Le profilage physiologique permet d'évaluer les systèmes de performance d'un athlète et de déterminer "ses" facteurs limitants sa performance dans son sport spécifique.
Après l'analyse de ce dernier, nous serons en mesure de recommander des protocoles personnalisés pour l'athlète visant à diminuer, voire lever, les limitations identifiées lors du test, et, améliorer de façon générale "ses" systèmes de performance.
Ce profilage est effectué selon test triangulaire sur home traineur (modalité choisie par l'athlète)
Déroulement
Dans un 1er temps nous réalisons des tests de spirométrie inspiratoire et expiratoire afin de pré-visualiser les capacités ventilatoires, les volumes courants idéaux à l'effort qui nous permettront d'interpreter les test Vo2
L'athlète
Triathlète professionnel longue distance de 31 ans
178cm
73 kg
Les test de spirometrie
Spirométrie inspiratoire
Ce test nous permet de déterminer à la fois la capacité inspiratoire avec le débit et la puissance inspiratoire de l'athlète mais aussi la cinétique de la courbe d'inspiration
(combien inspirera t'il en 0,3" - 0,5" - 1").
Ce aspect deviendra essentiel au dela d'une fréquence ventilatoire de 30 (Rf) ou le temps d'inspiration va passer sous les 1" pour ne faire que diminuer au-fur et à mesure de l'avancée dans les domaines d'intensité
A une fréquence ventilatoire (Rf) de 45, le temps total du cycle (inspiration + expiration) est de 1,3", soit environs 0,7" pour l'inspiration (on privilégie à ces fréquences-ci de privilégier le temps d'inspiration autant que faire ce peu)
Le but est donc évidement d'inspirer le plus possible le plus tot possible.
C'est ce que le cinétique de la courbe inspiratoire nous indiquera lors de ce test et nous aiguillera sur les déficiences et la conduite à tenir pour améliorer ces facteurs limitants
Spirométrie expiratoire
Il s'agit plus ou moins de la meme manoeuvre mais, à l'envers....
A savoir, nous allons nous préoccuper de la force des muscles expiratoires et du volume expiratoire total.
Nous aurons essentiellement 3 valeurs qui vont surtout nous intéresser dans le cadre d'un profilage physiologique à des fins de performances sportives.
Le Fev1 ; Volume maximal d'air expiré en 1"
Le Fev6 : Volume total d'air expiré
Le ratio Fev1/Fev6 : % du volume 1" sur le volume total
Le test triangulaire (test Vo2 max)
Le test utilisé dans cet article s'est déroulé sur Home trainer (Wahoo Kikr) avec le vélo de l'athlète
Les paliers utilisés étaient de 2' et incrémentés de 25w
Le pallier de départ fut fixé à 200w dans le but de compléter environ 10 paliers (décision prise en rapports des zones de puissances de l'athlète)
Le matériel utilisé pour ce test :
Analyseur d'échange gazeux Vo2 master
Oxymètres NIRS musculaire Moxy monitoring x3
Capteurs de température CORE x2
Oxymètre de pouls
Découvrons partie par partie l'évaluation des systèmes de performance en commençant par une Overview (vue globale du résultats macroscopiques bruts du tests)
Overview
On note un seuil ventilatoire (Vt1) à presque 60% de Vo2 max et 89,4% pour le seuil ventilatoire (Vt2).
La puissance au seuil ventilatoire Vt1 est de 57,8% de la puissance atteinte à Vo2 max, et 89,2% au seuil ventilatoire Vt2
Ce sont d'excellentes valeurs de soutenance qui reflétent les capacités et performances de l'athlète..
Cependant cela laisse augurer une réelle perspective d'évolution grace à une possible augmentation de Vo2 max, qui elle, est "presque basse", pour ce genre de sportif d'endurance de haut niveau
Evaluation globale des systèmes de performance
Comme on peut le voir sur la note générale des système explicitée et sourcée dans l'article, l'athlète, pour qui ce dossier est rendu après son profilage, peut immédiatement voir que son système ventilatoire est discrimant dans l'absolu, et, en rapport à ses 2 autres systèmes (système cardiovasculaire et musculaire).
