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Aspects physiologiques et biomécaniques de la course à pied Jean-Luc Ziltener , Médecin adjoint, responsable d’unité Unité de médecine physique et réadaptation orthopédique, HUG
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Conférence
Aspects physiologiques et biomécaniques
de la course à pied
Jean-Luc Ziltener
Médecin adjoint, responsable d’unité
Journée scientifique organisée par les HUG – 19.3.11
Tout savoir pour courir avec plaisir pour votre santé
Médecin adjoint, responsable d’unité
Unité de médecine physique et réadaptation orthopédique, HUG
GE marathon 2011
Pour en savoir plus sur l’UOTS,
http://chirurgie.hug-ge.ch/services/orthopedie/intro_uots.html
PRODUCTION PRODUCTION PRODUCTION PRODUCTION DDDD ’ENERGIE’ENERGIE’ENERGIE’ENERGIE
AEROBIE ANAEROB IE
O2 O2
PCAEROBIE ANAEROB IESucres
LactiqueAlactique
ATP
PR
Sucres
PC
Paramètres de la performance Paramètres de la performance aérobieaérobie
- VO2 max- % de la VO2 max que
l’on peut soutenir pendant un temps donné
- technique (coût énergétique – économie course)
Conso
mm
atio
n d
’oxy
gène
(l.m
in-1
)
effort sous-maximal effort supra-maximal
effort maximal VO2max
VO2 MAXVO2 MAXindex des capacités d’enduranceindex des capacités d’endurance
Intensité de l’effort (Watt ou km/h)
Conso
mm
atio
n d
’oxy
gène
(l.m
in
VO2 max dépend:a) Génétiqueb) Entraînement
VMA ou PMA
Caractéristiques Caractéristiques de certains athlètesde certains athlètes
100VO2 max (ml/(kg.min)
0
20
40
60
80
Ski de fond Etudiants ent. Haltérophiles
%VO2 max
100
% utilisation VO2 max% utilisation VO2 max
Temps
Dépend: a) de l’entraînementb) de la diète
Protocole de mesure de VOProtocole de mesure de VO22maxmax
VO2
repos
Temps (min) Mesure possible de lactatémieà la fin de chaque palier
Analyse de la fréquence cardiaqueAnalyse de la fréquence cardiaque
Relation Vitesse - Fréquence cardiaque
200
220
117129
135144
155167
174
80
100
120
140
160
180
5.4 7.2 9 10.8 12.6 14.4 16.2 18 19.8 21.6
Vitesse (km/h)
FC
en
batt
./min
.
Relation consommation d'O2 - Vitesse
50.7954.14
60.58
66.71
50
60
70
Con
som
mat
ion
d'O
2 m
l/(kg
.min
)
Analyse de la consommation d’O2Analyse de la consommation d’O2VO2maxVO2maxVO2maxVO2max
33.5339.05
43.8
50.7954.14
10
20
30
40
50
5.4 7.2 9 10.8 12.6 14.4 16.2 18 19.8 21.6
Vitesse (km/h)
Con
som
mat
ion
d'O
2 m
l/(kg
.min
)
VMAVMAVMAVMA
Relation lactate - Vitesse
8 .7
8
10
Analyse du lactate durant l’effortAnalyse du lactate durant l’effort
Seuil anaérobie
1.2 1.0 0 .9 1.0
2 .0
3 .3
0
2
4
6
8
5.4 7.2 9 10.8 12.6 14.4 16.2 18 19.8 21.6
Vitesse (km/h)
Lact
ate
en m
mol
/l.
