A la découverte de l'endurance








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date de publication02.01.2017
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Zatopek N°15
A la découverte de l'endurance

Par Gilles Goetghebuer
Comme beaucoup de choses que l'on croit bien connaître, le concept d'endurance pose problème lorsqu'on doit en préciser le sens: "L'endurance? Ben, euh, c'est la caractéristique de celui qui est, euh, endurant." Mais encore?
Les auteurs des manuels de physiologie comparent parfois l'homme à une machine. Une voiture par exemple. Ils associent alors les paramètres physiologiques aux caractéristiques mécaniques en faisant le lien entre la VO2 max et la cylindrée. Simple, clair et efficace, le message permet aux athlètes de bien comprendre l'avantage, pour être performants, d'être équipés d'un gros moteur. La même remarque s'applique aussi au gaspillage énergétique. Imaginez-vous au volant d'une voiture puissante mais bridée par le fait qu'on a oublié de retirer le frein à main. La vitesse s'en ressentira et on risque de se faire dépasser par une voiture moins performante mais plus efficace. Ce type de situation se rencontre aussi chez les coureurs à pied. Certains sont plus rapides que d'autres, quand bien même ils disposent d'aptitudes aérobies plus faibles. Leur secret? Une façon de courir plus économique, tout simplement. Disons qu'ils ont relâché le frein à main… Jusqu'ici, la comparaison avec la voiture tient donc parfaitement la route. Mais il existe un troisième et dernier facteur déterminant pour la performance et pour lequel on ne possède pas d'équivalent mécanique: il s'agit précisément de l'endurance, c'est-à-dire la capacité de courir vite ET longtemps. Or les performances interindividuelles fluctuent beaucoup sur ce point. Certains athlètes sont tout à fait capables de tenir des intensités proches de leur maximum sur des longues distances. Pour d'autres, le déclin est plus brutal. Comme nous le disions plus haut, cette caractéristique révèle les limites de l'analogie voiturière. Car, n'en déplaise aux amoureux de belles machines, nos automobiles ne sont pourvues d'aucune âme. Des qualités comme la volonté ou le courage ne sont pas applicables en ce qui les concerne. La notion de fatigue leur est aussi assez étrangère. Or c'est précisément ce que recouvre le concept d'endurance. Dans cet article, nous verrons qu'on peut lui donner une définition précise, la mesurer et même la comparer entre athlètes. Mais attention! La façon de procéder n'est pas toujours très facile à comprendre. D'ailleurs, les lecteurs qui seraient définitivement brouillés avec les mathématiques sont invités à sauter le paragraphe suivant pour reprendre la lecture directement après l'intertitre "Attention, descente dangereuse". Les autres, accrochez-vous!
Plus c'est long, plus c'est lent
Même sans être un grand spécialiste de l'effort de longue durée, chacun réalisera aisément que la vitesse baisse en fonction des distances. Ainsi un athlète pourra rester à 100% de sa vitesse maximale aérobie (VMA) sur un parcours de deux kilomètres environ, avant de devoir lever le pied. En règle générale, on court un 3000 mètres à 98% de VMA; un 5000 mètres à 94% de VMA; un 10000 mètres à 92% de VMA; et ainsi de suite. Le chercheur suédois Bengt Saltin fut le premier à tenter de mettre ce déclin en équation. Son équation, la voici: intensité de l'effort (exprimé en fraction de VO2 max) = 0,940   (0,001 x temps (exprimé en minutes). On peut ainsi pronostiquer que, sur une heure de course intensive, un athlète évolue logiquement à 88% de sa VMA = 0,940 - (0,001 x 60). Et celui qui boucle son marathon en trois heures sera vraisemblablement à 