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Capacité Aérobie (la)

Le geste sportif est réalisé par l’addition de contractures musculaires provoquant le mouvement. Au cours de l’effort musculaire, le corps humain utilise de l’énergie à partir de trois réseaux ou filières différentes mais complémentaires, le but de ces filières étant d’apporter aux muscles de l’ATP (Adénosine Tri-Phosphate), pour permettre le mouvement à partir des carburants fournis par l’alimentation.

Comment bougeons-nous ?

La contraction musculaire normale

Les fonctions du muscle

Le muscle est constitué d’un groupement de faisceaux venant s’attacher sur nos articulations. Il existe de nombreux types de muscles dans notre organisme. Certains sont très puissants, d’autres, au contraire, sont plus fins et longs, certains sont plus larges et toniques. Tous assurent le même rôle : se contracter afin d’assurer la mobilisation de nos articulations.
Ils permettent donc :

  • d’assurer un mouvement normal et harmonieux ;
  • d’adapter et de respecter son équilibre ;
  • d’entretenir constamment le travail du cœur ;
  • de réguler le bon fonctionnement de nos viscères ;
  • de permettre la digestion, la respiration et la circulation sanguine ;
  • de produire de la chaleur ;
  • de nous protéger contre choc, chute ou traumatisme.

Un peu d’histoire

De nombreux spécialistes ont développé des protocoles permettant de mesurer cette filière aérobie.

Dès 1968, Cooper proposait un test, qui porte d’ailleurs son nom, dit des 12 minutes de Cooper. Toutefois, dès 1954, Astrand et Ryhming mettaient au point une épreuve d’effort sous-maximale pour calculer cette filière aérobie.
Depuis, on peut citer de nombreux auteurs comme Léger et Boucher, Léger et Lambert, Vodak et Wilmore, Lacour, Cazorla et l’équipe dirigée par Michel Gerbeaux et Serge Berthoin, qui s’est surtout préoccupé des aptitudes et des pratiques aérobie chez l’enfant et l’adolescent.

Tous les tests présentés sur le terrain ne possèdent pas un niveau de pertinence suffisant pour tester scientifiquement l’aptitude aérobie. Toutefois, ces différents tests peuvent être utiles à réaliser une évaluation au long cours.

Les filières énergétiques

Il existe plusieurs filières ou chemins énergétiques permettant le mouvement. Ces filières sont :

  • la filière anaérobie alactique
  •  la filière anaérobie lactique
  • la filière aérobie
Caractéristiques/Filières Anaérobie Alactique Anaérobie Lactique Aérobie
Substrats énergétiques ATP Phosphocréatine Glucose Glucose Acides Gras
Métabolites (hors chaleur) ADP Créatine H+ Acide Lactique CO2 H2O (urée)
Bilan énergétique par molécule de substrat 1 ATP 2-3 ATP / Glycosyl >36 ATP/Glycosyl
Présence d'oxygène Non Non Oui
Réserves d'énergie Muscle Muscle Muscle Tissus adipeux
Type de fibre musculaire IIA IIB rapides IIA et IIB rapides – blanches – glycolytiques – phasiques I et IIA  I : rouges – lentes – toniques
Durée des épreuves couvertes 0 à <20 sec 20 sec à <2mn 2mn à plusieurs heures
Capacité (quantité d'énergie) 15 à 30 kJ 100 à 200 kJ 1 à 400 mJ
Débit (puissance) 4 à 12 Kw 3 à 8 Kw 0.8 à 1.7 Kw
Exemples d'exercices Force Vitesse Résistance Endurance
Exemples d'épreuves sportives Haltérophilie – 100m plat – Lancer – Saut 400m plat – 100 m natation – km (vélo) du 1500 m au marathon
Facteur limitant la puissance Neuromusculaire Activités enzymatiques Débit cardiaque – masse musculaire
Facteur limitant la capacité Phosphocréatine pH – Lactate Glycogène musculaire
Délai de récupération 2 à 10 mn 1h et plus (lactate) Quelques heures à quelques jours

La filière anaérobie (ou sans oxygène)

