2015 cours effort physique

Cours Seconde
L. Guérin Page 1 sur 7 EABJM
Chapitre B : Physiologie du sport
Pb : comment expliquer les modifications de notre corps pendant une course à pied ?
Quelques évidences :
 Au cours d’un effort physique, ce sont les muscles qui sont sollicités.
 Un muscle pour se contracter et se décontracter a besoin d’énergie.
 Cette énergie provient de la respiration cellulaire qui se déroule dans les mitochondries :
Glucose + dioxygène dioxyde de carbone + eau + énergie
C
6
H
12
O
6
6 O
2
6 CO
2
6 H
2
O ATP
Le dioxygène provient de l’air atmosphérique, il rentre par les poumons
Le glucose provient de l’alimentation, il rentre par l’intestin
I/ Les modifications au niveau du cœur
Pb : Comment le cœur pompe-t-il efficacement le sang dans l’organisme ?
Voir TP dissection
A chaque contraction cardiaque, le muscle cardiaque chasse du sang dans les vaisseaux
sanguins, en particulier vers les muscles qui ont des besoins accrus lors d’un effort.
Schéma cœur en coupe en vue ventrale – A connaitre
 Le cœur est donc constitué de 2 pompes accolées : cœur droit et cœur gauche.
 Le sang arrive au cœur via les veines. Le sang part du cœur via les artères.
 Les valvules imposent un sens de circulation unique du sang dans le cœur : veines puis
oreillettes puis ventricules puis artères.
Glucose et dioxygène sont
ensuite apportés
directement au muscle par
le sang mis en
mouvement par le cœur.
Veine cave supérieure
Artère pulmonaire
OREILLETTE DROITE
2 Valvules auriculo-
ventriculaire
Veine cave inférieure
VENTRICULE DROIT
Artère aorte
Veines pulmonaires
OREILLETTE GAUCHE
2 Valvules ventriculo-
artérielle
VENTRICULE GAUCHE

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 A chaque contraction cardiaque, un certain volume de sang est éjecté par la contraction des
ventricules : c’est le VES ou volume d’éjection systolique ; exprimé en mL par contraction
 La fréquence cardiaque est le nombre de contraction cardiaque par unité de temps ; exprimé
en bpm
 Le débit cardiaque est donc le produit des deux :
DC = FC x VES
en mL/min en bpm en mL
Pb : quelles sont les modifications cardiaques au cours d’un effort physique ?
Voir TP cardiologie
 Au cours de l’effort physique, la fréquence cardiaque augmente (proportionnellement avec
l’intensité de l’effort ou la vitesse).
 Remarque : la fréquence cardiaque cependant ne peut dépasser une valeur seuil. La
fréquence cardiaque maximale s’obtient par la formule empirique suivante : 220 – âge.
Ainsi le débit cardiaque augmente fortement au cours d’un effort physique et peut passer de 5
L/min à 30 L/min grâce à l’augmentation combinée de la FC et du VES. Ceci permet un apport
supérieur en sang aux organes en particulier les muscles sollicités.
Cycle cardiaque - Belin doc 5 page 209
Diastole = repos = décontraction cardiaque
Systole = activité = contraction cardiaque
 Les bruits du cœur : https://www.youtube.com/watch?v=aAwm6pjAeyI
C’est la présence de valvules entre oreillette et ventricule (= valvules auriculo-ventriculaire) puis
entre ventricules et artères (= valvules artérielles) qui impose une circulation à sens unique dans
les vaisseaux :

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VG  artère aorte  artériole  capillaire d’un organe  veinule  veines caves  OD  VD 
artère pulmonaire  capillaire dans poumons  veine pulmonaire  OG  VG
En rouge = sang oxygéné
En bleu = sang non oxygéné
II/ Les modifications au niveau des poumons
Pb : quelles sont les modifications respiratoires au cours d’un effort physique ?
Voir TP respiration
Enregistrement des paramètres respiratoires chez un élève de seconde au REPOS
Enregistrement des paramètres respiratoires chez un élève de seconde A L’EFFORT
1 2 3 4 5 6 7 8 9
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13
Volume respiratoire [L] Volume respiratoire [L]

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Repos
Effort
Fréquence respiratoire
[cycles par minute] 18 26
Amplitude
[L] 1.3 4
Comparatif respiratoire
La fréquence respiratoire (= FR) augmente ; exprimée en cpm soit cycles (= inspiration puis
expiration) par minute.
Le volume respiratoire (= VR) augmente : c’est le volume d’air qui rentre/sort dans les poumons au
cours d’une inspiration/expiration ; exprimé en volume d’air en L au cours d’un cycle.
Débit respiratoire : DR = FR x VR ; exprimé en L (d’air) / min
Ainsi au cours d’un effort le Débit respiratoire peut passer de 5 L/min au repos à 120 L/min en
activité.
III/ Une limite physiologique : le VO
2
max
Pb : qu’est-ce que le VO2 max ? Comment le mesurer ?
Voir TP athlétisme
Au cours d’un effort physique croissant, le besoin d’énergie par les muscles est également
croissant. Aussi, le volume de dioxygène consommé par les muscles augmente. Cependant quand
l’effort physique atteint une certaine intensité, le volume de dioxygène consommé n’augmente
plus : l’organisme a atteint sa consommation maximale de dioxygène appelée VO
2
max ; exprimée
mL/Kg/min.
Le VO2 max se calcule facilement par la méthode d’extrapolation. On mesure conjointement la
fréquence cardiaque et la consommation de dioxygène chez une personne pour construire le
graphique suivant :
au repos en marche lente en course lente

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Cet athlète est âgé de 40 ans, sa fréquence cardiaque maximale est donc de 220 - 40 : 180 bpm
Sachant que le VO
2
max est atteint à la FC max, par lecture graphique on trouve une valeur de 5.1
L/min
Or cet athlète pèse 69 Kg. Le VO
2
max vaut donc 5.1 / 69 * 1000 = 73 mL/Kg/min.
Remarque : en EPS, le cycle athlétisme débute par un test VMA (Vitesse Maximale Aérobie) ;
exprimé en Km/h. Cette vitesse correspond à la vitesse maximale qui vous permet de produire un
effort tout en conservant un métabolisme type respiratoire. Vous pouvez bien sûr courir plus
rapidement que votre VMA (sur un sprint) mais dans ce cas il n’y a plus assez de dioxygène et le
métabolisme bascule dans la fermentation. VMA et VO2 max sont donc liés :
Pour info, VO
2
max = 3.5 * VMA