Condition Physique - 2010 5 CM Test Vitesse Maximale Aérobie Test Cooper Cours magistraux 6 TD Vitesse maximale aérobie Endurance aérobie Dépense dépense énergétique et apport énergétique Caractéristiques des tests de terrain Tests de terrain (pratique = tenue de sport) Préparation QCM [email protected] Examens Epreuve QCM sur table 1 heure : Condition Physique + Anatomie Plan du cours 1 - La condition physique 2 - Le mouvement 2.1 - Contraction musculaire 2.2 - Energie pour l’exercice 2.3 - Dépense énergétique, sport et activité physique 2.4 - Interactions entre les filières énergétiques 3 - Les tests 3.1 - Validité des tests 2.2 - Reproductibilité des tests 2.3 - Spécificité des tests 2.4 - Accessibilité des tests 2.5 – Différenciation des groupes 4 - Les qualités physiques 4.1 - Anaérobie 4.1.1 – Tests Anaérobies alactiques 4.1.2 – Tests Anaérobies lactiques 4.2 – Aérobie 4.2.1 - Vitesse maximale aérobie 4.2.2 - Consommation d’oxygène 4.2.3 - Endurance aérobie 4.3 - Force 4.4 - Endurance et puissance musculaire 4.5 - Souplesse 4.6 - Équilibre 4.7 - Coordination 4.8 – Mesures Anthropométriques Définitions Condition physique : Capacité générale à s’adapter et à répondre favorablement à l’effort physique Santé : Capacité prolongée d'un individu à faire face à son environnement à la fois physiquement, émotionnellement, mentalement et socialement (Organisation Mondiale de la Santé) Activité physique : Toute action motrice, qui entraîne une dépense énergétique additionnelle par rapport au métabolisme de base Sport : Forme particulière d’activité physique -1- Condition Physique Condition Physique Santé Réduction des risques de morbidité et de mortalité ; amélioration de la qualité de vie. Performance Amélioration des performances pour l’entraînement et la compétition SANTE HEREDITE PHYSIQUE PSYCHIQUE SOCIALE ACTIVITE PHYSIQUE CONDITION PHYSIQUE STYLE DE VIE Club, Ecole, En dehors de toute institution, Vie quotidienne… Endurance aérobie, Force, Souplesse…. Alimentation, Tabac, Addictions…. Différentes dimensions de la condition physique Coordination musculaire Puissance musculaire Condition physique et performance Endurance cardiorespiratoire Force musculaire Endurance musculaire Mesures anthropométriques Condition physique et santé Souplesse Vitesse Équilibre Batterie de tests EUROFIT Condition physique et santé Exemple des maladies cardiovasculaires Etude de Morris en 1953 Première étude épidémiologique concernant l’influence de l’activité physique sur les maladies coronariennes. 30 000 chauffeurs de bus à étage (sédentaires) comparés à 20 000 contrôleurs (actifs). Relation entre la sédentarité et les maladies coronariennes Étude sur 7735 sujets âgés de 40 à 59 ans (sur 8 ans) 488 attaques cardiaques, 271 décès Inactif : 12,9 /1000 Occasionnel : 9,1 /1000 Léger : 8,2 / 1000 Moyen : 5,8 / 1000 Élevé : 4,9 / 1000 Très élevé : 5,8 / 1000 Prévention des risques cardio-vasculaires Prévention primaires (Personnes saines) 1 - Tabagisme 2 - Hypertension 3 - Alimentation 4 - Inactivité physique Prévention secondaires (Personnes pathologiques) 1 – Traitement médicamenteux 2 - Diabète 3 - Stress Facteurs irréversibles 1 – Hérédité 2 – Sexe 3 - Vieillissement Plus généralement Maladies/accidents Effets de l’activité physique Maladies cardiovasculaires Prévalence Cancer du Côlon Prévalence Diabète Prévalence Obésité Participe au contrôle du poids Dépression Réduit les risques Traumatismes si pratique adaptée Motivations ? Plaisir Se sentir bien Soigner son apparence Être en bonne santé Contrôler son poids Convivialité S’entraîner (sport ou loisir) Diminuer son stress Améliorer ses qualités physiques -2- Le Mouvement Muscle transformateur