Les travaux conduits dans le cadre de cette thèse avaient pour objectif d’étudier les mécanismes psychophysiologiques impliqués dans la mobilisation et la gestion des ressources nécessaires à la réalisation d’une performance de haut niveau en cyclisme sur route. Les mécanismes centraux et les paramètres psychologiques susceptibles d’influencer la commande motrice ont ainsi été analysés dans le contexte de compétitions cyclistes de haut-niveau.L’ensemble des résultats obtenus mettent en évidence que les mécanismes de régulation de l’intensité d’exercice, évalués à l’aide de la nouvelle méthode « Exposure Variation Analysis » (EVA) développée dans le cadre de cette thèse, seraient des paramètres déterminants pour la performance cycliste en contre-la-montre (CLM). En compétition officielle, la capacité du cycliste à exploiter au mieux ses qualités physiques et donc à développer la plus haute puissance moyenne possible était directement reliée à sa capacité à maintenir un niveau d’intensité d’exercice constant sur l’ensemble du CLM. De plus, cette justesse de régulation de l’intensité de l’effort serait également liée aux paramètres psychologiques de plaisir ressenti et de focus attentionnel : plus l’athlète ressentait un plaisir important et était capable de focaliser ses pensées sur des éléments extérieurs pertinents pour la performance et plus il était capable de maintenir un niveau de puissance constant sur l’ensemble de l’effort. Ainsi, la performance cycliste serait dépendante de l’interaction complexe entre les paramètres psychologiques, les mécanismes de régulation de l’effort et les qualités physiques des athlètes.Cependant, les résultats des études menées dans le cadre de cette thèse mettent également en évidence que les mécanismes de régulation de l’intensité d’exercice et les paramètres psychologiques associés varient selon le contexte environnemental et les caractéristiques de l’effort réalisé. Par exemple, la présence d’un équipier en montée permettrait au cycliste de ressentir un plaisir plus élevé pendant l’effort et de puiser davantage dans ses réserves afin de réaliser un sprint final plus important dans les derniers mètres avant l’arrivée. A l’inverse, les cyclistes de niveau élite possèderaient des qualités de gestion de l’effort remarquables leur permettant de réguler l’effort de manière identique lors de plusieurs montées répétées que lors d’un effort unique. L’étude de la performance cycliste doit donc prendre en compte le contexte environnemental ainsi que les caractéristiques des athlètes et de l’effort réalisé afin de réellement permettre une compréhension complète de la performance cycliste de haut-niveau.De plus, ces résultats mettent également en évidence que les mécanismes de régulation de l’effort peuvent évoluer entre les différentes compétitions, et pourraient ainsi expliquer les variations journalières de performance pour un même niveau de qualité physique. Les travaux menés dans le cadre de cette thèse ont ainsi tenté d’optimiser la méthode EVA afin de permettre le suivi de la justesse des mécanismes de régulation de l’effort du cycliste lors de plusieurs CLM. Cette méthode pourrait se révéler très intéressante pour les entraîneurs et les athlètes sur le terrain afin de tenter d’optimiser leurs mécanismes de régulation de l’effort avec l’entraînement dans le but d’exploiter au mieux leurs qualités physiques. Des techniques psychologiques pourraient notamment être utilisées afin d’augmenter le plaisir ressenti des athlètes ou d’optimiser leur gestion des pensées pendant l’effort, leur permettant ainsi de mieux réguler l’intensité d’exercice et d’améliorer leurs performances en CLM. / The studies conducted during this PhD thesis aimed to analyse the psychophysiological mechanisms of effort regulation during elite road cycling performance. Central mechanisms and psychological parameters influencing motor units recruitment were studied in different contexts of elite road cycling competitions.All the results show that exercise intensity regulation, quantified using the “Exposure Variation Analysis” method developed during this PhD, is a key parameter of cycling individual time-trial (ITT) performance. During official competitive ITT, the cyclists’ abilities to have a maximal use of their physical capacities in order to develop the highest mean power output possible was strongly related to their abilities to maintain a constant level of exercise intensity during the entire ITT. These exercise intensity regulation mechanisms were also strongly related to pleasure and attentional focus psychological parameters: the more the athletes felt a high level of pleasure and were able to focus mainly on external thoughts salient to the performance, the more they were able to maintain a constant power output over the entire ITT. Cycling performance seems related to the complex interaction between psychological parameters, exercise intensity regulation mechanisms and physical capacities.However, the studies conducted also revealed that exercise intensity regulation mechanisms and psychological parameters varied depending on the environmental context and the characteristics of the effort. For example, a leading teammate in uphill cycling allowed the athlete to increase their pleasure and to dig deeper into their physiological reserves in order to perform a greater end-spurt. Conversely, elite cyclists exhibited outstanding exercise intensity regulation capacities which allowed them to regulate their effort during repeated uphill ITT in the same way that during single ITT. Consequently, the study of elite cycling performance must consider both environmental context and characteristics of the athletes concerned to allow a complete understanding of the mechanisms underlying performance.Furthermore, these results also underline that exercise intensity regulation mechanisms can vary between races, and consequently can explain the day-to-day variability in cycling performance despite similar physical capacities. Thus, the EVA method was optimised in order to monitor exercise intensity regulation mechanisms during several ITT performed by the same athletes. This method can be interesting for coaches and athletes on the field to try to improve their exercise intensity regulation with training. Specific psychological interventions can be added to the training programs in order to help the athlete to increase their pleasure or to improve their attentional focus, allowing them to improve their exercise intensity regulation and to have a greater use of their physical capacities during ITT.

