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Adaptation
à l'effort longue distance
en milieu chaud
et humide |
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L'homme
est un être vivant homéotherme,
c'est-à-dire qu'il doit
maintenir sa température
centrale constante.
Pour ce faire, il est indispensable
que l'addition de la chaleur produite
et de la chaleur captée
dans l'environnement soit égale
aux pertes de chaleur. La chaleur
produite par le corps est appelée
chaleur endogène. |
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Elle
est produite par :
• d'une part, le
métabolisme de base, c'est-à-dire
l'énergie utilisée
pour le fonctionnement du corps
humain au repos soit l'énergie
nécessaire à la
respiration, au fonctionnement
du coeur, à la digestion,…
• d'autre part, par la contraction
musculaire lors de l'effort
La chaleur exogène
correspond aux échanges
de chaleur avec l'environnement
comprenant aussi bien les gains
de chaleur que les pertes. Ces
échanges de chaleur se
font à l'aide de quatre
mécanismes :
• la convection
• la conduction
• la radiation
• l'évaporation
Ces échanges de chaleur
ne peuvent avoir lieu que s'il
existe une différence de
température entre le corps
et l'environnement : c'est
la notion de gradient. |
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La convection permet
aussi bien le gain que la perte de chaleur.
Les échanges de chaleur se font
au contact de l'air.
Si la température de l'air est
inférieure à celle de
la peau, il existe donc un gradient
de température entre les deux
permettant une élimination de
chaleur de l'organisme.
On ressent bien les effets de la convection
à vélo lorsqu'il fait
chaud. Vous roulez vite, l'air circule
vite autour de vous, ce qui a tendance
à rafraîchir cet air :
vous ressentez alors une sensation de
frais. Dès que vous ralentissez,
l'air redevient étouffant,
la perte de chaleur étant alors
diminuée.
La conduction permet
également les gains et les pertes
de chaleur. Les échanges se font
au contact direct d'un liquide ou d'un
solide.
L'exemple type est
celui de la natation,
où le corps entier est en contact
avec l'eau qui est à une température
inférieure de celle du corps.
Il y a donc une perte de chaleur dans
l'eau qui peut devenir très importante
dans une eau froide vu la surface des
changes. D'où l'importance de
la combinaison. L'exemple inverse de
celui de la main posée sur une
plaque électrique : le gain de
chaleur est immédiat.
La radiation permet
est aussi les gains et les pertes de
chaleur. Tout corps émet des
radiations : le corps humain, le soleil,
la Terre, les végétaux,
les minéraux... Les échanges
de chaleur se font donc par réception
et émission de ces rayonnements.
L'évaporation
ne permet que la perte de chaleur par
élimination de l'eau contenue
dans l'organisme. Trois mécanismes
permettent l'évaporation de :
• l'expiration
de l'air saturé en vapeur d'eau
lors de la respiration
• la perspiration
qui est l’élimination d'eau
à la surface
de la peau sans intervention des glandes
sudoripares
• et enfin, la sudation
qui est l'élimination
de sueur constituée d'eau et
de minéraux et qui est
fabriqué dans les glandes sudoripares
situées sous la peau.
Au repos, la chaleur endogène,
c'est-à-dire la chaleur produite
par le corps, ne provient que du métabolisme
de base et est évacuée
par :
• convection plus
radiation (75 %)
• évaporation
(25 %) dont
- 2/5 par respiration
- 1/5 par perspiration + sudation
À l'effort, la chaleur endogène
peut être considérablement
augmentée. Elle n'est plus exclusivement
produit par le métabolisme de
base. La contraction musculaire
prend alors une large part à
la production de chaleur. En effet,
l'énergie fabriquée à
partir des glucides et des lipides se
transforme :
• en énergie mécanique
utilisée pour l'effort
physique pour 25 %
• tandis que 75 % de cette énergie
est transformé en chaleur
Cet excès de chaleur
est alors évacué de façon
très majoritaire par sudation
(80%).
Les quatre mécanismes
de régulation de la chaleur
précités permettent les
échanges de chaleur entre l'environnement
et la surface de la peau.
Or, la chaleur endogène et fabriquée
à l'intérieur du corps
et doit donc être acheminée
vers la surface cutanée. Ce rôle
de transport de la chaleur revient à
la circulation sanguine.
Le sang est toujours chaud et permet
de transporter la chaleur de l'intérieur
du corps (le noyau) vers la périphérie
(l'enveloppe) et inversement.
Au niveau des organes
dits nobles (le cerveau, le coeur, les
poumons et les viscères abdominaux),
il y a toujours une quantité
minimale de sang qui circule pour leur
apporter la quantité nécessaire
à leur fonctionnement.
En revanche, pour tous les autres organes,
le volume sanguin qui le traverse est
fonction de leur niveau d'activité
:
• il augmente quand l'organe fonctionne
pour lui apporter l'oxygène dont
il a besoin.
• il diminue parfois de façon
très importante
dans l'organe est au repos.
Ainsi, le débit sanguin du système
digestif augmente lors de la digestion.