d’énergie Action par l’intermédiaire du système musculosquelettique Energie chimique : ATP Rendement faible : ≈ 25 % 2.1 - Contraction musculaire La contraction musculaire correspond au glissement des filaments entre eux. • Filaments épais : composés de molécules de mysosine. • Filaments fins : composés de molécules d’actine, de tropomyosine et de troponine. Raccourcissement des sarcomères 2.2 - Énergie pour l’exercice Énergie : capacité à réaliser un travail Un joule représente l’application d’une force de 1 Newton (N) sur une distance de 1 mètre (m). 1 Calorie ===> 4,2 Joules Equivalent énergétique de l’oxygène : 1mlO2 => 0,005kcal MET : représente la dépense énergétique au repos soit 3,5 mlO2.Kg-1.min-1 ATP : Adénosine Triphosphate CATABOLISME DE l’ADENOSINE TRIPHOSPHATE (ATP) Adénosine P P + H2O P Adénosine P P + Pi + H+ + énergie Aliments : Glucides Lipides Protides Carburant ATP ADP + Pi Energie Chaleur et fonctions Physiol. Travail L’ATP est renouvelé en permanence Trois filières énergétiques Anaérobie alactique Anaérobie lactique Aérobie Caractéristiques des filières énergétiques Puissance Capacité Inertie Facteur limitant Puissance Filière anaérobie alactique ATP Créatine phosphate (CP) : CP + ADP --(Cphosphokinase) --> ATP + C Adénosine diphosphate 2 ADP --(myokinase) --> ATP + AMP Filière anaérobie lactique (Glycogène musculaire) Glycogène ---> n unités de glucose : n *3 ATP (Glucose : 2 ATP) Filière aérobie Bilan à partir du glycogène : n*39 ATP Bilan à partir du glucose : 38 ATP Bilan à partir d’un acide gras : 129 ATP Réserves énergétiques (70 kg, 28kg masse musculaire, 15% masse grasse) Substrats Masse kg Energie disponible kJ (kcal) Triglycérides 10,5 338 500 (80890) Protéines 6 78250 (18720) Glycogène hépatique 0,100 1700 (407) Glycogène musculaire 0,500 8500 (2033) PC 0,087 17 (4,1) ATP 0,076 5 (1,2) 2.3 - Dépense énergétique, sport et activité physique Pour un individu normalement actif La Dépense énergétique totale se compose de : 60-75% dépense énergétique de base (grandes fonctions : circulation, respiration, activité cérébrale…) Environ 1500 kCal : homme de 1m80 et 70kg Environ 1300 kCal : femme 1m65 et 60kg 10% thermogenèse des aliments 15 à 30% dépense énergétique liée à l’activité physique Décroissance de 2-3% par décennie Plus élevée chez l’enfant Activité physique ⇒ Dépense énergétique liée à l’activité Physique : composante la plus variable de la dépense énergétique totale. Activités physiques de loisir (structurées ou non-structurées) Activités domestiques Activités de transport Activités professionnelles (école ou travail) Quantification de l’activité physique Fréquence Durée Type Intensité Absolue ou relative Niveau de dépense énergétique ou dépense énergétique totale Estimation de la dépense énergétique totale en course (records mondiaux) Epreuves 100 m à 10,21 m/s (9,8s) 400 m à 9,26 m/s (43,2 s) 10000 m à 6,32 m/s (26min23s) Dépense énergétique totale en kJ (kcal) 130 (31) 372 (89) 3344 (800) 2.4 - Interactions entre les filières énergétiques Schéma de Howald 100 kcal.min-1 50 kcal.min-1 35 kcal.min-1 45 s 5 à 6 min log temps Apport d’énergie - exemple de la course Joueurs de rugby de Nat. 1 Efforts ===> Sprints 40 % (40%) ===> Chocs et luttes 5% ===> Courses rapides 40% ===> Courses lentes 15% Récupération ===> Active ou passive (60%) -3- Qualité des tests 3.1-Validité 3.2 - Reproductibilité 3.3 - Spécificité 3.4 - Accessibilité 3.5 - Permettre de dissocier individus et groupes 3.1 -Validité Exemple Le test mesure bien ce qu'il est censé mesurer. Un test valide pour mesurer la puissance maximale aérobie mesurera (ou estimera) la VO2max. Un test valide pour mesurer le temps de réaction indiquera le temps entre le stimulus et la réponse. 