…avec O2 : aérobie !

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Un sujet effectue un effort aérobie quand l’énergie utilisée lui est fournie par des réactions faisant intervenir l’oxygène et ne produisant pas d’acide lactique ; tout accroissement de la dépense énergétique se traduit par une demande accrue du muscle en Oxygène.

Il existe des facteurs limitants l’apport en oxygène aux cellules sollicitées durant la contraction musculaire.

Ces facteurs sont :

  • Les facteurs limitant pulmonaires sont :

1. La quantité d’oxygène que peuvent contenir les poumons

2. Le passage de l’oxygène de l’état de gaz (aérien) à l’état de gaz fixé dans le sang par l’hémoglobine.

L’étape pulmonaire en dehors de cas pathologiques ( affections pulmonaires), ou des conditions d’environnement (altitude, pollution, etc….) N’EST PAS UN FACTEUR LIMITANT de l’approvisionnement du muscle en 02.

  • Les facteurs circulatoires limitant sont :

1. Les variations de l’augmentation du débit sanguin (fréquence cardiaque et volume d’éjection systolique).

2. Amélioration de l’irrigation locale.

L’entraînement aérobie provoque à long terme une baisse du rythme cardiaque, une augmentation du volume systolique (V.F.S.), ainsi qu’une augmentation du pouvoir oxyphorique du sang (nombre de globules rouges transportés et meilleure qualité de l’hémoglobine).

  • Les facteurs tissulaires limitant sont :

La capacité que possède la cellule musculaire à utiliser l’oxygène, (en effet, l’utilisation de l’oxygène par la cellule musculaire, au moyen des mitochondries, « lieu du Cycle de Krebs », suite à de nombreuses réactions qui fournissent l’énergie au muscle par la transformation du glucose en gaz carbonique et en eau, glycolyse aérobie, est très variable selon les sujets et selon le type d’entraînement réalisé.

Les éléments propres de la cellule musculaire constituent peut-être les vraies limites de l’utilisation de l’oxygène et donc des performances aérobies.

La puissance maximale aérobie

Le rapport qui existe, pour les sports de longue durée comme LE CYCLISME, entre les possibilités d’absorption d’oxygène, et le niveau de la performance est très grand. Cela a conduit à quantifier la puissance maximale de travail qu’un individu peut fournir en sollicitant la filière aérobie. Cette quantité est appelée « Puissance Maximale Aérobie » (PMA ou VO2 MAX).

A cette puissance, on fait correspondre ,une consommation d’oxygène d’une manière très simple ; la quantité de ce gaz nécessaire pour fournir une puissance de 1 Watt étant connue :

La consommation maximale aérobie (PMA ou VO2 Max.) est donc la quantité maximale d’oxygène qu’un individu peut consommer pour effectuer un travail. Elle peut s’exprimer en litres par minute (l/min.) , mais cette consommation étant en partie fonction du poids du sujet (un individu plus lourd utilise plus d’oxygène pour un même effort), les chercheurs ont l’habitude d’exprimer la VO2MAX en: l.m.D’O2/MIN./par KG de poids de corps. Ce mode de calcul permet une comparaison plus aisée entre les individus.

Une fréquence cardiaque élevée indique à peu près sûrement qu’une fraction importante de la PMA est utilisée pour un travail donné.

La capacité maximale aérobie

La capacité maximale aérobie est le pourcentage le plus élevé possible de la PMA qui peut être soutenu très longtemps sans grande élévation du taux de lactates sanguins (acide lactique solubilisé dans le sang).

L’augmentation de la capacité maximale aérobie est un objectif important à réaliser en CYCLISME l’augmentation de la VO2 MAX pour un sujet est limitée. Après 5 ou 6 années d’entraînement intensif, celle-ci se stabilise, les progrès ultérieurs sont donc réalisés grâce à l’augmentation de la capacité maximale aérobie.

Deux athlètes ayant des VO2MAX différentes, peuvent néanmoins avoir, une consommation d’oxygène identique pour un effort donné, si la capacité aérobie de celui qui a une VO2 MAX moins importante lui permet une utilisation plus grande d’oxygène pour effectuer le même travail.

L’amélioration des possibilités aérobies d’un cycliste visent d’une part à élever les possibilités de transport de l’oxygène, et d’autre part à améliorer les possibilités d’utilisation de l’oxygène.

Ce qui implique 3 objectifs :

a. Élévation de la VO2 MAX

b. Utilisation du plus grand pourcentage possible de la VO2 MAX (pendant le travail) : CAPACITÉ /AÉROBIE

c. Améliorer la coordination et le rendement des processus respiratoires : économie d’oxygène

L’entrainement aérobie

Les processus oxydatifs (aérobies) sont mis en route dès le début de l’activité, mais ils atteignent leur plein rendement après 3 minutes d’effort. Le temps d’entraînement devra donc être supérieur à 3 minutes, mais plusieurs méthodes peuvent être utilisées :

1. Méthode continue

2. Méthode intermittente

D’autre part, il faut savoir qu’une relation linéaire existe entre la fréquence cardiaque et le pourcentage de la VO2 MAX utilisée. Ce fait permet d’estimer à partir de la fréquence cardiaque l’intensité du travail aérobie effectué.

Méthode continue

Durée du travail entre 20 minutes et plusieurs heures, ce type d’entraînement favorise l’augmentation de la capacité maximale aérobie.