De multiples événements sportifs majeurs vont se dérouler prochainement dans des environnements chauds voire tropicaux, justifiant l’intérêt scientifique actuel pour les questions associées à l’effet de la chaleur sur la performance en endurance. Il est admis que l’effort est subjectivement perçu comme plus difficile, en parallèle de la dégradation de la performance, à mesure que la température ambiante s’élève au cours d’une épreuve prolongée. Contrecarrer les effets délétères de la chaleur passe notamment par une exposition répétée dans des conditions écologiques ou simulées d’exercice (i.e. stratégie d’acclimatation). Toutefois, le décalage actuel entre les recommandations d’application issues d’études scientifiques et les conditions réelles de préparation et d’organisation des athlètes de haut niveau est à l’origine d’un faible engouement actuel pour de telles méthodes. Par conséquent, ce travail de thèse a eu pour ambition de répondre à certaines inconnues relatives à l’application de contenus d’entraînement classiques en ambiance chaude, en particulier (i) leur conséquence sur la capacité de performance de l’athlète et (ii) les moyens d’optimiser le contrôle et la régulation de la charge d’entraînement. Dans ce contexte, nous avons proposé à des sujets entraînés de soutenir la production de seuils de RPE (i.e. exercice à RPE fixe) dans un cadre expérimental puis d’entraînement. Au-delà de la validité de ce modèle, nous soutenons que la régulation volontaire de l’intensité dépend, au-delà de la perception de l’effort, de l’état émotionnel et de la motivation de l’individu. Lors d’une première étude, nous avons recherché à comparer les performances de solutions techniques pour le suivi de la température centrale en conditions écologiques (i.e. température gastro-intestinale vs. température frontale par capteur à annulation de flux). Les résultats obtenus ont validé l’usage du capteur à annulation de flux comme alternative pendant l’exercice, en dépit de l’absence de corrélation avec les mesures gastro-intestinales. Ceci suggère d’éventuelles perspectives en matière de contrôle de la température corporelle pendant l’exercice. La seconde étude s’est intéressée aux possibles conséquences de la répétition de sessions d’entraînement exigeantes et des contraintes logistiques d’un stage d’acclimatation (i.e. accumulation de fatigue mentale) sur la perception de l’effort et la performance. En dépit de l’absence d’effets combinés de la tâche cognitive préexercice et de la chaleur ambiante, les résultats tendent à démontrer le rôle-clé de la température cutanée et de la sensation de chaleur sous-jacente dans la régulation de la puissance soutenue à RPE-15 (chaud vs. tempéré : -0,022 vs. -0,008 W.kg-1.min-1). Enfin, la troisième étude suggère un potentiel intérêt de l’application de hautes intensités autorégulées, associée à une diminution du volume d’entraînement (-23%), lors d’une période d’acclimatation de courte durée (i.e. 5 jours). Le moindre effet observé, en comparaison d’un protocole à intensité fixe, sur la performance au cours d’un exercice de contre-la-montre (i.e. expérimental vs. fixe : 1,4 vs. 2,8 %) soulève toutefois l’importance du rapport volume-intensité dans la construction d’un protocole d’acclimatation. De manière générale, l’ensemble des résultats de cette thèse offrent des perspectives pour une individualisation et une adaptation spécifique à l’activité sportive des protocoles d’acclimatation à la chaleur. / The increasing number of major sport events that will take place in hot and/or tropical environments justify the current scientific interest in the effects of heat strain on endurance performance. During a prolonged self-paced exercise, it is well known that the subjectively perceived effort is higher as the ambient temperature increases and the performance level decreases. A repeated exposure to the heat in ecological and/or simulated exercise conditions may counteract the subsequent deleterious effects. However, the discrepancy between guidelines from scientific research and training priorities of well-trained athletes causes a lack of interest in these methods. Therefore, we aimed through the current thesis work to improve the current knowledge about heat acclimation strategies, more precisely about i) its effects on athlete’s performance capacity and ii) the optimization of training load monitoring and building. To shed light on these issues, we proposed to our trained and/or well-trained subjects to cycle at a fixed RPE first in an experimental framework, and then during a training program. We submit that the self-regulation of fixed-RPE exercise work rate depends not only of perceived exertion but also on emotional and motivational parameters. The first study aimed to