3.2 - Reproductibilité TEST-RETEST 2 tests sont réalisés par un même sujet, dans les mêmes conditions, mais avec un certain laps de temps entre les tests. Les résultats sont mis en relation afin de déterminer leur similarité. Un test reproductible donne des résultats stables et précis Les aspects de maturation, de croissance, d’apprentissage, d’entraînement doivent être pris en compte si le délai entre les deux tests s’allonge. Facteurs de variation Certains attributs mesurés sont plus sujets à variations. Les variations "biologiques" de performances La qualité et la précision des instruments de mesure Le bon suivi par l’administrateur du test d’un protocole de mesure Relations entre validité et fidélité 3.3 - Spécificité Le test doit renseigner sur une qualité physique déterminée. Le test navette de 20m renseigne sur l’endurance respiratoire et non sur la souplesse 3.4 - Accessibilité Le test peut être réalisé sans matériel, personnels ou installations spécialisées. Remarque 1 : Intérêt des tests de terrain Un nouveau test doit être plus facile à administrer, moins coûteux, nécessiter moins d’équipements, ou moins solliciter les participants. Par exemple : une course de 12 min (Cooper) pour estimer la VO2max au lieu d’une mesure directe en laboratoire sur tapis roulant. 3.5 - Différenciation des groupes le test doit permettre de déceler les degrés d'aptitude physique chez des individus normaux et de différencier les groupes. -3- Tests de Condition Physique Ils doivent permettre de comparer les résultats obtenus par différents investigateurs Ils doivent permettre l’estimation des paramètres difficilement mesurables sur le terrain Tester … quoi ? Comment ? Quelles composantes tester ? But des tests Ordre des tests Environnement des tests Validité, fidélité, spécificité, accessibilité Equations de prédiction et limites Administration des tests Interprétation Utilisation Intérêt Information Contrôler son état fonctionnel Permettre d’individualiser le travail Mesurer l’efficacité d’un processus d’entraînement Motivationnel Stimulation des capacités de l’individu ( tests maximaux) Préparation mentale à la compétition Connaissance (pratiquant) Résultats de son entraînement 4.1 - Tests anaérobies Exercices entre : à intensités élevées de durées comprises 3s et 20s : dominante anaérobie alactique (vitesse) 20s et 2-3 min : dominante anaérobie lactique 4.1.1- Tests anaérobies alactiques Tests : chronométrage sur de courtes distances. But : courir en ligne droite, le plus rapidement possible Consignes : départ, position, distance ou durée Résultats : temps ou vitesse moyenne Test 1 : course de 50 m (vitesse) Parcourir le plus rapidement possible une distance de 50 m 50m Filles 7,6 s Résultats Garçons 6,6 s 1993 Test 2 : course navette 10*5 m (vitesse-coordination) Réaliser le plus rapidement possible 10 courses de 5 m entre deux lignes séparées de 5 m Consignes Se mettre en position de départ derrière la ligne, en plaçant un pied juste derrière celle-ci. Au signal de départ, courir le plus vite possible jusqu'à l'autre ligne, la passer des deux pieds et revenir le plus rapidement possible à la ligne de départ. Effectuer 5 cycles La 5e fois, ne pas ralentir pas en arrivant à la ligne terminale, mais continuer à courir. Le test est effectué une seule fois. 4.1.2 - Tests anaérobies lactiques Tests : chronométrage sur des durées d’exercices comprises entre 20s et 2 min environ. But : courir le plus rapidement possible Consignes : départ, position, distance ou durée Résultats : temps ou vitesse moyenne 4.2 - Tests aérobies Consommation maximale d’oxygène Définition C’est le plus haut niveau de consommation d’oxygène qu’un individu peut atteindre lorsqu’il réalise un exercice au niveau de la mer. Modes d’expression Valeurs limites Vitesse maximale aérobie Définition plus petite vitesse permettant de solliciter VO2max lors d’un exercice triangulaire. Valeurs limites Endurance aérobie Définition le temps limite de course à un pourcentage donné de la vitesse maximale aérobie (VMA). 