Cette filière permet la mise en route brutale d’un groupe musculaire pour réaliser un geste ou un effort intensif et bref. Cette filière utilisera de l’ATP mise en réserve et stockée dans nos muscles. La puissance maximale possible de contraction lors de ce geste est très importante, utilisant deux propriétés essentielles du muscle : excitabilité et contractilité.
Dans le cadre de la réalisation de ce geste puissant et bref, si la durée de l’effort dépasse la possibilité de stockage de l’énergie, l’organisme sera donc en déficit, et il y aura production d’un déchet appelé acide lactique.
Les phases de contractions sans oxygène sont courtes, sans production de déchets, elle ne dépassera pas 30 secondes.
La filière anaérobie lactique
Elle est limitée par le déchet musculaire produit pendant cet effort et ne dépassera que rarement la minute.

 

La filière aérobie (ou avec oxygène)

Cette filière utilise la transformation de l’ATP en présence d’oxygène, à partir de nos échanges gazeux respiratoires, par la dégradation ou l’oxydation du glucose (glucides), des acides gras (lipides), et plus accessoirement des acides aminés (protéines) provenant de notre alimentation…
Cette filière aérobie correspond aux efforts d’endurance d’une durée prolongée de quelques minutes à quelques heures comme la réalisation d’un marathon.
La vitesse maximale aérobie
La vitesse maximale aérobie ou VMA est la vitesse maximale obtenue sur le terrain (ou sur le tapis roulant), permettant de solliciter au maximum la VO2Max.

La capacité de travail avec oxygène correspond à ce que l’on appelle la Capacité Maximale Aérobie. Celle-ci dépend de facteurs génétiques, mais elle peut être améliorée grâce à l’entraînement et se développer progressivement. Cette puissance maximale aérobie peut être exprimée en vitesse maximale aérobie (VMA) ou consommation maximale d’oxygène (VO2Max).
Les sources d’énergie utilisées pour cette filière sont variées. Elles proviennent tout d’abord du glucose, provenant de nos réserves hépato musculaires puis les lipides prennent le relais. Toutefois, au bout d’un certain temps de sollicitation, lorsque nos capacités énergétiques diminuent, l’organisme commence à fabriquer un déchet, appelé acide lactique, véritable facteur limitant de l’effort.

  • La VMA est un index d’aptitude aérobie permettant  d’être un indicateur de performances en course à pied.
  • La VMA mesurée peut être de 1 à 2 km en dessous de votre vitesse maximale de course.

Comment mesurer la VMA ?

Il faut mettre tout d’abord en garde tout sportif car l’évaluation de la vitesse maximale aérobie n’est pas facile. Par ailleurs, l’extrapolation de cette vitesse en capacité d’endurance dépend de trop nombreux facteurs pour qu’il puisse y avoir une corrélation systématique. Toutefois, plusieurs tests permettent d’évaluer la VMA, nous décrirons un test considéré comme pertinent et fiable : le test sur piste.
Principe du Test sur piste
Il s’agit de courir le plus longtemps possible en respectant des vitesses progressivement croissantes imposées au moyen d’une bande sonore et de repères visuels.
L’épreuve se déroule autour d’un circuit fermé sur une piste, balisée tous les 25 mètres.Une bande magnétique sonore préenregistrée et étalonnée impose les vitesses au coureur et indique par des sons brefs le moment où il faut passer près du repère.  La vitesse du premier palier est de 8 km/h, cette allure lente sert d’échauffement, puis la vitesse est ensuite augmentée de 1 km/h toutes les deux minutes. L’épreuve prend fin lorsque le sportif n’arrive plus à suivre le rythme imposé par la bande sonore.

 

 Testez-vous :  Le Test de Cooper 

Le test de Cooper est une épreuve d’évaluation et d’orientation de l’aptitude physique pouvant être liée à une évaluation sur le terrain d’un niveau d’endurance, voire du VMA (Vitesse Maximale Aérobie).