76% (= 0,940 – (0,001 x 180)). Notez que l'équation de Saltin ne vaut que pour des efforts d'une durée minimale de 30 minutes et maximale de 5 heures. D'autres auteurs ont élaboré une approche similaire pour les épreuves dites "d'ultra-endurance". Cette fois-ci, l'abaissement du niveau de performance se décline comme suit: intensité de l'effort (toujours en fraction de VO2 max) = 91,24   (3,79 t) + (0,08t²). Ici, le temps (t) est exprimé en heures. Un 100 bornes disputé en neuf heures laisse penser que l'athlète évolue à 64% de sa VMA = 91,24 - (3,79 x 9) + (0,08 x 81). Tout cela est très intéressant mais, il faut bien le reconnaître, sans réelle utilité pratique pour l'athlète, dans la mesure où il s'agit d'un travail d'estimation sur des larges populations et que ces calculs ne disent rien sur ses qualités propres à se situer un peu plus haut ou un peu plus bas que ces valeurs moyennes. Il lui serait plus utile de disposer d'un indice pour lui permettre de se situer précisément sur une échelle de l'endurance et, le cas échéant, pouvoir se comparer aux autres. Une solution originale a été proposée par un doctorant canadien, Guy Thibault, et un physiologiste français émigré au Québec, François Péronnet, avec le concept d'"indice d'endurance". Comme Saltin, les deux hommes se sont basés sur le déclin de la vitesse de course en fonction des distances. Mais cette fois, ils se sont intéressés à chaque athlète en particulier. Première étape, on relève ses meilleurs chronos sur différentes distances entre le 3000 mètres et le marathon. On convertit ensuite ses chronos en une vitesse et on pointe les valeurs sur un schéma. On obtient une courbe qui descend d'abord de façon abrupte, avant de s'écraser progressivement à mesure que les distances augmentent. Péronnet eut alors l'idée géniale d'exprimer les durées non plus en valeurs brutes mais sur une échelle logarithmique (1). Cette petite manipulation lui permet d'aligner les points et d'obtenir une droite. Ensuite, il a calculé la pente de cette droite qu'il a considérée comme l'indice endurance de l'athlète (2). Le mode de calcul est expliqué précisément dans le livre de référence Le Marathon, paru aux Editions Vigot au début des années 90 (3). Ainsi un athlète qui effectue un 2000 mètres en 6 minutes, soit à une allure de 20 km/h et qui court le 5000 mètres en 16 minutes se verra attribuer un indice endurance de  6,131. Remarquez que cette valeur est toujours négative. Normal. Elle traduit une perte de vitesse et donc une diminution du pourcentage d'utilisation de VO2 max au cours du temps. En général, on n'en précise pas l'unité (%VO2max/ln(T). On retient le résultat brut qui traduit la décroissance de l'intensité de l'effort en fonction de la durée. Pour rendre les choses encore plus claires, le livre marathon faisait la comparaison entre deux géants de l'histoire du marathon: les Américains Bill Rodgers et Alberto Salazar. A eux deux, ils totalisent sept victoires dans le prestigieux marathon de New York. Ils présentaient pourtant un profil très différent. Ainsi Bill Rodgers possédait une VO2 max de 79 ml/mn.kg seulement contre 82 ml/mn.kg pour Salazar. Cela représente une différence de VMA de l'ordre de 0,8 km/h, normalement rédhibitoire à ce niveau d'excellence! Or leurs meilleurs chronos sur marathon étaient sensiblement les mêmes. François Péronnet fournit une explication en calculant leur indice d'endurance personnel à partir de leurs records sur différentes distances intermédiaires. Cette fois, les chiffres étaient clairement en faveur de Rodgers (-4,44 contre -5,66). En clair, Rodgers compensait ses moins bonnes dispositions énergétiques grâce à cette qualité d'endurance hors-normes.