4.2.1 - Relation VO2 = f(vitesse) Plateau de VO2 Anaérobie Glycogène Energie ATP 2 Acide Pyruvique CO2 2 Acide lactique Mitochondrie Aérobie 2 Acetyl Co-A 2 CO2 Cycle Krebs Energie ATP 4.2.2 - Mesure de la VMA Léger et Boucher (1980) But : courir le plus longtemps possible Consigne : respecter le rythme de course imposé Résultats : vitesse au dernier palier complété Exemple : test Léger-Boucher (1980) VMA test 2 (km/h) 22 20 18 16 14 12 10 8 8 y = ,924x + 1,07 10 12 14 16 18 20 22 VMA test 1 (km/h) VMA (km/h) VMA (km/h) VMA (km/h) VMA / sport pratiqué Brue (1985) But : courir le plus longtemps possible Consigne : respecter le rythme de course imposé (0,3 km.h-1/30s) Résultats : vitesse au dernier palier complété Cazorla (1990) But : courir le plus longtemps possible Consigne : respecter le rythme de course imposé Résultats : vitesse au dernier palier complété Chamoux et collaborateurs (1995) But : Parcourir la plus grande distance possible en 5 min Consigne : idem but Résultats : vitesse moyenne de course Léger et collaborateurs (1984) But : courir le plus longtemps possible Consigne : respecter le rythme de course imposé Résultats : vitesse au dernier palier complété Exemple : Navette / piste y=x VMn (km/h) VMn (km/h) 4.2.3 - Estimation de VO2max A partir du test de Léger et Boucher (1980) VO2 (ml/kg/min) = 3,5 x Vitesse (km/h) • VO2max (ml.kg-1.min-1) Filles 47 Garçons 54 A partir du test course navette, Léger et coll. (1984) VO2 (ml/kg/min) = 6 x Vitesse (km/h) – 24,4 • VO2max (ml.kg-1.min-1) Filles 42 Garçons 52 Exemple : test Léger-Boucher (1980) VO2max estimée (ml/kg/min) 75 70 y = ,963x + 2,651 65 60 55 50 45 40 40 45 50 55 60 65 70 75 VO2max mesurée (ml/kg/min) 4.2.4 - Estimation de l’endurance aérobie Temps limite d’exercice (endurance) Vitesse critique Index d’endurance Temps limite à 100% de VMA But : courir le plus longtemps possible à allure constante Consigne : respecter le rythme de course imposé Résultats : temps de course Compris entre 4 et 8 min Indépendant de l’âge et du sexe à partir de la puberté Indépendant du niveau d’entraînement Vitesse critique (1) Définition Performance sur 1000 m = 2 min 35 Performance sur 1500 m = 4 min Performance sur 3000 m = 9 min ===> Calcul des couples de points (distance, temps) (1000, 155), (1500, 240) et (3000, 540) Vitesse critique (2) . distance = 5,14.temps + 230 2500 2000 Distance (m ) 3000 1000 500 0 1500 0 100 200 300 400 Temps (s) 500 600 Index d’endurance IE = %VMA2-%VMA1 Ln(t2)-Ln(t1) VMA = 20 km.h-1 Exemple de calcul Performance sur 2000 m = 6 min => 20 km.h-1 => Performance sur 5000 m = 15,57 min => 18,8 km.h-1 => IE = %VMA2 -%VMA1 Ln(t2) - Ln(t1) 100 %VMA 94 %VMA 100 - 94 = Ln(6) 1,79 --Ln(15,57) 2,74 = -6,1 Représentation graphique Index d’Endurance = pente de la relation 4.3 - Force Force maximale La force musculaire représente la charge maximale que peut développer un muscle ou un groupe de muscles. Différents types de forces Isométrique Dynamique Concentrique Excentrique Plyométrique Isocinétique Test 1: Dynamométrie manuelle (force maximale isométrique) Consignes Prendre le dynamomètre dans la main la plus forte (la main habituelle). Serrer le plus énergiquement possible tout en tenant le dynamomètre éloigné du corps. Le dynamomètre ne