Qui court comment ? Différences dans le métabolisme et la stratégie d'allure

L'oxygène est la substance qui compte le plus dans les sports d'endurance. Plus précisément, la façon dont elle est gérée. La capacité du corps à le métaboliser et à fournir de l'énergie par ce biais est cruciale. C'est pourquoi la consommation maximale d'oxygène (VO₂max) est le paramètre le plus important, qui fait l'objet d'une attention appropriée dans le diagnostic de performance. Mais c'est loin d'être le seul. "D'une manière générale, je trouverais passionnant de voir aussi davantage l'aspect glycolytique dans les études", déclare le Dr Oliver Quittmann, scientifique du sport à la Deutsche Sporthochschule de Cologne, lorsque je l'interroge sur le présent et l'avenir du diagnostic de performance.

Le système glycolytique entre en jeu chaque fois qu'une portion supplémentaire d'énergie est nécessaire. Le processus métabolique anaérobie se déroule sans oxygène et fournit rapidement une grande quantité d'adénosine triphosphate (ATP) par temps, le carburant des muscles. Cependant, il produit également du lactate. Une molécule qui avait autrefois la réputation d'être un "produit de dégradation", mais qui est aujourd'hui connue comme un important vecteur d'énergie et déclencheur de stimuli d'entraînement. Dans le cadre de nombreuses contractions rapides, des ions d'hydrogène (H+) peuvent toutefois être produits, qui nous ralentissent à un moment donné, si leur concentration est trop élevée. Pas de problème, à condition que cela se produise après le sprint final à l'arrivée. Mais fatal si la baisse de performance intervient avant la fin de la course.

Une approche complexe du métabolisme

Les athlètes cherchent à maximiser leurs performances en fonction de leurs objectifs. "Les priorités se déplacent en fonction de la distance de la compétition", explique Quittmann. "Dans le domaine du demi-fond ou du sprint long, le système glycolytique est un facteur important à côté du système oxydatif". Ce qui intéresse particulièrement Quittmann et la scène du diagnostic de performance dans ce contexte s'appelle le taux maximal de formation de lactate (ċLamax) : "Il représente la performance du système glycolytique, la puissance anaérobie". Celui qui atteint des valeurs élevées peut fournir beaucoup d'énergie sur la piste ou sur la pédale en peu de temps.

Les athlètes sur longue distance sont plus intéressés par la réduction du taux maximal de formation de lactate et l'optimisation du système oxydatif. Mais dans la pratique, c'est souvent une combinaison de capacités qui compte et qui devrait être prise en compte de manière appropriée dans le diagnostic de performance. "Un aspect que nous connaissons du cyclisme et que nous avons transposé à la course à pied est que nous regardons comment le corps réagit en termes de production de lactate lors d'un effort très court d'environ dix secondes", explique Quittmann. "L'échauffement est suivi d'un sprint de 100 mètres et nous regardons comment la concentration de lactate augmente". Combiné avec d'autres tests, cela révèle le profil métabolique individuel - une observation complexe du métabolisme global des athlètes.

Pour pouvoir évaluer cette image globale de manière complète, Quittmann et son équipe ont demandé à 44 athlètes ambitieux d'effectuer quatre tests en une semaine : un test progressif sous-maximal sur tapis roulant, un test de rampe sur tapis roulant, un test de sprint maximal sur 100 m et une course de 5000 m à la limite de la performance sur piste.

Le test de sprint illustre la capacité glycolytique. Le test sur tapis roulant donne des informations sur la capacité aérobie. Et lors de la course de 5000 mètres, la stratégie d'allure des sujets a en outre été examinée à la loupe. L'objectif étant de tirer le maximum des conditions individuelles, la stratégie de course doit finalement correspondre aux capacités individuelles dans la discipline concernée. Seul celui qui connaît son corps et ses limites dans les conditions données peut gérer sa course en fonction de ses propres forces.

Différences dans le pacing

"Pour appréhender le pacing, il me suffit d'un chronomètre, puis je peux regarder les temps de fractionnement", explique le spécialiste du diagnostic de performance. "Sur les 5000 mètres sur piste, le système glycolytique et le système oxydatif sont tous deux fortement sollicités et des différences apparaissent dans l'organisation de la course.

"Dans le cadre d'une analyse en grappes, nous avons regardé quels profils d'allure se présentaient et en avons trouvé trois différents", explique Quittmann. "Dans le cluster A, le départ n'était pas excessivement rapide, mais les athlètes sont devenus de plus en plus rapides au fil du temps et il y a eu un 'finishing kick' - la vitesse a encore augmenté de manière extrême avant l'arrivée". Il s'agissait donc des athlètes les plus rapides. "Dans le cluster B, c'était presque l'inverse, avec un départ rapide et une tendance à ralentir, mais à la fin, cela montait à un niveau similaire à celui du cluster A", poursuit Quittmann. Des départs rapides avec une bonne fin de course. "Ensuite, il y avait le cluster C, également avec un départ rapide, descendant et sans sprint final". Voilà ce qui se passait sur la piste. Et que voyait-on dans le profil métabolique?

"Nous avons comparé toutes les variables possibles et nous nous sommes creusé la tête pour savoir ce qui différenciait les clusters A et C", poursuit le spécialiste du diagnostic de performance pour expliquer la situation. "Aucune différence significative n'est apparue, ni pour la consommation d'oxygène, ni pour le temps de course, ni pour la concentration de lactate après l'effort", à ne pas confondre avec le taux maximal de formation de lactate, qui concerne le flux d'énergie. La concentration de lactate après l'effort a également une composante motivationnelle. Ceux qui se dépensent à fond atteignent des niveaux élevés.

