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CONDITION PHYSIQUE

Définitions Activité physique Toute action motrice qui entraine une dépense énergétique additionnelle par rapport au métabolisme de base Condition physique Capacité générale à s’adapter et à répondre favorablement à l’effort physique Santé Capacité prolongée d’un individu à faire face à son environnement à la fois physiquement, émotionnellement, mentalement et socialement (OMS) Sport Forme particulière d’activité physique La condition physique est liée à la santé et à la performance. ➢ Santé : réduction des risques de morbidité et de mortalité, amélioration de la qualité de vie. ➢ Performance : amélioration des performances pour l’entrainement et la compétition. Différentes dimensions de la condition physique : ➢ Coordination musculaire. ➢ Puissance musculaire. ➢ Endurance cardiorespiratoire. ➢ Force musculaire. ➢ Endurance musculaire. ➢ Mesures anthropométriques. ➢ Souplesse. ➢ Vitesse. ➢ Equilibre. L’ensemble des dimensions correspond à la condition physique et de la performance. Les 5 dimensions correspondent à la condition physique et la santé. Batteries de tests : ➢ Quelles dimensions tester ? ➢ A quelles fins tester ? ➢ Ordre des tests ? ➢ Dans quel environnement ? ➢ Validité, reproductibilité, spécificité et accessibilité des tests. ➢ Equations de prédiction. ➢ Administration et interprétation des tests. Condition physique et santé Santé

Hérédité Physique

Activité physique

I.

Club, école, en dehors de toutes institutions, vie quotidienne...

Condition physique Endurance aérobie, force, souplesse

Psychique

Sociale

Style de vie Alimentation, tabac, addiction,…

Il fait appel à une seule ou plusieurs dimensions de la condition physique. Le muscle est un transformateur d’énergie chimique en énergie mécanique, le rendement est relativement faible : 25% transformé en énergie mécanique, 75% transformé en chaleur. L’action du muscle se fait par l’intermédiaire du système musculo-squelettique à l’aide de l’ATP.

A. Contraction musculaire La contraction musculaire correspond au glissement des filaments entre eux. Les filaments épais sont composés de molécules de myosine et les filaments fins de molécules d’actine, de tropomyosine et de troponine. Raccourcissement des sarcomères

B. Energie pour l’exercice L’énergie correspond à la capacité à réaliser un travail. Un joule représente l’application d’une force de 1N sur une distance d’1m.

1.

Equivalences énergétiques

MET = 3,5 mlO2.kg -1.min-1 = 1 kcal.kg-1.h-1 = dépense énergétique au repos — 1 ml d’oxygène = 0,005 kcal — 1 calorie = 4,2J 1 Watt = 1 J.s-1 = 0,0143 kcal.min-1 2.

Catabolisme de l’ATP

Adénosine–P–P–P +

énosine–P–P + Pi + H+ + énergie

ATPase 3.

Renouvellement de l’ATP en permanence

Aliments : glucides lipides protides

Carburant 4.

Caractéristiques des filières

ATP ADP+Pi

Energie

Chaleur et fonctions physiologiques

Travail

Puissance Nombre de molécules d’ATP resynthétisées par unité de temps. Capacité Nombre total de molécules d’ATP qu’une filière énergétique permet de resynthétiser. Inertie Délai après lequel la filière énergétique atteint sa puissance maximale. Facteur limitant Ce qui empêche de maintenir la puissance maximale indéfiniment. 5.

Les filières

Filière anaérobie alactique – 100m Sans production de lactate et sans utilisation d’oxygène de l’air ➢ ATP. ➢ Créatine phosphate : CP + ADP => ATP + C ➢ ADP : 2 ADP => ATP + AMP Filière anaérobie lactique – 400m Avec production de lactate et sans utilisation d’oxygène de l’air ➢ Glycogène musculaire : 3 ATP par molécule de glucose. Filière aérobie – 1500m Avec utilisation d’oxygène de l’air ➢ Bilan à partir du glycogène : 39 ATP. ➢ Bilan à partir du glucose : 38 ATP. ➢ Bilan à partir d’un acide gras : 129 ATP.