doit pas toucher le corps pendant l'épreuve. Test 2 : Saut en longueur sans élan (force explosive) Sauter le plus loin possible Après un appel à deux pieds Consignes de passation Se tenir debout, les pieds à la même hauteur, les orteils juste derrière la ligne de départ. Fléchir les genoux en plaçant les bras vers l'avant, à l'horizontale. D'une détente vigoureuse, accompagnée d'un balancement des bras, sauter le plus loin possible. Se réceptionner les pieds joints sans perdre l'équilibre. Effectuer le test deux fois, le meilleur résultat étant compté. Test 3 : Saut vertical Sauter le plus haut possible • Après un appel à deux pieds • Avec ou sans élan - Squat Jump - Counter movement Jump - Drop Jump y = ,213x - 7,134, r 70 2 = ,504 60 DET (cm) 50 40 DE… 30 20 10 0 100 120 140 160 180 200 SLO (cm) 220 240 260 280 300 4.4 - Endurance musculaire Puissance musculaire L'endurance musculaire représente la capacité à maintenir un niveau sous maximal de force pendant une durée la plus longue possible La puissance musculaire représente la capacité à maintenir un niveau maximal de force par unité de temps Suspension bras fléchis Se placer sous la barre et la saisir. Les mains sont en pronation, pouces en opposition, suivant l'écartement des épaules. Tenir cette position aussi longtemps que possible sans s’appuyer sur le menton. Le test est terminé lorsque les yeux descendent au-dessous de la barre. Nombre de redressements station assise en 30s Se mettre en position assise, tronc à la verticale, mains derrière la nuque, genoux fléchis (90') et pieds à plat sur le tapis. A partir de cette position, s’allonger, les épaules en contact avec le sol, puis se redresser en position assise, les coudes vers l'avant en contact avec les genoux. Les mains restent jointes derrière la nuque durant tout l'exercice. Au commandement «Prêt... partez!», répéter ce mouvement aussi rapidement que possible durant 30 secondes. 4.5 - Souplesse Définition : Aptitude à réaliser un mouvement avec la plus grande amplitude possible Consignes Assis, Placer les pieds verticalement contre la caisse, le bout des doigts au bord de la plaque horizontale. Se Pencher le tronc vers l'avant aussi loin que possible sans plier les genoux, pousser lentement et progressivement la règle en avant, sans heurts et en tenant les mains tendues. Rester immobile dans la position la plus avancée. Eviter les mouvements saccadés. Effectuer le test deux fois de suite et enregistrer le meilleur résultat. 4.6 - Équilibre Définition externes : juste combinaison des forces internes et Consignes Debout sur son pied de prédilection, sur l'axe longitudinal de la poutre, essayer de garder l'équilibre aussi longtemps que possible. Fléchir la jambe libre et saisir la plante du pied avec la main du même côté (en imitant la position du flamant rose). Pour vous placer dans la position correcte, s’appuyer sur l'avant-bras de l'examinateur. Le test commence lorsque cet appui cesse. Essayer de garder l'équilibre dans cette position pendant une minute. Le test est interrompu et une pénalité est imposée à chaque perte d'équilibre (par exemple si la main laisse échapper le pied) ou si une partie quelconque du corps entre en contact avec le sol. Après chaque interruption, nouveau départ jusqu'à ce qu'une minute soit écoulée. 