De même, à l'effort, le
débit sanguin musculaire augmente
de façon importante.
Ces quelques notions sur la répartition
du volume sanguin total ont une répercussion
directe sur la régulation thermique
qui va être réalisée
en grande partie grâce aux variations
du volume sanguin des vaisseaux sous
cutanés.
Au repos, le volume sanguin présent
dans les vaisseaux sous-cutanés
ne représentent que 5 % du volume
sanguin total.
En ambiance froide, la température
de la peau est supérieure à
la température de l'environnement.
Il existe donc un gradient de température
entre la peau et environnement qui favorise
la perte de chaleur par convection et
par radiation.
Il existe alors un risque baisse de
température du noyau . Or, l'homme
étant un homéotherme,
il doit maintenir sa température
centrale constant.
Que se passe-t-il
pour éviter
un refroidissement du noyau ?
Le calibre des vaisseaux sous cutanés
va se les rétrécir, c'est
la vasoconstriction.
Le sang assurant le transport de chaleur,
la vasoconstriction entraîne donc
une réduction du volume sanguin
cutané et donc une limitation
des pertes de chaleur.
Par ailleurs, cette quantité
de sang qui ne part pas dans les tissus
sous cutanés est redistribuée
aux zones profondes permettant le maintien
de la chaleur du noyau.
Grâce à ses deux adaptations
on a donc :
• une enveloppe
froide
• un noyau à
température constante
En ambiance chaude, la température
de la peau est inférieure à
la température de l'environnement.
Il existe donc un gradient de température
entre la peau et l'environnement qui
favorise le gain de chaleur par convection
et radiation. Il y a alors un risque
d'augmentation de la température
du noyau.
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COMMENT
PROCEDER POUR REALISER L'ACCLIMATEMENT
?
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Les
adaptations cardio-vasculaires
se font par :
• une réduction de
la quantité du volume sanguin
sous cutanés au profit
des muscles. Les muscles sont
alors plus performants du fait
d'un apport d’O2 plus conséquent.
• Une augmentation du volume
sanguin total permettant une meilleure
élimination de la chaleur
par sudation
• une diminution
de la fréquence cardiaque
à l'effort à l'origine
d'une économie de la dépense
énergétique et d'une
économie de la production
de chaleur
Tandis
que les adaptations sudorales
sont dues à :
• une augmentation de la
capacité
à transpirer
• un raccourcissement
du délai entre le début
de l'effort et l'apparition de
la transpiration favorisant une
meilleure élimination de
la chaleur par sudation
•
une diminution de la perte en
minéraux limitant le risque
de déshydratation
Les adaptations entraînent
une diminution de la température
corporelle et un retard de l'apparition
de la fatigue.
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Les adaptations cardio-vasculaires
se mettent en place en trois à
cinq jours tandis qu'il faut au
moins 10 jours pour que les
adaptations sudorales
se fassent.
Pour que l'acclimatation se fasse,
il est impératif de réduire
l'intensité des séances
à 60-70% du plan d'entraînement
initialement prévu pendant
environ deux semaines.
Ainsi une séance de course
à pied d'1 h 30
initialement prévue à
145 bpm devrait être faite
autour de 100 bpm (70 % de 145
bpm).
Les séances doivent
être réparties
en fonction de leur intensité.
Les séances réalisées
à une intensité
élevée (fractionné,
seuil...) devront se dérouler
le matin au frais.
Seules les séances de
plus faible intensité
(endurance) devront se faire
à la période la
plus chaude de la journée.
Il est également important
de se baser sur la fréquence
cardiaque (et non la
vitesse) pour établir
l'intensité des séances
car, au début de la période
d'acclimatation, la vitesse
sera plus faible que celle dont
l'athlète a l'habitude,
pour une plage de FC donnée.
Une fois les adaptations mises
en place, l'athlète retrouvera
son niveau de performances habituel
pour une plage de FC donnée.
Pour une bonne efficacité,
la période d'acclimatation
de 15 jours d'entraînement
en milieu chaud et humide doit
être située dans
le dernier mois précédant
la course avec nécessité
de rester la dernière
semaine dans un environnement
chaud et humide.
En effet, 50 % des gains obtenus
pendant la période d'acclimatation
peuvent disparaître si
l'athlète se substitue
à cet environnement chaud.
La période d’affutâge
(habituellement de sept jours
environ) devra être réduit
à cinq jours. En effet,
lors de la période d’affûtage,
la réduction progressive
du volume d'entraînement
est responsable d'une diminution
du volume sanguin total.
Il est alors essentiel de réduire
au maximum cette diminution
du volume sanguin pourrait
favoriser et anticiper l'apparition
de la déshydratation
le jour de l'épreuve.
Puissent ces conseils vous
être utiles sur les courses
à venir sous le chaud
soleil d'Europe…
Ou dans la moiteur de la baie
de Kona pour les meilleurs d'entre
nous.
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Que
se passe-t-il pour éviter
un réchauffement du noyau ? |
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Le calibre des
vaisseaux sous cutanés va augmenter
: c’est la vasodilatation.