Seuil anaérobie et entraînementSeuil anaérobie et entraînement
sédentaire
seuil VO2max
athlète
60% 100% VO2max
85% 100% VO2max
0%
0%
Performance et coût énergétiquePerformance et coût énergétique
• Rôle important pour les courses de longue durée (Di Prampero, 1986), car:
V max dépend de: F - VO2max - CEoù:où:
F = fraction utilisation VO2 pdt la course
VO2 max = consommation maximale d’O2
CE = Coût énergétique
Course à pied et coût énergétiqueCourse à pied et coût énergétique
• Quasi constant et indépendant de la vitesse indépendant de la vitesse
20 km/h
• De l’ordre de 4.8 kj/kg x m
• ↑ 5 – 8% chez l’enfant et le coureur non entraîné (Monod, 2000)
Relation Vitesse - Fréquence cardiaque
117129
135144
155167
174
80
100
120
140
160
180
200
220
5.4 7.2 9 10.8 12.6 14.4 16.2 18 19.8 21.6
FC
en
batt./m
in.
EntraînementEntraînement et intensitéet intensité
Intensitéinsuffisante
Séance récupération
Vitesse (km/h)
Relation lactate - Vitesse
1.2 1.0 0 .9 1.0
2 .0
3 .3
8 .7
0
2
4
6
8
10
5.4 7.2 9 10.8 12.6 14.4 16.2 18 19.8 21.6
Vitesse (km/h)
Lact
ate
en m
mol
/l.
Endurancede base
Travailau seuil
TravailVO2max
140
160
180
200Fc[b/min]
Entraînement et intensitéEntraînement et intensité
60
80
100
120
60 70 80 90 100 110 120 130
%Puissance au seuil
ExtensifRégénératif IntensifInterval.longs
Interval.courts
Seuil anaérobie
Relation Vitesse - Fréquence cardiaque
117129
135144
155167
174
80
100
120
140
160
180
200
220
5.4 7.2 9 10.8 12.6 14.4 16.2 18 19.8 21.6
FC
en
batt./m
in.
Entraînement et récupérationEntraînement et récupération
6 – 12 heures
24 heures
Vitesse (km/h)
Relation lactate - Vitesse
1.2 1.0 0 .9 1.0
2 .0
3 .3
8 .7
0
2
4
6
8
10
5.4 7.2 9 10.8 12.6 14.4 16.2 18 19.8 21.6
Vitesse (km/h)
Lact
ate
en m
mol
/l.
36 - 48heures
72 ou +heures
Effets d’un cycleEffets d’un cycle
Niv
eau
de
per
form
ance
Nouveau niveau de performance
Augmentation du niveau de performancegrâce au phénomène de surcompensation
Stim
ulus d’entraînementN
ivea
u d
e p
erfo
rman
ce
Aucun stimulis
Stim
ulus d’entraînement
Pha
se d
e ré
cupé
ratio
n
Durée
Entraînement de constructionEntraînement de constructionN
ivea
u de
la c
apac
itéde
per
form
ance
spo
rtiv
e
Stimuli de charge
Niv
eau
de la
cap
acité
de p
erfo
rman
ce s
port
ive
Temps
Entraînement optimal
Dépassement
Per
form
ance
Entraînement avec
récupération adéquate
Sous
entraînement
surentraînement
Per
form
ance
Charge d’entraînement
Biomécanique de la fouléeBiomécanique de la foulée
• APPUI:
- Amortissement: phase frénatrice centre gravité à l’arrière
- Soutien: centre gravité aplomb- Soutien: centre gravité aplomb
- Poussée: phase motrice vers l’avant
• SUSPENSION:
- Phase aérienne, aucune modification possible du mouvement
- Influencée par vitesse initiale
et angle d’envol
Stress biomécaniqueStress biomécanique
• Impact vertical au sol: 200-300% PC
• Cisaillement-stabilisation latérale: 10% PC
• Propulsion vers l’avant: 50% PC
• Pour un marathon:
- entre 35 et 40’000 impacts
- charge amortie totale: au minimum 7’000 tonnes
Epidémiologie des lésions liées à la Epidémiologie des lésions liées à la course à piedcourse à pied
Facteurs favorisants les lésionsFacteurs favorisants les lésions
• Augmentation trop rapide du kilométrage
• « Interval training » trop fréquent
• Course prolongée sur surface trop dure
• Mauvaise technique de course
• Mauvaises chaussures
• Troubles statiques (genu varum, valgum ou recurvatum, patelle alta ou baja, pieds plats ou creux, etc)