Une personne entraînée peut effectuer pratiquement indéfiniment un effort qui peut aller jusqu’à 80% de sa VO2 MAX. Alors qu’un sédentaire ne pourra, lui, utiliser que 50 ou 60% de sa VO2 MAX.

Ce type de travail est donc indispensable, de plus il sert de base pour l’amélioration de la VO2 MAX.

Méthode intermittente de l’Interval-Training

Dans cette méthode le fractionnement du travail permet d’obtenir une puissance de travail plus élevée. Elle est donc indiquée pour le développement de la PMA, cependant l’utilisation d’intervalles courts, peut si l’on n’y prend garde développer d’autres filières énergétiques, à la place de celle que l’on prévoyait d’entraîner initialement.

Périodes de repos

Si les séquences de travail sont inférieures à 3 minutes, les intervalles de repos devront être de courte durée pour ne pas permettre aux mécanismes oxydatifs (O2 aérobie) de revenir à leur niveau de repos. Si le repos est trop long entre chaque répétition de l’effort l’organisme repasse par les phases ANAEROBIES, donc si la durée du repos excède 3 minutes, le système aérobie est moins sollicité. Alors que si l’on réduit les périodes de repos, les processus oxydatifs (O2 aérobie) n’ont pas le temps de s’arrêter ou de se ralentir, le travail reprend donc à un niveau élevé du système aérobie.

Les intensités du travail

Puissance surcritique

Travail au dessus de la consommation maximale d’oxygène, il y a donc une accumulation d’acide lactique qui peut aller jusqu’à l’arrêt de l’exercice (acidité trop importante du milieu cellulaire).

Pour des efforts inférieurs à 1 minute le sommet de l’absorption de l’oxygène se situe pendant le « contre effort » (repos).

Le travail doit être calculé pour que les conditions suivantes soient respectées :

1. Durée du repos au plus 1 minute 30

2. Durée de l’effort au plus 1 minute

3. Intensité de l’effort : au moins 180 pulse/min. en fin d’exercice, 120 à 140 en fin de repos.

Si l’interval-training est effectué d’une manière proche du geste de compétition, il y aura également :

  • développement de l’endurance organique
  • développement de l’endurance musculaire locale
  • travail du geste spécifique
  • hypertrophie musculaire entraînée par l’intensité des contractions répétées
  • obtention en un temps très court d’un volume cardiaque important
  • MAIS CETTE MÉTHODE NE PERMET PAS D’AMÉLIORER LES POSSIBILITÉS TISSULAIRES D’UTILISATION D’OXYGÉNÉ.

Puissance critique

Le travail se déroule au niveau de la VO2 MAX ou à un niveau très proche. Le transport de l’oxygène atteint ses valeurs maximales, ainsi que la fréquence cardiaque. Les intervalles de travail ne doivent pas être supérieurs à 6 ou 8 minutes selon les individus et les disciplines.

L’utilisation d’exercices intermittents permettra un prélèvement d’oxygène proche du maximum si les phases d’effort et de repos sont bien dosées.

Les exercices utilisés avec la puissance critique :

Intervalles longs: répétition d’exercices de 3 à 8 minutes à une intensité comprise entre 80 et 100% du maximum, selon la durée de 3 à 10 exercices.

Intervalles courts: exercices de 60 à 90 secondes avec 20 à 30 secondes de récupération. 10 ou 30 répétitions groupées par séries. Le repos doit être court et actif pour empêcher le niveau de la consommation d’oxygène de s’abaisser trop avant la reprise de l’exercice suivant. L’intensité de l’exercice pendant la période de récupération doit être assez proche de l’intensité de travail, voire « le plus proche possible » (tout en permettant la réalisation totale du travail: répétitions – séries – totalité de la séance), afin d’empêcher la consommation d’oxygène de s’abaisser trop avant la reprise de l’exercice suivant (dans la même série).

Intervalles courts-courts: 10 à 20 secondes de travail avec 5 à 15 secondes de récupération, répétition pendant 20 à 60 minutes. ATTENTION : si l’exercice dépasse 20 secondes on risque la création d’acide lactique, la puissance sera donc surcritique. Pour un temps de travail inférieur à 20 secondes il n’y a pas de formation d’acide lactique car l’hémoglobine (globules rouges du sang chargés d’02) se charge d’oxygène pendant la période de repos et empêche la création d’un déficit trop grand.

Puissances subcritiques

Effort d’intensité moyenne (50% à 80% du maximum) et de durée longue (au moins 30 minutes) permettant un travail de la capacité aérobie, avec une amélioration des facultés d’utilisation de l’oxygène au niveau du muscle. Ce travail doit être effectué à une fréquence cardiaque supérieure à 130 pulse/min., ce n’est pas une séance de récupération.

Pour une fréquence constante les performances s’amélioreront avec l’entraînement.

Ce type d’effort est à recommander en début de saison et/ou chez les débutants.

L’endurance intégrale

de VAN-AAKEN (AFVA)

Cette méthode est née d’une critique de l’interval-training, celui-ci provoque une hypertrophie cardiaque mais pas nécessairement une amélioration de la capacité aérobie et de l’utilisation tissulaire de l’O2.

Le but de cette méthode est d’augmenter le pourcentage de la VO2 MAX que l’athlète peut utiliser au cours d’un exercice LONG, voir TRES LONG sans élever son taux de lactates sanguins.

Ce procédé consiste à simuler le geste compétitif, mais sur une durée plus longue et avec une intensité plus faible (AFVA toujours sous le seuil anaérobie).