Thèse numérisée par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal. / Thèse de Doctorat effectuée en cotutelle au
Laboratoire de Physiologie de l'Exercice
Département de Kinésiologie - Université de Montréal - Canada
et au
Laboratoire d'Analyse de la Performance Motrice Humaine
Faculté des Sciences du Sport - Université de Poitiers - France / L'histoire du sport moderne est parsemée d'exemples d'athlètes qui n'ont jamais eu le
palmarès auquel leur talent les prédestinait. Peut être par malchance, mais aussi, souvent, par
excès d'entraînement.
La relation entre la charge d'entraînement et la capacité de performance est en forme de U
inverse (Rowbottom et al., 1998). Il existe un seuil individuel à partir duquel toute
augmentation de la charge d'entraînement ne se traduit plus par une augmentation de la
capacité de performance, mais par une stagnation, puis une diminution. On distingue deux
étapes à partir de cette rupture. La première, le dépassement, est une diminution de la
performance provoquée par une fatigue aiguë liée à la charge d'entraînement et à d'autres
facteurs de stress (Kreider et al., 1998). La récupération de la capacité de performance
nécessite plusieurs jours à plusieurs semaines. La seconde étape est le surentraînement. Il
s'agit d'une diminution de la capacité de performance provoquée par une fatigue chronique
liée à la charge d'entraînement et aux autres facteurs de stress (Kreider et al., 1998). Dans le
cas du surentraînement la récupération du niveau initial est beaucoup plus longue, puisqu'elle
nécessite plusieurs semaines à plusieurs mois.
Les limites entre l'enti-aînement optimal, le dépassement et le surentraînement sont assez
étroites, et le passage d'une étape à l'autre peut être relativement rapide. A partir de là, on
conçoit l'intérêt de disposer de marqueurs qui permettent d'identifier à quel niveau se situe
l'athlète, afin de l'entraîner au maximum de ses possibilités, tout en prévenant le risque de
surentraînement (Hooper et MacKinnon, 1995).
Le problème est qu'il n'existe actuellement aucun signe clinique qui permet de
diagnostiquer le surentraînement sans risque de se tromper. Paradoxalement, l'effort de
recherche s'est orienté vers l'étude de marqueurs biologiques dont le dosage est complexe et
coûteux, tels que les catécholamines, la glutamine, et a plus ou moins laissé de côté d'autres
marqueurs beaucoup plus accessibles, tels que la lactatémie ou la fréquence cardiaque.
Le but de cette thèse est donc d'étudier la réponse d'athlètes spécialistes de disciplines
d'endurance aérobie à une augmentation du volume d'enù-aînement de 100% en 3 semaines,
afin de déterminer si la lactatémie et/ou la fréquence cardiaque permettent de détecter le
surentraînement. Nous avons recmté 6 coureurs de demi-fond et 4 tiiathlètes de niveau provincial à
Monù-éal et à Poitiers. Ils étaient âgés de 27±5 ans et avaient une vitesse aérobie maximale de
18.9±1.2km.h-'.
Le schéma expérimental que nous avons utilisé pour provoquer le surentraînement est
constitué de 3 périodes. Au cours de la période de référence, d'une durée de 3 semaines, nous
avons demandé aux sujets de conserver leur volume d'entraînement habituel. Le kilométrage
hebdomadaire moyen de cette période est calculé pour chaque sujet, et sert de référence pour
les périodes suivantes. Au cours de la période de surcharge, nous avons augmenté ce
kilométrage hebdomadaire moyen de 33% par semaine pendant 3 semaines, de façon à
provoquer un état d'épuisement susceptible de placer les sujets en état de surentraînement.
Suite à cette période de surcharge, nous avons demandé aux sujets de courir la moitié du
kilométrage hebdomadaire de référence pendant. Il s'agit de la période de récupération.
Nous avons évalué les sujets à plusieurs reprises. Il y a tout d'abord eu une session de
familiarisation aux différents tests au début de la période de référence, puis une mesure
expérimentale à la fin de chaque période. Nous avons donc une mesure de référence, une
mesure de surcharge et une mesure de récupération. Chaque évaluation comprend
successivement un électrocardiogramme de nuit, un test orthostatique, un test progressif
jusqu à épuisement, un test de performance et un test sous-maximal.