Attention, descente dangereuse
Avant de reprendre le cours de la lecture, souhaitons la bienvenue aux lecteurs qui ont sauté le paragraphe précédent. Et rassurons-les en leur disant que celui-ci présentait seulement le mode de calcul pour traduire l'endurance en un paramètre précis. A ce stade, il suffit de retenir que cette valeur est toujours négative, qu'elle varie entre -4 et -12 et que l'endurance faiblit à mesure que l'on s'enfonce dans les abysses. Une endurance égale à zéro étant évidemment inaccessible. Cela signifierait qu'on court à la même vitesse quelle que soit la distance. Grâce à ces explications, n'importe qui, équipé d'une calculatrice peut s'amuser à déterminer son endurance. Mais il faut impérativement disposer de chronos vraiment représentatifs de sa valeur, réalisés sur des distances entre le 3000 mètres et le marathon. Guy Thibault a appliqué ces formules aux plus grands champions de l'histoire de l'athlétisme. Première constatation: tous ne se caractérisent pas par une endurance exceptionnelle. En fait, ces valeurs varient selon un large spectre avec des indices très hauts qui en côtoient d'autres parfaitement ordinaires. Deuxième remarque: les hommes et les femmes luttent à égalité. Ainsi les différences de performances entre les sexes ne sont pas explicables par ce paramètre. Le sexe faible ne l'est pas lorsqu'il s'agit de tenir le plus longtemps possible à des intensités proches du maximum. Quant au troisième point, c'est de loin le plus délicat à analyser. Il s'agit effectivement de savoir ce qui détermine cette endurance et comment, le cas échéant, l'améliorer par l'entraînement. De prime abord, on serait tenté de penser qu'elle dépend essentiellement du mental. Après tout, il s'agit de résister à un effort qui devient de plus en plus douloureux au fil du temps. D'où notre surprise lorsque le Professeur Thibault précise: "Le mental ne joue pas un rôle prédominant, à mon avis. Je pense que tous les athlètes affichent sensiblement la même motivation et la même résistance à la souffrance. Mais ils sont confrontés à des phénomènes purement biologiques. Ce que l'on présente classiquement comme une meilleure aptitude à la souffrance m'apparaît plutôt comme le résultat d'une empreinte physiologique qui caractérise les individus de manière inégale. Personnellement, j'envisage l'endurance de la même manière que la taille de la personne ou la couleur de ses yeux. Bref, il s'agit d'une caractéristique essentiellement héréditaire." Nous serions donc dépositaires d'une endurance donnée sans possibilité d'y changer quoi que ce soit. "Celle-ci dépend de notre typologie musculaire. Dans les études que nous avons menées sur des spécialistes de toutes les distances, du sprint jusqu'au marathon, nous nous sommes aperçus que leur valeur d'endurance reflétait très précisément le pourcentage de fibres lentes et de fibres rapides, en l'occurrence dans le muscle gastrocnémien du mollet." Conclusion: notre aptitude à bien courir serait donc conditionnée par trois facteurs: le moteur (ou VO2 max), le coût énergétique (le style) et l'endurance. On peut très nettement améliorer le premier paramètre. C'est d'ailleurs le principe de tous les programmes d'entraînement. Dans une moindre mesure, on peut aussi améliorer le deuxième. A condition bien sûr de travailler consciencieusement sa technique par le biais d'exercices spécifiques et de musculation: skipping, multibonds, saut à la corde, plyométrie, etc. En revanche, on ne peut malheureusement pas faire grand-chose pour le troisième facteur qui restera plutôt constant tout au long de la vie et au fil des saisons. Après lecture de cet article, vous saurez au moins lui donner une définition. C'est déjà quelque chose!
(1) Sur une échelle logarithmique, les chiffres sont remplacés par leur exposant en base e (e = 2,71828...). Cette fonction baptisée "Log" (avec majuscule) ou "ln" se retrouve dans les logiciels comme "Excel".
(2) En mathématiques, la pente de la droite désigne le coefficient directeur, c'est-à-dire le nombre par lequel il faut multiplier un repère sur l'axe des abscisses (x) pour obtenir la valeur d'ordonnée (y) d'un point donné dans un repère orthonormé.
(3) Le Marathon est paru une première fois en 1983, signé de quatre auteurs: François Péronnet, Guy Thibault, Marielle Ledoux et Guy Brisson. Dans cet article, nous faisons référence à la deuxième édition, nettement plus complète, celle de 1991. L'ouvrage a aussi été traduit en anglais, en espagnol et en néerlandais.
Et la courbe devient droite
Ces deux schémas représentent exactement la même chose, c'est-à-dire la diminution de la vitesse de course d'un athlète en fonction de la durée. La seule différence réside dans le choix de l'unité sur l'axe des abscisses. Dans le second schéma, on traduit le temps en une valeur logarithmique. Petite cause, grands effets. Car la courbe prend aussitôt l'apparence d'une droite, ce qui facilite ensuite l'utilisation des fonctions arithmétiques.