Le métabolisme détermine la stratégie

"La seule différence était que le taux de formation de lactate était significativement plus élevé dans le cluster A que dans le cluster C", explique Quittmann. "Nous pensons - et c'est là que cela devient très intéressant - que si j'ai un taux de formation de lactate élevé et que je peux en produire beaucoup, je ne peux quasiment pas me permettre d'avoir une vitesse élevée très tôt dans la course", car cela pourrait avoir des conséquences négatives. "Si j'entre relativement vite dans cette formation de lactate, d'autres facteurs y sont liés, comme par exemple les ions H+ qui s'accumulent et qui entraînent une fatigue musculaire."

Les sprinters finaux ne pourraient donc pas faire autrement que de partir avec modération. "Nous pouvons étayer cette hypothèse à l'aide d'un modèle de pacing". L'évaluation d'une deuxième étude n'a pas encore été effectuée et l'expert s'exprime donc avec prudence : "Je supposerais qu'il existe des interactions entre le profil physiologique et le pacing". Il est indéniable qu'un tel regard sur le métabolisme global est intéressant, mais coûteux. La présentation de Quittmann lors du "Sience Slam", que vous pouvez voir dans la vidéo ci-dessous, est en revanche divertissante, informative et amusante.

Ce que le scientifique du sport explique simplement est loin d'être facile à saisir. Optimiser le diagnostic de performance dans la course à pied signifie donc aussi : réduire les efforts. Par exemple, en utilisant des modèles de calcul pour atteindre l'objectif. Ce qui peut être simulé ne doit pas nécessairement faire l'objet d'un test coûteux. Mais seulement si les corrélations supposées correspondent aux données mesurées.

"Mathématiquement, le rapport entre la consommation d'oxygène et le taux de formation de lactate explique le pourcentage d'épuisement à l'état d'équilibre maximal du lactate", explique l'expert. Un autre paramètre important entre donc en jeu : à l'état d'équilibre maximal de lactate, la formation et la dégradation de lactate sont tout juste équilibrées. Le corps est au maximum de ses capacités d'endurance.

Simulation vs. mesure

"Grâce à des aspects de simulation, on peut essayer de rassembler toutes les valeurs", explique Quittmann. Avec ses collègues, il a mis à l'épreuve une hypothèse mathématique. Ce qui est logique d'un point de vue arithmétique ne résiste cependant pas à la comparaison avec les données mesurées. Il semble que des relations qui pourraient exister dans le cyclisme ne puissent pas être transposées à la course à pied et exprimées dans un modèle. "Nous avons cherché à savoir si le taux maximal de formation de lactate était une mesure fiable. Mais même en utilisant les meilleurs tests possibles, nous n'avons pas de résultats satisfaisants en ce qui concerne la course à pied."

La comparaison montre que les deux sports sont chacun un monde en soi. "Si je fais un diagnostic avec le taux de formation de lactate comme paramètre de la capacité glycolytique en cyclisme, cela ne signifie pas que j'ai une valeur similaire en course à pied ou que les deux sont corrélées", souligne Quittmann, qui est lui-même triathlète et pratique les deux disciplines d'endurance. Pour les triathlètes ambitieux, cela signifie qu'ils doivent se soumettre à un diagnostic de performance dans les deux disciplines. La question est de savoir à quels tests se soumettre.

Deux écoles, une seule problématique

Quittmann estime qu'il est important d'attirer l'attention sur les différentes écoles de diagnostic des performances. "Il y a aussi des concepts très différents qui ne mesurent pas du tout autant de lactate ou d'absorption d'oxygène et qui s'intéressent à la 'critical power' ou à la 'critical velocity'", deux valeurs qui peuvent être déterminées relativement facilement sans analyse des gaz respiratoires ou du sang. La "critical power" en cyclisme, la "critical velocity" en course à pied. "On fait pour cela plusieurs time trials de deux à vingt minutes maximum et on calcule une capacité d'endurance"
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Il est ainsi possible de déterminer une puissance ou une vitesse maximale qui peut être atteinte en permanence - et qui devrait donc correspondre à l'état d'équilibre maximal du lactate. Il semble toutefois que ce ne soit pas tout à fait le cas (du moins pour la course à pied). "Les premiers résultats comparatifs montrent que la 'critical velocity' est toujours significativement plus élevée qu'à l'état d'équilibre maximal de lactate", explique Quittmann. "Nous sommes d'avis, comme d'autres, que cette méthode est peut-être plus pratique, mais pas meilleure". Quelle que soit la perspective adoptée, il reste encore beaucoup à explorer, à comparer et à remettre en question des connaissances apparemment établies. La recherche est aussi clairement une discipline de persévérance.

A propos de la personne

Le Dr Oliver Quittmann effectue des recherches et enseigne à la Deutsche Sporthochschule de Cologne, notamment dans le domaine des sports d'endurance. Dans ses études, il s'intéresse à différentes méthodes de diagnostic de la performance, en étudiant notamment le métabolisme glycolytique. En plus de son travail, ce jeune homme de 31 ans anime le podcast vidéo "Exercise Inside Out" et communique les résultats de ses recherches dans le cadre de Science Slams. Il publie régulièrement nombre de ses enseignements et recherches sur sa chaîne YouTube.