compare the performance of technical devices for core temperature monitoring in ecological conditions (i.e. gastrointestinal point vs. forehead point from a zero-heat-flux sensor). Results showed that zero-heat-flux measurements might be considered as relevant during exercise. In this way, some opportunities may be considered for the monitoring of body temperature during field-based exercise. The second study investigated the subsequent effects of repeated strenuous training sessions and logistical constraints during a heat camp (i.e. higher mental fatigue) on perceived exertion and endurance performance. Despite the lack of combined effects from the prior cognitive task and the ambient condition during exercise, skin temperature and underlying heat sensation impact the linear decrease of power output at RPE-15 (hot vs. neutral: -0,022 vs. -0,008 W.kg-1.min-1). Lastly, the third study suggested an interest for self-regulated high intensities, associated with a decrease of the total exposure duration (-23%), during a short-term heat acclimation protocol (i.e. 5 days). However, the slighter effect on the improvement of performance in comparison with a classic constant-power training program, (HIT vs. constant-power: 1,4 vs. 2,8 %) provides scope for the building of training load (i.e. volume vs. intensity) in this context. In summary, the overall results of this thesis work open some perspectives for individualizing or adapting heat acclimation strategies to sport-specific conditions.

L'obésité pédiatrique et ses pathologies associées sont devenues un problème majeur de santé publique. La reprise des activités physiques quotidiennes et de loisirs, préconisée dans les recommandations internationales, est souvent complexe chez le jeune obèse en raison d'une image de soi dévalorisée, de difficultés d'intégration et d'une faible condition physique. L'excès pondéral, associé à la sédentarité, altère progressivement l'endurance cardiorespiratoire à l'exercice, freinant le retour à une pratique physique régulière et contribuant à la non-observance des prescriptions en activité physique. Pour répondre à un besoin croissant des professionnels de l'activité physique impliqués dans la prise en charge de ces jeunes, l'objectif de ce travail de thèse a été de valider des outils cliniques explorant l'endurance cardiorespiratoire chez l'adolescent obèse :Un test de marche/course de 12 minutes, un test de marche navette adapté sur 20 mètres (4km.h^ incrémenté de 0,5 km.HAmin-1) et un test sous-maximal sur ergocycle en 4 paliers ontpermis de déterminer des indices d'endurance cardiorespiratoire (D12, Vmax, PMA).L'analyse fréquentielle en temps variant de la variabilité de la fréquence cardiaque a permisd'estimer des intensités d'exercice sous-maximales proches des seuils ventilatoires.Le "Childhood Obesity Perceived Exertion Scale" (COPE-10) a permis de quantifier l'intensitéde l'exercice perçue au cours de l'effort.Ces outils non-invasifs et peu coûteux, utiles à l'évaluation initiale et au suivi de la condition physique du jeune obèse, peuvent être facilement utilisés pour concevoir et individualiser des programmes de réentraînement adaptés à ces jeunes. / Pédiatrie obesity and its associated diseases hâve become a major public health challenge. However, thé return to daily physical and leisure activities, recommended by most international guidelines, can be difficult for obèse youths, due to low self-esteem, difficulties in integrating groups and poor physical fitness. Overweight combined with sedentarity progressively modify cardio-respiratory exercise tolérance, rendering difficult thé return to exercise and contributing to non-compliance with prescriptions for physical activity. To meet thé growing needs of professionals in thé field of physical activity responsible for thé management of thèse subjects, thé main objective of this doctoral thesis was to validate clinical tools exploring cardiorespiratory capacity in obèse adolescent.A 12 minute walk/run test, an adapted 20m shuttle walk test (starting speed 4 km.b.-1,incréments : 0.5 km.h-1.miir1) and a submaximal exercise test by cycle ergometer with 4 stageswere proposed to calculate indices of cardiorespiratory fitness (D12, Vmax, PMA).Time-varying spectral analysis of heart rate variability was studied to estimate intensitiessubmaximal exercise near ventilatory thresholds.-The "Childhood Obesity Perceived Exertion Scale" (COPE-10) was used to quantify thé intensity of exercise as perceived by thé subjects during exercise.Thèse non-invasive tools, inexpensive, useful in thé évaluation and follow-up of cardiorespiratory fitness in obèse adolescents, can easily be used to develop and personalise adapted re-training programmes in thèse overweight teenagers.

