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Comment bien différencier les domaines d'intensité ?

Prescrire des intensités d’entrainements pour obtenir des adaptations physiologiques souhaité est essentiel mais bien plus complexe qu’il n’y parait.

De nombreuses études rapportent que des adaptations physiologiques induites par l'entraînement tels que la V̇O2max, la fonction cardiaque, la fonction respiratoire, la fonction cognitive, la sensibilité à l'insuline, la fonction et la densité mitochondriale sont influencés par la fréquence, la durée, le volume et l'intensité du stimulus d'exercice, et parfois aussi l’environnement (altitude, chaleur...). Il est relativement simple de prescrire la fréquence, la durée ou le volume de l'entraînement, car ces facteurs peuvent être modifiés en manipulant le nombre de séances par semaine, la durée de chaque séance ou le travail total effectué sur une période donnée (par exemple, par semaine). Cependant, pour un entraineur, prescrire précisément l'intensité de l'exercice est plus complexe et il existe une controverse concernant la fiabilité et la validité des nombreuses méthodes utilisées pour déterminer et prescrire l'intensité des exercices.

En premier, il est important de définir les 3 domaines d’intensités majeurs qui sont définis par des perturbations homéostatiques comme la cinétique de la consommation d'oxygène et la réponse de la lactatémie (Figure 1).  

Un second article expliquera les différentes zones d’intensité. Un troisième article traitera des méthodes pour délimiter les frontières entre les différentes zones intensités.

Figure 1. Prescrire l'intensité de l'exercice en fonction des domaines d'intensités physiologiques. Chaque domaine peut être caractérisé par une cinétique spécifique d'oxygène (VO2) et lactatémie. Le domaine modéré peut être caractérisé par un plateau de VO2 et une lactatémie proches des niveaux de base. Le domaine élevé est caractérisé par une composante lente de VO2 puis un état d'équilibre, une augmentation de la lactatémie au-dessus du niveau de base avec un plateau suséquent. Le domaine extrême est caractérisé par une composante lente sans un état stable de VO2 et une augmentation continue de la lactatémie. Le domaine sprint est caractérisé par des efforts d'engagements maximales sans atteinte de VO2 max.

Les domaines d'intensité

On peut définir 3 domaines d’intensités majeurs définis par des perturbations homéostatiques.

Il existe une relation claire entre l'augmentation de l'intensité de l'exercice et l'ampleur des perturbations homéostatiques en réponse à l'exercice, celles-ci incluent des réponses en termes de concentration (Lactate), des changements dans les substrats intramusculaires (PCr intramusculaire, lactate, ATP), et contrainte mécanique. Toutes ces perturbations sont des indicateurs pertinents de l'intensité de l'exercice car ils reflètent l’activité des filières énergétiques, mais ces indicateurs ne peuvent pas être utilisé régulièrement pour quantifier l'intensité de l'exercice principalement à cause de la nature invasive des techniques nécessaires pour obtenir certaines mesures (par exemple, des biopsies musculaires). Pour cette raison, des réponses systémiques moins invasives, telles que la V̇O2 et la concentration sanguine de lactate (lactatémie), qui sont associées à des changements intramusculaires, sont généralement utilisées comme indicateurs de perturbations homéostatiques en réponse à différentes intensités d'exercice (figure 2). En effet, la cinétique d'absorption d'oxygène et les réponses de la lactatémie reflètent les perturbations intramusculaires et peuvent être surveillées avec une relative facilitée. Ainsi, les 3 domaines d’intensités sont principalement dérivés des mesures de VO2 et lactatémie.

Figure 2 (A&B). Réponse de la VO2 (A) et lactatémie (B) pendant un effort d'intensité modéré (ligne verte), élevée (ligne jaune) et élevée (ligne rouge).

Intensité modérée

À une intensité modérée, on observe un plateau de VO2 et une lactatémie proche du niveau de base indiquant :

  • Une production d'ATP principalement atteinte par la phosphorylation oxydative.
  • Un recrutement des fibres musculaires de type I.
  • Un faible taux d'épuisement du glycogène musculaire.
  • Un faible flux de calcium.  
  • Des concentrations de lactate musculaire et de H+ similaires aux valeurs de base (figures 2 et 3).  