L ECG de nuit a été enregistré au moyen du Polar RR Recorder (Polar Electro Oy,
Kempele, Finlande). Chaque sujet est équipé le soir vers 20 heures, et doit garder
l'appareillage jusqu'au lendemain matin 7 heures. La durée d'enregistrement proprement dite
commence à minuit et se termine à 5 heures. A l'intérieur de cette période nous prélevons un
segment de 1024 intervalles RR, tel que représenté sur cette figure. Nous faisons ensuite une
analyse spectrale de ce signal au moyen d'une transformation rapide de Fourier.
Le test orthostatique, d'une durée de 30 minutes, est réalisé le matin entre le réveil et le
petit déjeuner, au domicile du sujet. Il consiste en une période de 20 minutes en position
couchée, immédiatement suivie d'une période de 10 minutes en position debout. Un segment
de 256 intervalles RR est prélevé dans les 5 dernières minutes de chaque position, afin
d'obtenir leur spectre de fréquence.
Le test progressif est réalisé au laboratoire sur tapis roulant (Q65, Quiton, Seattle,
USA). Il s agit de paliers de 3 minutes séparés par une minute de récupération. La vitesse des
3 premiers palters est 12, 14 et 16 km.h , respectivement, puis augmente par incréments de l
km.h jusqu'à épuisement. Lors de la récupération entre chaque palier, nous prélevons une goutte de sang pour doser la lactatémie lors des 15 premières secondes, puis nous demandons
aux sujets d'évaluer la difficulté de l'effort au moyen de l'échelle de Borg (1985, RPE).
Le test de performance est réalisé au laboratoire sur tapis roulant (Q65, Quiton,
Seattle, USA). Suite à un échauffement standard de 15 minutes, le sujet de courir le plus
longtemps possible à 85% de la vitesse aérobie maximale. L'épreuve se termine lorsqu'il
n'est plus capable de maintenir la vitesse demandée. Nous utilisons la durée pendant laquelle
il a couru comme indicateur de la capacité de performance.
Le test sous-maximal est réalisé au laboratoire sur tapis roulant (Q65, Quiton, Seattle,
USA). Il s'agit de 3 paliers de 10 minutes séparés par 12 minutes de récupération. L'intensité
d'effort est 65, 75 et 85% de la vitesse aérobie maximale, respectivement. Lors de la
récupération les sujets sont assis pendant 10 minutes, puis libres de leur activité pendant 2
minutes. La fréquence cardiaque est enregistrée de la 9ème minute d'effort à la lOème minute
de récupération au moyen du cardiofréquence mètre Polar Vantage (Polar Electro Oy,
Kempele, Finlande). Pour comparer les cinétiques de fréquence cardiaque après chaque
période expérimentale, nous avons utilisé une modélisation de type mono-exponentielle de la
forme Fc (t) = ao +ai.e-t/T, ou ao est la valeur asymptotique de la fréquence cardiaque, ai est la
différence entre la fréquence cardiaque à la fin du palier et la valeur asymptotique, et T est la
constante de temps. Pour donner une explication physiologique des phénomènes observés,
nous avons calculé le spectre de fréquence d'un segment de 256 intervalles RR prélevés entre
la 5ème et la lOème minute de récupération, et nous avons dosé la noradrénaline de façon
sériée au cours des 5 premières minutes de la récupération.
Toutes les études expérimentales qui s'intéressent au surentraînement sont confrontées
au même dilemme au moment d'interpréter les résultats : les sujets sont-ils réellement
surentraînés, ou sont-ils victimes d'une fatigue aiguë, rapidement réversible, auquel cas il
s'agit plutôt d'un état de dépassement? En l'absence de signes biologiques spécifiques, la
plupart des études établissent qu'un athlète est surentraîné lorsqu'il fait face à une diminution
chronique de sa capacité de performance, et que cet état est associé à un certain nombre de
modifications du comportement (troubles de l'humeur, du sommeil, etc.). C'est la démarche
que nous avons retenue pour notre étude.
Pour être considéré comme surentraîné, un sujet doit tout d'abord ne souffrir d'aucune
maladie ou blessure en mesure d'expliquer la diminution de la capacité de performance.