4.7 - Coordination Définition : Possibilité de réunion de plusieurs mouvements partiels en un mouvement total. Disques de 20 cm de diamètre séparés de 60 centimètres. Mesure du temps nécessaire pour réaliser 25 cycles Consignes Se placer devant la table, debout, les pieds légèrement écartés. Poser une main au centre de la plaque rectangulaire. Avec l'autre (la main choisie), effectuer un mouvement de va-et-vient aussi rapide que possible entre les deux disques, en passant par-dessus la main située au milieu. Veiller chaque fois à toucher les disques. Au commandement «Prêt. partez!», effectuer rapidement 25 cycles avec la main, en frappant les disques A et B. Ne pas arrêter avant le signal «Stop!» de l'examinateur. Celui-ci compte à haute voix le nombre de cycles effectués. Le test est fait deux fois et le meilleur résultat est enregistré. 4.8 - Mesures anthropométriques Masse Taille Circonférences Variables calculées : index de masse corporelle Masse grasse Masse grasse Masse totale = masse maigre + masse grasse Rapport entre : Apport énergétique Dépense énergétique Masse grasse Anthropométrie Plis cutanés Densitométrie par pesée hydrostatique (0,9 : tissu gras ; 1,1 : tissu maigre). Résonance magnétique nucléaire Ultrasons (mesure de la graisse sous cutanée) Impédancemétrie Poids idéal chez l’homme Poids Poids = taille -taille/4 -62,5 idéal chez la femme Poids = taille - taille/2 -25 Types morphologiques Ectomorphe Mésomorphe Endomorphe A B C Femmes Hommes Index de Masse Corporelle Masse IMC = Taille2 (kg) (m2) Maigreur IMC < 18 Normal IMC entre 18 et 25 Surpoids IMC entre 25 - 30 Obésité IMC entre 30 et 40 Obésité massive IMC > 40 LIMITES DE l’IMC Taille : 1,77 m Masse : = 100,45 kg IMC = 32,1 ===> Est-il obèse ? Filles (mm) Garçons (mm) Bicipital 8,6 5,0 Tricipital 16,7 8,8 Supra-iliaque 13,5 9,6 Sous-scapulaire 13,5 9,2 Mollet 17,4 8,5 ∑ 5 plis 69,7 41,1 % masse grasse / 4 plis cutanés Hommes Femmes ∑plis 20 30 40 50 60 70 80 90 %graisse 8,1 12,9 16,4 19 21,2 23,1 24,8 26,2 ∑plis 20 30 40 50 60 70 80 90 %graisse 14,1 19,5 23,4 26,5 29,1 31,2 33,2 34,8 5 - Élaboration d’une batterie de tests 5.1 - Batteries de tests • • • • • • • Quelles dimensions tester ? A quelles fins tester ? Ordre des tests ? Dans quel environnement ? Validité, reproductibilité, spécificité et accessibilité des tests Equations de prédiction Administration et interprétation des tests Historique EUROFIT Objectifs (1) Sur le plan individuel, la mesure de son aptitude peut aider l'enfant à adopter une attitude positive envers son corps, à prendre conscience de sa condition physique et ainsi augmenter sa motivation d'entretenir ou d'améliorer sa forme; d'autre part, les tests peuvent inciter les parents à s'intéresser et à participer activement à l'évolution de l'aptitude physique de leurs enfants (et même à améliorer la leur) ; Les tests peuvent mettre en évidence des problèmes de santé individuels ou collectifs (à la suite soit d'une enquête isolée, soit d'une série d'enquêtes de suivi), suggérer des remèdes possibles et contrôler l'efficacité de ces derniers ; Objectifs (2) En ce qui concerne la pratique des sports, les tests peuvent faire apparaître les points faibles ou la faiblesse générale de l'aptitude physique et éviter ainsi des accidents sportifs ; à l'inverse, ils peuvent révéler des potentialités que l'enfant voudra peut-être exploiter. Les tests EUROFIT peuvent aussi être adaptés à l'usage d'enfants handicapés, y compris handicapés mentaux, et servir à la mise au point d'activités physiques leur convenant Dimension Endurance cardiorespiratoire Facteur Endurance cardiorespiratoire Force • Statique • Explosive Endurance musculaire • Fonctionnelle • Du tronc Vitesse • Coordination Test • Course navette 20m • Test sur ergocycle (PWC170) • Dynamométrie manuelle • Saut en longueur sans élan • Suspension bras fléchis Souplesse • Souplesse • Course 10 fois 5m • Frappe de plaques • Flexion du tronc Équilibre • Général • Test équilibre flamingo Mesures anthropométriques • Taille • Masse • % masse grasse Notion de profil