Filières

Anaérobie alactique Anaérobie lactique ATP Créatine Phosphate Glycogène musculaire Substrats ADP Puissance Max 100kcal.min Max 50kcal.min Capacité 7 à 10 sec 2 à 3 min Nulle (puissance arrive Inertie 20 sec – 1 min directement) Facteurs limitants ATP et CP pH diminue et Lactate 6. Réserves énergétiques (70kg, 28kg de masse musculaire, 15% de masse grasse) Substrats

Masse (kg)

Aérobie Glucides Lipides Max 35kcal.min Quelques heures 3 – 5 min (enfant + marathonien environ 1min) Thermolyse

Energie disponible kJ (kcal)

Triglycérides Protéines Glycogène hépatique Glycogène musculaire PC ATP

10,5 6 0,100 0,500 0,087 0,076

338 500 (80 890) 78 250 (18 720) 1 700 (407) 8 500 (2 033) 17 (4,1) 5 (1,2)

C. Interaction entre les filières

Puissance (kcal.min-1) Anaérobie alactique

Anaérobie lactique

Aérobie

Temps (s) 10s 1.

Apport d’énergie : exemple de la course Distance de course 100 m 400 m 800 m 1 500 m 3 000 m 10 000 m

2. Efforts ➢ ➢ ➢ ➢

2, 3 min

Aérobie 10 à 15% 25 à 35% 40% 60% 75 à 80% 90 à 95%

Anaérobie 85 à 90% 65 à 75% 60% 40% 20 à 25% 5 à 10%

Utilisation des filières : exemple d’un joueur de Nationale 1 de Rugby : 40% au total. 40% de sprints. 5% de chocs et de lutte. 40% de courses rapides. 15% de courses lentes.

Récupération : 60% au total. ➢ Active. ➢ Passive.

II.

Elaboration d’une batterie de condition physique

Le développement des batteries de tests de forme a commencé aux USA après la 2nde guerre mondiale, suite à une publication de KRAUS qui comparait les résultats de jeunes américains avec les homologues européens de même âge (KEMPER et VAN MECHELEN 1996). Un conseil de la forme physique et des sports fut créé en 1956 et l’American Alliance for Health, Physical Education, Recreation and Dance ( AAHPERD) présenta aux tests de forme chez les jeunes.

D’une forme relative à la performance, on s’orientera à une forme relative de la santé, en incluant l’endurance cardiorespiratoire, la composition corporelle et la force musculaire. En Europe, le développement de ces tests de condition physique ne survint que 20 ans plus tard. La Belgique et les Pays-Bas publièrent leurs batteries de tests dans les années 60, suivis des autres pays. Un plus grand effort de coordination commencera en 1978, quand, sur une initiative du Conseil de l’Europe, le Comité de Développement du Sport (CDDS), les débuts et concepts d’une batterie de tests appelés EUROFIT furent formulés. Un des premiers objectifs du projet EUROFIT était l’identification des dimensions fondamentales de la condition physique (RENSON 1987 – 1988). 1978 : les objectifs sont définis. ➢ Sur le plan individuel, la mesure de son aptitude peut aider l’enfant à adopter une attitude positive envers son corps, à prendre conscience de sa condition physique, ainsi qu’à augmenter sa motivation d’entretien ou améliorer sa forme. D’autre part, les tests peuvent inciter les parents à s’intéresser et à participer activement à l’évolution de l’aptitude physique de leurs enfants (et même à améliorer la leur). ➢ Les tests peuvent mettre en évidence des problèmes de santé individuels ou collectifs (à la suite soit d’une enquête isolée , soit d’une série d’enquêtes de suivi), suggérer des remèdes possibles et contrôler l’efficacité de ces derniers. ➢ En ce qui concerne la pratique des sports , les tests peuvent faire apparaitre des points faibles ou la faiblesse générale de l’aptitude physique et éviter ainsi des accidents sportifs. A l’inverse, ils peuvent révéler des potentialités que l’enfant voudra peut-être exploiter. ➢ Les tests EUROFIT peuvent aussi être adaptés à l’usage d’enfants handicapés, y compris handicapés mentaux, et servir à la mise au point d’activités physiques leur convenant.