Ensuite, nous devons observer au moins 2 des 3 critères suivants : une diminution du résultat
au test de performance (Urhausen et al., 1998), une augmentation du score au questionnaire proposé par la Société Française de Médecine du Sport pour détecter le surentraînement
(Legros et al., 2000), une auto-évaluation quotidienne de la fatigue supérieure à 5 (sur une
échelle de l à 7) pendant au moins 7 jours consécutifs (Hooper et al., 1993). Pour s'assurer du
caractère chronique de la diminution de la capacité de performance, il ne doit pas y avoir de
retour au niveau initial du résultat au test de performance après la période de récupération.
Dans la cas contraire, le sujet n'est plus considéré comme surentraîné, mais comme étant en
état de dépassement. Au total, et en supposant que cette démarche est valide, nous avons
diagnostiqué un état de surentraînement chez 7 des 10 sujets, et un état de dépassement chez
les 3 autres.
La première partie de nos travaux consistait à étudier la lactatémie au cours d'un test
progressif jusqu'à épuisement. Nos résultats montrent une diminution significative du pic de
lactatémie après les périodes de surcharge et de récupération chez nos 7 sujets surentraînés,
ainsi qu'un décalage de la courbe lactatémie-intensité relative vers la droite. Le problème est
qu'il s'agit exactement de la réponse observée chez l'athlète pour qui il y a une amélioration
de la capacité de performance dans les épreuves de longue durée (Hurley et al., 1984). Il fautr
donc trouver un critère qui permet de déterminer si le décalage de la courbe vers la droite
traduit une amélioration ou une diminution de la capacité de performance.
Snyder et al. (1993) proposent pour cela de compléter le dosage de la lactatémie par un
indice de perception de la difficulté de l'effort (RPE). Pour une même diminution de la
lactatémie, le RPE est sensé rester le même chez l'athlète qui s'améliore, et diminuer chez
l'athlète surentraîné. A partir de là, le rapport lactatémie/RPE doit augmenter chez l'athlète
qui s améliore, et diminuer chez l'athlète surentraîné. Nos résultats montrent effectivement
une diminution significative du rapport lactatémie - RPE à partir de 90% de la vitesse aérobie
maximale après les périodes de surcharge et de récupération. Mais contrairement à
l'hypothèse de Snyder et al. (1993), le RPE varie très peu d'une période à l'autre. Cela
signifie que les modifications de ce rapport s'expliquent majoritairement par celles de la
lactatémie, et que le RPE ne pennet pas de détenniner si l'athlète s'est amélioré ou s'il est
surentraîné.
Bien qu'il y ait un décalage de la courbe de lactatémie dans les deux cas, il existe
néanmoins une différence fondamentale chez l'athlète surentraîné. Nous avons montré que le
pic de lactatémie diminue de façon significative, alors qu'il est relativement peu affecté chez
l athlète qui s'améliore. Cela suggère que le décalage vers la droite observé lors du
surentraînement est en fait un abaissement de la courbe essentiellement dû à une diminution de la capacité du muscle à produire de l'acide lactique. Il est donc possible d interpréter la
courbe de lactatémie en utilisant le pic de lactate comme critère diagnostic. Lorsqu'on
observe un décalage vers la droite sans modification du pic de lactatémie, nous pouvons
supposer une amélioration de la capacité du muscle et des autres organes à utiliser le lactate,
et conclure à une amélioration de la capacité de performance pour les épreuves de longue
durée. A l'inverse, si le décalage s'accompagne d'une diminution du pic de lactatémie, nous
pouvons supposer une diminution de la capacité du muscle à produire de l'acide lactique, et
conclure à une diminution de la capacité de performance pour les épreuves de longue durée.