Le volume sanguin cutané augmente
permettant ainsi de transporter la chaleur
en excès du noyau vers la périphérie
pour l'éliminer par convection
et par radiation.
Souvent, la convection et la radiation
ne suffisent pas à juguler l'excès
de chaleur : il y a alors mise
en route de l'évaporation.
Grâce à ses deux adaptations,
on a donc :
• une enveloppe chaude
• le maintien du noyau à
température constante
À l'effort en ambiance chaude,
à l'excès de chaleur captée
dans l'environnement, se surajoute la
chaleur produite par la contraction
musculaire, ce qui constitue un excès
de chaleur considérable à
évacuer 75 % de l'énergie
fabriquée pour la contraction
se transforme en chaleur.
Il est donc systématiquement
mise en action prédominante de
la sudation (jusqu'à 80 % de
l'élimination contre moins de
5 % au repos).
À l'effort en milieu chaud et
humide, la sudation ne peut se faire
que s'il existe un gradient d'humidité
entre la peau et l'environnement. À
l'effort, le degré d'humidité
de la peau est très élevé
du fait de la sudation. Si l’air
est sec, il existe bien le gradient
nécessaire à l'élimination
de l'eau présente à la
surface de la peau.
En revanche, si l’air est humide
(comme à Hawaï), la différence
entre l'humidité à la
surface de la peau et l'humidité
de l'air ambiant est trop faible. L'eau
accumulée sur la peau ne peut
plus s’évaporer empêchant
du même coup l'élimination
de la chaleur en excès. Il existe
alors un risque important d'hyperthermie.
La première recommandation
qui découle de ces rappels de
physiologie lors de la pratique d'une
épreuve en milieu chaud et humide
est :
• Qu'il ne faut pas s'arroser
car vous rajoutez à la surface
de la peau de l'eau qui d'une part va
chauffer, mais d’autre part va
empêcher l'élimination
de la sueur qui continue à être
fabriquée.
• Mais qu'il faut s'éponger
de façon à éliminer
l'eau à la surface de la peau
permettant ainsi à la sueur qui
continue d'être fabriquée
de se répandre à la surface
de la peau.
La seconde recommandation lors du déroulement
de ce type d'épreuve consiste
à veiller de manière rigoureuse
à une hydratation adaptée.
En effet, la sudation entraîne
de grosses pertes en eau pouvant aller
jusque 12 litres par 24 heures. Les
pertes doivent être absolument
compensées par un apport hydrique
adapté.
En cas d’hydratation
insuffisante, les risques sont multiples
:
• L’hyperthermie
: en effet, l'organisme n'a
plus de quoi fabriquer la sueur et ne
peut donc plus éliminer la chaleur
en excès. La température
du noyau va se mettre à monter
entraînant un dérèglement
des thermostats internes
• la déshydratation
: les pertes majeures en eau
non reconstituée entraînent
une diminution du volume sanguin total
entraînant des risques de défaillance
cardio-vasculaire
Il est donc impératif de s'hydrater
abondamment avec toutefois la réserve
suivante, la capacité maximale
d'absorption de l'estomac étant
de 1 l / h, il est recommandé
de boire de petites quantités
très régulièrement.
À noter également que
l'apparition de la sensation
de soif est décalée
par rapport à l'état d'hydratation
autrement dit lorsque vous commencez
à ressentir la soif, votre organisme
est déjà en état
de déshydratation.
Une autre recommandation
concerne le port de vêtements
:
• choisissez les amples de manière
à favoriser les pertes de chaleur
par convection.
• choisissez les clairs de manière
à limiter le gain de chaleur
par radiation.
Ces constatations physiologiques ont
également une répercussion
sur la façon de gérer
l'alimentation durant ces épreuves
longue distance.
Rappelons que quel que soit le niveau
d'activité, le corps redistribue
en permanence une partie minimum de
son volume sanguin total aux organes
nobles.
Rappelons également que, en ambiance
chaude, le volume sanguin au niveau
du tissu sous-cutané était
très augmenté et que,
à l'effort, une grande partie
du volume sanguin total était
redistribuée aux muscles.
Or, le volume sanguin total
contenu dans le corps ne varie que dans
des proportions très faibles
entre le repos et l'effort.
Il en résulte donc une baisse
très importante du volume sanguin
a distribué aux autres organes
et notamment au système digestif.
Cette hypoperfusion les responsables
d'un manque d'oxygène au niveau
digestif à l'origine des troubles
digestifs qui peuvent être rencontrés
sur les épreuves longue distance.
D'où l'importance de continuer
à s'alimenter tout au long de
l'épreuve, pour continuer à
solliciter un minimum la digestion et
stimuler ainsi un minimum d'apport sanguin
au tube digestif.
Enfin, le corps humain étant
plein de ressources, il est possible
d'adapter progressivement le corps à
l'exercice physique en milieu chaud
: c’est le phénomène
de l'acclimatement.
La répétition de séances
d'entraînement en ambiance chaude
permet la mise en place d'adaptations
cardio-vasculaires et d'adaptations
sudorales. (Lire
notre encadré).
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