, Céline, Chloé, Corentin,
Kelvin, Maxime et Maxime, Ryan.
Mes collègues:
Laurian, Benoît, Jean, Jean Marc, Philippe.
Mes Amis et plus particulièrement:
Khellaf qui a préféré faire jouer ses relations pour
me présenter des candidats que de se soumettre lui-
même aux tests.
Johann le meilleur sportif musicien que je connaisse
Tous ceux qui font de moi ce que je suis aujourd’hui.

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Synthèse
Cette étude s’inscrit dans le cadre des travaux de recherche visant à expliquer les
mécanismes physiologiques qui sous-tendent la variabilité cardiaque, au moyen de
l’utilisation de l’analyse spectrale.
Nous nous sommes attachés à comprendre pourquoi, les sujets ayant une basse
fréquence cardiaque de repos ne sont pas toujours ceux qui ont la plus grande variabilité en
hautes fréquences. Effectivement, la composante en hautes fréquences issue d’une analyse
spectrale est révélatrice de l’activité vagale. Au repos, cette dernière permet de diminuer la
fréquence cardiaque intrinsèque jusqu’à la fréquence cardiaque de repos. Si cette relation est
bien connue, on peut se demander pourquoi les personnes qui ont la plus basse fréquence
cardiaque au repos, n’ont-elles pas l’activité vagale la plus importante ou, pourquoi ces
personnes ne se révèlent-elles pas avoir les variabilités cardiaques en hautes fréquences les
plus élevées?
Il nous semble que pour pouvoir interpréter les résultats d’une analyse spectrale d’un
signal cardiaque et expliquer le fonctionnement nerveux cardiaque, la seule valeur des indices
spectraux n’est pas suffisante. D’après ce que nous avons expliqué ultérieurement, la force du
tonus vagal est dépendante de l’écart entre la fréquence cardiaque de repos et la fréquence
cardiaque intrinsèque. Or ces deux valeurs sont variables. En outre, s’il est facile de mesurer
la fréquence cardiaque de repos, la valeur de la fréquence cardiaque intrinsèque n'est
quasiment jamais mesurée. Sa détermination nécessite effectivement la mise en œuvre d'un
protocole pharmacologique lourd. Ceci explique probablement le manque d'intérêt pour cette
mesure dans la littérature scientifique et notamment en physiologie de l'exercice.
Par ailleurs, l’exercice physique modifie le contrôle nerveux du cœur. Cette
modification apparait à la fois dans les observations faites de manière aigue, au cours de
l’exercice lui-même, ou de manière chronique suite à un entraînement. Notre objectif a alors
été de chercher comment l’exercice physique pouvait être utilisé pour compléter les méthodes
existantes afin d'étudier de manière non invasive le contrôle nerveux cardiaque en prenant en
compte à la fois sa fréquence intrinsèque de contraction et son contrôle par le système
nerveux autonome.