L'obésité pédiatrique et ses pathologies associées sont devenues un problème majeur de santé publique. La reprise des activités physiques quotidiennes et de loisirs, préconisée dans les recommandations internationales, est souvent complexe chez le jeune obèse en raison d'une image de soi dévalorisée, de difficultés d'intégration et d'une faible condition physique. L'excès pondéral, associé à la sédentarité, altère progressivement l'endurance cardiorespiratoire à l'exercice, freinant le retour à une pratique physique régulière et contribuant à la non-observance des prescriptions en activité physique. Pour répondre à un besoin croissant des professionnels de l'activité physique impliqués dans la prise en charge de ces jeunes, l'objectif de ce travail de thèse a été de valider des outils cliniques explorant l'endurance cardiorespiratoire chez l'adolescent obèse :Un test de marche/course de 12 minutes, un test de marche navette adapté sur 20 mètres (4km.h^ incrémenté de 0,5 km.HAmin-1) et un test sous-maximal sur ergocycle en 4 paliers ontpermis de déterminer des indices d'endurance cardiorespiratoire (D12, Vmax, PMA).L'analyse fréquentielle en temps variant de la variabilité de la fréquence cardiaque a permisd'estimer des intensités d'exercice sous-maximales proches des seuils ventilatoires.Le "Childhood Obesity Perceived Exertion Scale" (COPE-10) a permis de quantifier l'intensitéde l'exercice perçue au cours de l'effort.Ces outils non-invasifs et peu coûteux, utiles à l'évaluation initiale et au suivi de la condition physique du jeune obèse, peuvent être facilement utilisés pour concevoir et individualiser des programmes de réentraînement adaptés à ces jeunes. / Pédiatrie obesity and its associated diseases hâve become a major public health challenge. However, thé return to daily physical and leisure activities, recommended by most international guidelines, can be difficult for obèse youths, due to low self-esteem, difficulties in integrating groups and poor physical fitness. Overweight combined with sedentarity progressively modify cardio-respiratory exercise tolérance, rendering difficult thé return to exercise and contributing to non-compliance with prescriptions for physical activity. To meet thé growing needs of professionals in thé field of physical activity responsible for thé management of thèse subjects, thé main objective of this doctoral thesis was to validate clinical tools exploring cardiorespiratory capacity in obèse adolescent.A 12 minute walk/run test, an adapted 20m shuttle walk test (starting speed 4 km.b.-1,incréments : 0.5 km.h-1.miir1) and a submaximal exercise test by cycle ergometer with 4 stageswere proposed to calculate indices of cardiorespiratory fitness (D12, Vmax, PMA).Time-varying spectral analysis of heart rate variability was studied to estimate intensitiessubmaximal exercise near ventilatory thresholds.-The "Childhood Obesity Perceived Exertion Scale" (COPE-10) was used to quantify thé intensity of exercise as perceived by thé subjects during exercise.Thèse non-invasive tools, inexpensive, useful in thé évaluation and follow-up of cardiorespiratory fitness in obèse adolescents, can easily be used to develop and personalise adapted re-training programmes in thèse overweight teenagers.