La seconde partie de nos travaux consistait à étudier la régulation de la fréquence
cardiaque au repos. Nos résultats ne montrent aucun effet de la période de surcharge sur les
différents paramètres de l'analyse spectrale de la variabilité de la fréquence cardiaque, quelle
que soit la condition expérimentale. Cette absence d'effet statistique semble pouvoir être
expliquée par une très grande variabilité interindividuelle, puisque le coefficient de variation
est souvent proche de 100%. Compte tenu de cette hétérogénéité, il paraît plus judicieux de
mettre l'emphase sur les résultats individuels. Parmi nos sujets, deux cas nous paraissent
particulièrement évocateurs. Chez le premier, nous avons pu vérifier la présence de tous les
critères diagnostiques du surentraînement après la période de surcharge, puis un retour au
niveau initial pour chacun d'entre eux après la période de récupération. Il a réalisé
successivement 30 minutes, 19 minutes puis 29 minutes à l'épreuve de temps limite. Par
ailleurs il a amélioré ses meilleiires performances de l'aimée lors des compétitions qui se sont
déroulées les semaines suivantes. Il s'agit donc d'un cas manifeste de dépassement. Chez le
second, nous avons constaté la présence de 3 des 4 critères diagnostiques après les périodes de
surcharge et de récupération. Il a réalisé successivement 31 minutes, 25 minutes, puis 19
minutes à l'épreuve de temps limite, et n'a retrouvé son niveau de performance initial que
plusieurs mois après l'experimentation. Nous avons diagnostiqué chez lui un état de
surentraînement.
Nous observons une hyperactivité sympathique au repos chez ces deux sujets à l'issue
de la période de surcharge, tel que mesuré par le rapport LF/HF, qu'il s'agisse de
l'enregistrement de nuit ou du test orthostatique. Nous constatons un retour au niveau initial
chez le sujet en état de dépassement à l'issue de la période de récupération, mais pas chez le
sujet surentraîné, pour qu'il y a plutôt une chute du rapport LF/HF. Ces résultats suggèrent
donc que la balance autonome est modifiée chez l'athlète surentraîné. Il convient maintenant
de le confirmer au moyen d'une étude longitudinale, au cours d'une saison complète, et de vérifier si ces modifications précèdent les premières contre performances, ou si elles sont
postérieures à l'apparition du syndrome de surentraînement.
La troisième partie de nos travaux consistait à étudier la cinétique de récupération de
la fréquence cardiaque suite à un exercice sous-maximale. Suite au palier de 10 minutes à
85% de la vitesse aérobie maximale, nous constatons une diminution significative de la
constante de temps et de l'asymptote à l'issue des périodes de surcharge et de récupération.
Comme pour la lactatémie, il s'agit exactement de la réponse que l'on observe chez l'athlète
qui s'améliore. Mais cette fois-ci, il ne semble pas que l'on puisse séparer ces deux états. En
effet, les modifications de la cinétique de récupération de la fréquence cardiaque ne sont ni
systématiques, puisque nous ne les observons pas chez tous les sujets surentraînés, ni
spécifiques, puisque nous les observons chez un sujet en état de dépassement. Dans la mesure
où elle ne permet pas de déterminer si l'athlète s'améliore, s'il est en état de dépassement ou
s'il est en état de surentraînement, la cinétique de récupération de la fréquence cardiaque ne
peut être considérée comme un marqueur valide du surentraînement.
En conclusion, notre étude a permis de montrer que le pic de lactatémie peut être
utilisé comme critère diagnostic du surentraînement dans les activités physiques de longue
durée. Cela n'est pas le cas pour la cinétique de récupération de la fréquence cardiaque, et
reste à confirmer pour la régulation de la fréquence cardiaque au repos. Il convient maintenant
de mener un travail de validation longitudinal pour déterminer si ce dernier marqueur permet
de prévenir le surentraînement. Enfin, la meilleure façon de prévenir le surentraînement reste
1 optimisation et la planification de la charge d'entraînement. Or la relation quantitative entre
la charge d'entraînement et la performance est encore assez peu explorée. Hormis quelques
modèles mathématiques descriptifs, qui d'ailleurs ne prédisent pas la diminution de la
capacité de performance quand la charge d'entraînement devient excessive, il faut avouer
qu'on ne connaît pas grand chose à son sujet.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:umontreal.ca/oai:papyrus.bib.umontreal.ca:1866/33704 |
| Date | 12 1900 |
| Creators | Bosquet, Laurent |
| Contributors | Léger, Luc, Legros, Patrick |
| Source Sets | Université de Montréal |
| Language | fra |
| Detected Language | French |
| Type | thesis, thèse |
| Format | application/pdf |
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