 

Prédiction d’une performance

Il est possible de concevoir un temps sur une distance ou une vitesse en fonction du résultat d’un test. Ainsi il est plus facile de préparer une course, voire un marathon quand on connaît sa valeur sportive. Pour cela il faut soit effectuer un Cooper ou un test d’effort sportif sur un plateau technique équipé d’un tapis roulant performant.  La vitesse du dernier palier de course entièrement réalisé est alors retenue comme étant la vitesse maximale aérobie, exprimée en km/h.

 

Attention : comme tout test sur le terrain, il peut y avoir des dangers cardio-vasculo-respiratoires à réaliser ce test. En cas d’essoufflement anormal, de douleurs à la poitrine, de maux de tête importants ou voire d’apparition de signes de syncopes ou de vomissements, il faut arrêter immédiatement l’épreuve, se mettre au repos, contrôler la fréquence cardiaque, qui doit rester inférieure à 220 – l’âge. En cas de doute, comme dans tout problème cardio-respiratoire à l’effort, il faut appeler les secours d’urgence (112 sur GSM).La présence d’un défibrillateur automatisé semble indispensable lors de la réalisation d’un tel test
Intérêt de la connaissance de la VMA

 

Un sportif très entraîné pourra courir pratiquement l’intégralité de sa course de fond à presque 100% de sa VMA. Il est possible d’améliorer sa VMA jusqu’à des limites qui restent très individuelles.Un cycle d’amélioration de la VMA peut durer de 4 à 8 semaines. Il se fera par des séances répétitives de travail en fractionné avec des efforts répétés de 30 secondes à 3 minutes.

Ces efforts seront réalisés entre 85 et 100% de sa VMA ou de fréquence cardiaque maximum.

Il faut pour cela s’aider à la fois d’un cardio-fréquencemètre et d’un chronomètre pour calculer les temps de récupération. Cette récupération sera comprise entre 1 et 3 minutes, en surveillant toujours sa fréquence cardiaque.

Pour en savoir plus, de nombreux auteurs ont publié des ouvrages sur les différents types d’entraînements d’endurance. Il est possible de proposer des plans d’entraînement spécialisé

Exemples de prédictions de performances
VMA +/- 17 km/h
3000 m 10’45’’ à 16 71 km/h 95%
10000 m 41’45’’ à 14 37 km/h 82%
21000 m 1H37’39’’ à 12 90 km/h 73%
42195 m 3H40’10’’ à 11 50 km/h 65%

Conclusion

Connaître sa VMA, c’est pouvoir s’entraîner de façon plus spécifique. Par ailleurs, c’est aussi pouvoir anticiper un futur temps sur un marathon, sans vouloir trop forcer l’organisme et par-là même éviter toute fatigue inutile, qui pourrait conduire à des accidents non seulement ostéo-articulaires, mais également cardiaques.
Il ne faut pas oublier que le sport, c’est aussi la santé.

 

Retrouvez les bienfaits des activités physiques, les bonnes pratiques pour votre santé, dans : « A vos marques, prêts, Bougez ! Et Sportifiez vous ! » Des Dr Patrick Bacquaert et Frédéric MATON, Ed. Chiron

 

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Evaluation physiologique de terrain
Diaporamas Condition Physique et PPG
Evaluation physiologique de terrain
Auteur(s) : Dr. Frédéric Maton / Version : 2000
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Résumé : Parmi les nombreux tests de terrain référencés dans la bibliographie, l’auteur ne reprend que certains tests de réalisation pratique facile et courante, qui reste d’actualité. Commentaires : les tests de terrain sont abordés en fonction de leur mode de réalisation pratique et de leur intérêt.

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Dr. Patrick Bacquaert A propos de l'auteur

Consultant en médecine du sport et sport santé ainsi que médecin chef de l’Institut de Recherche en Bien-être, Médecine et Sport Santé (IRBMS). Le docteur Patrick Bacquaert est l'une des grandes figures de la médecine du sport. Il s'est investi dans la promotion du sport santé dans la région Nord Pas-de-Calais. Il œuvre également dans la lutte contre le dopage et s'occupe activement d'un site Internet www.irbms.com dont il est le responsable.

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