Dimensions Endurance cardiorespiratoire Force Endurance musculaire Vitesse Coordination Souplesse Equilibre Mesures anthropométriques

Tests Course navette 20m Test sur ergocycle (PWC170) Dynamométrie manuelle Saut en longueur sans élan Suspension bras fléchis Nombre de redressements en 30sec station assise Course 10 fois 5min Frappe de plaques Flexion du tronc Test d’équilibre flamingo Taille Masse Tour de taille Tour de hanches % masse grasse (plis cutanés)

Les tests permettent de donner un profil, avec des différentes catégories de niveau.

III.

Qualité des tests de condition physique

A. Validité des tests Le test mesure bien ce qu’il est censé mesurer. Un test valide pour mesurer la puissance maximale aérobie mesurera ou estimera la VO 2max. Un test valide pour mesurer le temps de réaction indiquera le temps entre le stimulus et la réponse.

B. Reproductibilité/fidélité des tests 1.

Procédure pour établir la reproductibilité d’un test

Test-retest : deux tests sont réalisés par un même sujet, dans les mêmes conditions, mais avec un certain laps de temps entre les tests. Les résultats sont bien mis en relation afin de déterminer leur similarité : un test reproductible donne des résultats stables et précis. Les aspects de maturation, de croissance, d’apprentissage, d’entrainement doivent être pris en compte si le délai entre les deux tests s’allonge. 2.

Facteurs de variations

Certains attributs mesurés sont plus sujets à variations : ➢ Les variations « biologiques » de performance. ➢ La qualité et la précision des instruments de mesure. ➢ Le bon suivi par l’administrateur du test d’un protocole de mesure. 3.

2

Relation entre validité et fidélité

Un test valide est forcément reproductible (1)

1

Un test reproductible n’est pas forcément valide (2)

C. Spécificité des tests Le test doit renseigner sur une qualité physique déterminée. Le test navette de 20m renseigne sur l’endurance respiratoire et non sur la souplesse.

D. Accessibilité des tests Le test peut être réalisé sans matériel, personnel ou installation spécialisée. Intérêts des tests de terrain : un nouveau test doit être plus facile à être administré, moins coûteux, nécessiter moins d’équipements, ou moins solliciter les participants en terme de temps. On peut estimer une VO 2max avec une course de 12min (COOPER).

E.

Différenciation des groupes

Le test doit permettre de déceler les degrés d’aptitude physique chez les individus normaux et de différencier les groupes.

IV.

Les tests de condition physique

Ils doivent permettre de comparer les résultats obtenus par différents investigateurs, mais aussi de comparer l’estimation des paramètres difficilement mesurables sur le terrain. Par rapport aux tests de laboratoire, les tests de terrain servent plus facilement à évaluer de grandes cohortes comme dans les enquêtes normatives des populations ou dans le suivi des sportifs, mais ils sont aussi plus utiles et spécifiques pour établir et individualiser les charges d’entrainement. Ils sont plus motivants et sont potentiellement plus spécifiques à la gestuelle d’un sport donné. Ils sont plus accessibles en terme d’équipement, de coût et de connaissances de la part des administrateurs. Les tests de terrain mesurent une performance physique (nombre de paliers, vitesse maximale atteinte, temps minimal, hauteur de saut...) plutôt que des variables physiologiques comme la VO2max ou la puissance anaérobie alactique qui peuvent cependant être estimées à partir de la performance de terrain .

Tester quoi ? Comment ? Quelles composantes tester ? But des tests ? Ordre des tests ? Environnement des tests ? Validité, reproductibilité, spécificité et accessibilité des tests ; Equations de prédiction et limites ; administration des tests ; interprétation ; utilisation. Intérêts informationnels : ➢ Contrôler son état fonctionnel. ➢ Permettre d’individualiser le travail. ➢ Mesurer l’efficacité d’un processus d’entrainement. Intérêts motivationnels : ➢ Stimulation des capacités de l’individu (tests maximaux). ➢ Préparation mentale à la compétition. Intérêt de connaissance : ➢ Résultats de son entrainement.

A. Tests anaérobie Exercices à intensité élevée de durée comprise entre : ➢ 3 et 20 secondes : dominante anaérobie alactique. ➢ 20 secondes et 2 ou 3 minutes : dominante anaérobie lactique. 1.