Intensité élevée

À une intensité élevée, on observe une composante lente de VO2 puis l’atteinte d’un plateau et aussi une augmentation de la lactatémie au-dessus des niveaux de base avec un plateau ultérieur. Cela représente :

  • Un plateau de concentration de lactate intramusculaire.
  • Une diminution de l'efficacité contractile attribuable à l'augmentation de l'ATP cytosolique

Cet effet est une conséquence du recrutement des fibres musculaires de type II (en plus des fibres de type I), d'un taux modéré d’épuisement en glycogène et de flux de calcium, et d'une diminution puis d'un plateau du pH musculaire (figures 2 et 3).

Intensité extrême

À une intensité extrême, on observe une composante lente sans plateau de VO2 et une augmentation continue de la lactatémie. Cela indique :

  • Une augmentation du renouvellement de l'ATP cytosolique (avec une augmentation continue des concentrations de lactate intramusculaire).
  • Une contribution des réserves de phosphocréatine au renouvellement de l'ATP.
  • Un recrutement supplémentaire de fibres musculaires de type II hautement fatiguables.
  • Des taux rapides d'épuisement du glycogène musculaire.
  • Un flux de calcium élevé et une diminution du pH musculaire (figure 2 et 3).
Figure 3. Schéma illustrant le modèle de recrutement musculaire spécifique aux domaines d'intensités contribuant à la composante lente de l'absorption d'oxygène, l'absence d'un plateau d'absorption d'oxygène et la réponse de la lactatémie.

Il faut garder à l’esprit que le niveau d'entraînement influence la tolérance à l'exercice à une intensité donnée de part : les capacités de stockage en glycogène musculaire, les durées de phases de cinétique de VO2 (par exemple, la constante de temps de la phase II de la cinétique de VO2) et l'oxydation intramusculaire du lactate (c'est-à-dire la navette du lactate « lactate shuttling »). Cependant ces facteurs ont peu d'influence sur les réponses globales de cinétique de VO2 et de lactatémie à l’exercice. Par conséquent, la prescription d'intensité d'exercice basée sur des perturbations homéostatiques, comme la cinétique de VO2 et de lactatémie, sont des méthodes efficaces pour normaliser l'intensité de l'exercice, et par conséquent provoquer une perturbation homéostatique homogène entre les individus.

Intensité sprint

On pourrait également parler d’un quatrième domaine d’intensité (représenté en bleu sur la figure 1), l’intensité de sprint. Ce domaine est composé d'intensités très élevées où vous devez arrêter, en raison de la fatigue, avant d'atteindre VO2 max. Malgré une observation de la consommation d’oxygène et de la lactatémie différente de l’intensité extrême, les mécanismes physiologiques sous-jacent la production de puissance à l’intensité sprint sont similaire à l’intensité extrême.

Ces efforts sont généralement des sprints, par exemple un sprint de 10 secondes où à la fin vous ne respirez pas si fort mais vous ne pouvez plus maintenir la puissance. Cela peut aussi être un sprint plus long, comme 1 minute avec un engagement maximal, à la fin de l’effort vous respirez fort mais ce n’est pas pour autant que vous atteignez VO2max.  

Pour conclure

Voici ci-dessous les points à retenir de cet article :

  • Il existe 4 domaines d’intensités majeurs qui sont définis par des perturbations homéostatiques : intensité modéré, intensité élevée, intensité extrême et intensité sprint.
  • Les réponses de cinétique de VO2 et de lactatémie sont corrélées à l’intensité de l’exercice. Par conséquent, la prescription d'intensité d'exercice basée sur la cinétique de VO2 et de lactatémie, sont des méthodes efficaces pour normaliser l'intensité de l'exercice entre les individus.
  • Nous recommandons d’utiliser un découpage en domaine d’intensité pour observer à posteriori comment les intensités ont été réparti dans les cycles d’entrainement.
  • Les domaines d’intensité seulement ne suffisent pas pour prescrire les intensités d’exercices. Pour beaucoup de discipline, le découpage en 3 zones est trop large (nous en parlerons dans un prochain article).  
  • Afin de prescrire des intensités d’exercices, les entraineurs divisent les domaines d’intensités en 5 à 7 zones (suivant les sports et les entraineurs).

Dans le prochain article, nous présenterons les différentes zones d’intensités dérivé des domaines d’intensité. Nous aborderons également les zones d’intensités spécifiques.

References

Mathieu Lambert

Article écrit par

Mathieu Lambert
Sport Scientist
Mathieu Lambert

La science de la performance sportive

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