La problématique de la performance des marins en navigation extrême, n’a été que très peu étudiée avec des méthodes scientifiques rigoureuses de façon systématique et sous un angle de vue global en conditions écologiques. Nos travaux se sont attachés à évaluer le comportement humain en conditions écologiques avec une approche environnementaliste et transactionnelle. L’objectif principal de cette thèse a été de comprendre quel est l’impact des facteurs environnementaux tels que la force du vent et la quantité de sommeil ainsi que d’une stimulation cognitive à l’aide d’un vidéo self-modeling sur la perception de l’anxiété, de la fatigue et la tolérance à l’effort à vitesse maximale aérobie. Les résultats de la première étude, en condition écologique, où l’influence du vent et de la privation du sommeil ont été modélisées grâce à l’outil des fonctions transferts, a permis de comprendre que le marin opère une régulation liée temporellement à son engagement et aux efforts ou privations comme par exemple celle du sommeil. Cette régulation est liée à la perception de l’anxiété et l’intensité de l’effort perçu et est influencée par les facteurs environnementaux comme le vent ou la privation de sommeil. Cette étude a aussi montré qu’il existe une relation entre la durée de l’engagement, mesurée par le nombre de jours passés en mer, et la quantité de sommeil nécessaire, permettant ainsi de résister aux conditions environnementales. Une seconde étude en milieu extrême, cette fois en équipage de deux personnes, en utilisant le même protocole a confirmé que la quantité de sommeil était le meilleur activateur pouvant agir sur l’anxiété et permettre au mieux sa régulation. Une troisième étude nous a permis de montrer que la tolérance à un effort, mesuré par la perception de l’effort, n’était pas couplée exclusivement à une réponse physiologique mais aussi à des facteurs cognitifs. Le résultat principal de cette étude pilote a été de montrer que l’utilisation du feedback vidéo comme stimulation cognitive diminue significativement la perception de l’effort à partir 50% de la durée de l’épreuve. Contrairement à ce qui aurait pu être attendu, aucun effet n’a été observé sur la fréquence cardiaque. L’ensemble de ces résultats tend à montrer l’importance de l’interaction environnement – individu en milieu extrême, ainsi que lors d’une épreuve menée jusqu’aux limites de l’épuisement. Ces résultats ouvrent des perspectives intéressantes dans les domaines de l’entraînement sportif et de la rééducation. / The problem of performance in extreme sailing navigation has been very little studied using rigorous scientific methods consistently and at an angle of view in global environmental conditions. Our work sought to evaluate human behavior in ecological conditions with environmentalist and transactional approach. The main objective of this thesis was to understand what the impact of environmental factors such as wind strength and the amount of sleep as well as cognitive stimulation using a video self-modeling on perception of anxiety, fatigue and exercise tolerance in maximal aerobic speed. The results of the first study, ecological condition, where the influence of wind and sleep deprivation were modeled using the tool transfers functions, has to understand that the sailor makes a time- dependent regulation of its commitment and efforts and hardships such as that of sleep. This regulation is related to the perception of anxiety and intensity of perceived fatigue and is influenced by environmental factors such as wind or sleep deprivation. This study also showed that there is a relationship between the duration of the engagement, as measured by the number of days at sea, and the amount of sleep needed, allowing withstand environmental conditions. A second study in extreme conditions, this time with a crew of two people using the same protocol confirmed that the amount of sleep was the best activator can act on anxiety and allow its better regulation. A third study, we showed that the tolerance to stress, as measured by perceived exertion, was not exclusively coupled to a physiological response but also cognitive factors. The main result of this pilot study was to show that the use of video feedback as cognitive stimulation significantly reduces the perception of effort from 50 % of the duration of the event. Contrary to what might be expected, no effect was observed on heart rate. All of these results suggest the importance of the interaction environment - individual in extreme environments, and in a test conducted to the limits of exhaustion. These results open interesting perspectives in the fields of sports training and rehabilitation.

Les systèmes de gestion de la charge d'entrainement sont des outils qui aident à doser l'entrainement des athlètes (Robson-Ansley, et al., 2009). Les limites des systèmes traditionnels ont engendré la venue des systèmes subjectifs basés sur l'appréciation des athlètes et des entraîneurs (Foster, 1998). Les objectifs de cette étude étaient d'observer l'évolution de la fatigue des athlètes selon l'évolution de la charge d'entrainement qu'ils subissent et d'évaluer la force du lien entre les cotes de difficultés et la charge totale. Les données recueillies auprès de 5 nageurs universitaires ont permis de démontrer que le système de gestion de la charge d'entrainement permet d'obtenir des données précises pour quantifier la charge subie par l'athlète. De plus, les cotes de difficulté sont des indices fiables et utiles pour les entraîneurs. Par contre, il est nécessaire que l'équipe d'entraîneurs travaillent de concert afin de s'assurer de placer les athlètes dans des conditions optimales.