Tests d’anaérobie alactique Chronométrage sur de courtes distances But : courir en ligne droite le plus rapidement possible Consignes : départ, position, distance, durée Résultats : temps, vitesse moyenne Course de 50m Consignes Résultats FSSEP 1993

Course navette 10*5m (vitesse et coordination)

Consignes

Parcourir le plus rapidement possible une distance de 50m Déclenchement du chronomètre lorsque le pied arrière décolle du sol Ralentir après avoir passé la ligne et non avant Filles 7,6 secondes Garçons 6,6 secondes Réaliser le plus rapidement possible 10 courses de 5m entre deux lignes séparées de 5m Se mettre en position de départ derrière la ligne en plaçant un pied juste derrière celle-ci Courir le plus vite possible jusqu’à l’autre ligne en la passant des deux pieds et en revenant le plus rapidement possible à la ligne de départ Effectuer 5 cycles Ne pas ralentir en franchissant la ligne terminale la 5ème fois mais décélérer après

Pour faire le meilleur temps : maintenir le pourcentage de VMA max le plus longtemps possible. 2.

Tests d’anaérobie lactique Chronométrage sur des durées d’exercices comprises entre 20 secondes et 2–3 minutes But : courir le plus rapidement possible Consignes : départ, position, distance, durée Résultats : temps, vitesse moyenne

B. Tests aérobie (endurance cardiorespiratoire) 1.

Consommation maximale d’oxygène

Plus haut niveau de consommation d’oxygène qu’un individu peut atteindre lorsqu’il réalise un exercice au niveau de la mer Modes d’expression : VO2max absolue en l.min-1 VO2max relative en ml.kg-1.min-1 Valeurs limites : Pour les filles : 30 ml.kg-1.min-1 soit une VMA de 9 km/h Pour les garçons : 35 ml.kg-1.min-1 soit une VMA de 10 km/h Valeurs supérieures pouvant aller jusqu’à 90 ml.kg-1.min-1 2.

Vitesse maximale aérobie

Plus petite vitesse permettant de solliciter la VO 2max lors d’un exercice triangulaire Valeurs limites : Enfants de 6 ans : 8 km/h En général : 25 km/h maximum Evolution : à partir d’une trentaine d’années elle diminue, c’est relatif à la masse corporelle, perte d’environ 1 à 2% par an. 3.

Endurance aérobie

Temps limite de course à un pourcentage donné de la vitesse maximale aérobie 4.

Relation VO2 = ƒ(vitesse)

Ordonnée à l’origine : métabolisme de repos = 3 à 5 ml.kg-1.min-1 Augmentations progressives de : ➢ La consommation d’oxygène avec la vitesse de course. ➢ La fréquence cardiaque.

La VMA constitue la plus petite vitesse qui permet de mesurer la VO2max.

Chez les adultes : la relation se termine par un plateau qui détermine la consommation maximale et donc la VMA. Chez les enfants : on ne trouve pas de plateau mais un pic de consommation d’oxygène et dès que l’exercice prend fin cette consommation chute. Pour avoir la VMA, on fait la moyenne des deux plus grandes valeurs atteintes de la VO 2max.

5.

Economie de course

Consommation d’oxygène requise pour réaliser un exercice à une intensité donnée ml.kg-1.min-1 ➢ C’est la VO2 à une vitesse donnée.

Le sujet B (en blanc) a une consommation d’oxygène moins importante que le sujet A (en noir) pour une même vitesse donnée => son économie de course est plus importante et donc meilleure.

6.

Coût énergétique de la course

Quantité d’oxygène requise pour parcourir une distance donnée = c’est la pente de la relation VO2/vitesse, indépendant de la vitesse de course et n’est pas influencé par l’entrainement. ml.kg-1.m-1 Coût énergétique de la course =

𝐕𝐎𝟐 𝒗𝒊𝒕𝒆𝒔𝒔𝒆

=

𝑽𝑶𝟐𝒎𝒂𝒙 𝑽𝑴𝑨

. L’enfant consomme plus (0,28 environ) que le jeune adulte (0,23 environ) car il a un coût énergétique plus important. 7.