En belles compagnies
Dans son projet d'établir un profil physiologique précis des plus grands athlètes de l'histoire, Guy Thibault a collectionné toutes leurs meilleures performances de l'histoire. Après ce premier travail de recherche, il a pointé sur un schéma la régression de la vitesse en fonction de la distance, ce qui lui permet de déterminer une VMA virtuelle pour un effort d'une durée de 7 minutes. A partir de cette mesure, il lui était donc possible de déterminer leur VO2 max de façon relativement précise grâce à la formule proposée par le Britannique Pugh (prononcer "Piou") qui établit le lien entre la vitesse et la consommation d'oxygène: VO2 (mL/kg/min) = -3,99 + 0,2194 x vitesse de course (en mètres par minute). En procédant de la sorte pour tous les grands champions de l'histoire, Guy Thibault a établi ce palmarès intergénérationnel dans lequel il s'est ensuite subrepticement glissé.






Endurance

VO2max

William Kiplagat

-4,43

78,94


Jacqueline Gareau

-4,54

67,55

Dionisio Castro

-4,65

79,95

Paula Radcliffe

-4,85

74,59

Émilie Mondor

-5,33

72,13

Félix Limo

-5,75

82,31

Emil Zatopek

-5,82

77,93

Domingos Castro

-5,85

82,00

Paul Tergat

-5,98

84,38

Guy Thibault

-5,98

71,58

John Treacy

-6,12

81,92

Henry Rono

-6,14

83,02

Haile Gebrselassie

-6,15

85,14

Bekele Kenenisa

-6,85

85,29

Steve Prefontaine

-6,97

81,74

Saïd Aouita

-7,15

84,29

Benjamin Limo

-7,43

84,10

Ron Clarke

-7,56

82,12


Ne les ratez pas!

1/ Sur le site Zatopek.be ou Zatopek.fr, vous pouvez télécharger gratuitement les tableaux avec toutes les données qui ont servi à ces calculs sur les grands champions du passé. Un inestimable document!

2/ Vous trouverez aussi un deuxième document qui vous permettra d'estimer votre propre endurance –bonne, moyenne ou faible- en vous basant sur vos meilleurs chronos ainsi que sur la valeur de VO2 max (ou de VMA).

3/ Enfin, nous avons concocté un petit programme qui permet de mesurer votre index d'endurance de façon précise et individualisée. Il vous suffit d'introduire vos meilleurs chronos sur les différentes distances et notre logiciel se charge du reste: transcription des temps sur une échelle logarithmique, constitution de la droite et calcul de la pente.

Pour en savoir plus

Le livre Le Marathon est devenu pratiquement introuvable. Heureusement, il existe ce Manuel d'entraînement cardio pour les sports d'endurance écrit par Guy Thibault qui reprend de façon synthétique l'essentiel de ce que l'on doit savoir si on ambitionne de s'entraîner de façon un tant soit peu rigoureuse: des conseils, des programmes d'entraînement, les notions essentielles de physiologie (notamment un chapitre sur l'endurance)… C'est vraiment le bouquin idéal pour les vététistes, les skieurs de fond, les cyclistes, les triathlètes… Et les coureurs à pied aussi, bien entendu!

Entraînement cardio sport d'endurance et performance

Collection Géopleinair, Vélo Québec éditions, 2009

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