Mesures de la VMA

But Consignes Déroulement Installations Résultats

But Consignes Déroulement Installations Résultats

But Consignes Déroulement Installations Résultats

Test de LEGER et BOUCHER 1980 Test de puissance maximale aérobie Courir le plus longtemps possible Respecter le rythme imposé de la course Augmentation de la vitesse d’1 km/h toutes les 2min Piste de 400m banalisée tous les 25m Vitesse du dernier palier accompli 15 km/h garçons 12 km/h filles Test de BRUE 1985 Test de puissance maximale aérobie Courir le plus longtemps possible Respecter le rythme imposé de la course Courir derrière un vélo Départ à 8 km/h Augmentation de la vitesse de 0,3 km/h toutes les 30 secondes Vitesse du dernier palier accompli Test de CAZORLA 1990 Test de puissance maximale aérobie Courir le plus longtemps possible Respecter le rythme imposé de la course Départ à 8 km/h Augmentation de la vitesse de 0,5 km/h toutes les minutes Piste banalisée tous les 20m Vitesse du dernier palier accompli

Test de CHAMOUX et collaborateurs 1995 Test de puissance maximale aérobie But Parcourir la plus grande distance possible en 5 minutes Consignes Parcourir la plus grande distance possible en 5 minutes Déroulement Adopter une vitesse moyenne relativement élevée tout de

Installations Résultats

suite ce qui nécessite un échauffement Piste de 400m banalisée tous les 25m VMA = vitesse moyenne de la course

Test de LEGER et collaborateurs 1984 : test navette 20m Batterie EUROFIT Test de puissance maximale aérobie Non valide pour mesurer la VMA directement But Courir le plus longtemps possible Respecter le rythme imposé de la course Consignes Bien s’échauffer Départ à 8,5 km/h (6 pour les enfants) Déroulement Augmentation de la vitesse de 0,5 km/h Installations Deux lignes éloignées de 20m Vitesse maximale = vitesse du dernier palier accompli Résultats VMA = 2,4 * VM – 14,7

8.

Estimations de VO2max

A partir du test de LEGER et BOUCHER : VO2max = 3,5 * VMA Filles : 47 ml.kg-1 .min-1 Garçons : 54 ml.kg-1.min-1 A partir du test de course navette de LEGER et coll: VO2max = 6 * Vnavette – 24,4 Filles : 42 ml.kg-1 .min-1 Garçons : 52 ml.kg-1.min-1 9.

Estimation de l’endurance aérobie

Temps limite d’exercice – temps limite de course Temps de maintien de course à un pourcentage de VMA Vitesse critique Pente de la relation : distance limite de course – temps limite de course Index d’endurance Pente de la relation : pourcentage de VMA – logarithme népérien du temps limite

Temps limite à 100% de VMA Estimation de l’endurance aérobie Indépendant de l’âge et du sexe à partir de la puberté Indépendant du niveau d’entrainement But Courir le plus longtemps possible à allure constante Consignes Respecter le rythme imposé de la course Temps de course Résultats Compris entre 4 et 8 minutes en moyenne

La vitesse critique représente la puissance maximale du sujet : plus on a une vitesse critique élevée, plus la VMA est élevée, plus la puissance maximale aérobie est élevée. Plus la vitesse critique exprimée en pourcentage de VMA est élevée plus on est endurant. L’intérêt de la vitesse critique, c’est surtout l’estimation de nos performances.

Index d’endurance IE

𝐈𝐄 =

%𝑽𝑴𝑨𝟐 − %𝑽𝑴𝑨𝟏 𝐥𝐧 𝒕𝟐 − 𝐥𝐧 𝒕𝟏

Performance sur 2000m = 6 minutes soit 20 km.h-1 donc 100% de VMA Performance sur 5000m = 15 minutes 57 secondes soit 18,8 km.h-1 donc 94% de VMA 100−94 IE = = – 6,13 ln 6− ln 15,95

Relation temps limite – ln(%VMA) Pour un même pourcentage de VMA, les filles tiendraient plus longtemps que les garçons : c’est ce que l’on peut obs...