Récapitulatif global par palier
Afin de rendre la lecture plus rapide, un code couleur est utilisé par matérialisé les domaines d'intensité
De cette façon, on retrouve rapidement des informations qui seront utiles à l'athlète pour calibrer au mieux ses sollicitations.
Ce test nous permet de :
Déterminer les domaines d'intensités et d'identifiés les zones de transfert des seuils d'adaptation et d'inadaptation ventilatoire (VT1 et VT2)
MAIS aussi et SURTOUT modéliser les systèmes de performance et d'identifier les facteurs limitants
Néanmoins pour des besoins de compréhension rappelons que nous avons:
Le système ventilatoire qui permet la diffusion de l'oxygène
Le système cardiovasculaire qui permet le transport de l'oxygène
Le système musculaire qui permet l'utilisation de l'oxygène
Le système ventilatoire
Spirométrie expiratoire
On note une différence entre le test spirométrique avant et apres le profilage ...
Cela peut paraitre bizarre pour certains mais cela est tout à fait logique....
Il y a 2 explications à cela dont nous avons fait la démonstration antérieurement sur les très très très nombreux tests réalisés.
L'inhabilité de l'athlète pour son 1er test (meme si nous prenons le meilleur de 3 essais)
La non-efficience des muscles ventilatoires "à froid"; d'ou l'utilité de l'échauffement des muscles ventilatoires également (protocole individuel spécifique pouvant etre mis en oeuvre sur demande lors de protcole d'optimisation du système ventilatoire)
Avec 3,8 L Fev1 (Pré testing) et 4,07 L (Post), la capacité d'expiration forcée sur 1" n'est pas satisfaisante pour un athlète de ce niveau car il n'était qu'à 90 puis 95% de la valeur normative de personne de sa tranche d'age (population globale)
Concernant le Fev6, 4,96 L puis 5,05 L et 98 et 99% de la valeur normative, nous sommes toujours en présence de valeurs insatisfaisantes pour un athlète que celui ci
Dernière chose à noter, le rapport Fev1 / Fev6
0,77 puis 0,81, la aussi nous sommes trop en dessous de ce qui devrait etre constaté chez un athlète professionnel
Ce ratio, à lui seul, nous indique le manque de puissance (force) et / ou de coordination des muscles expiratoires
Spirométrie capacité inspiratoire
Sur le test inspiratoire, nous notons aussi une faiblesse des muscles inspiratoires avec seulement une puissance de 144cmH2o, un débit de 8,28 L/s et un volume de 4,55 L
La bonne nouvelle pour cet athlète est que les limitations décrites dans ce paragraphe "système ventilatoire" sont largement améliorables car "entrainables" par un protocole spécifique d'entraiment des muscles ventilatoires (voir article décrivant les evolutions du groupe d'athlète suivant l'un des ces protocoles)
Dans le graphique ci dessous nous pouvons voir que l'athlète inspire environ 4 L en 0,62".
Cette information est précieuse pour la création de son profil de performance ventilatoire et le définition des volumes courant idéaux
Juste a titre d'exemple comme cité ci dessus:
Avec une Rf de 45, il peut donc théoriquement inspirer 4 L
On va utiliser cette valeur comme la maximale en s'appuyant également sur les valeurs de Fev1 et Fev6 en applicant un % pour définir le pattern ideal en fonction des domaines d'intensités)
On note un volume courant (Tv) assez faible en dessous du seuil d'adaptation ventilatoire (1,89 - 1,96 - 2,42 L respectivement sur les 3 paliers de ce domaine d'intensité).
Puis, un changement d'état à partir du seuil ventilatoire VT1 avec une cinétique plus "stable" (de 2,52 à 2,77 L) jusqu'à la zone de transition menant vers le seuil d'inadaptation ventilatoire Vt2
De concert, la fréquence ventilatoire (Rf) marque une hausse proportionnelle jusqu'à la zone de transition du Vt2
Dans le domaine d'intensité "sévère" nous observons très rapidement une baisse puis une chute du Volume courant au profit d'une très nette augmentation de la fréquence ventilatoire.
Les valeurs fréquence ventilatoire analysées respectivement par domaines d'intensité respectifs sont trop hautes.
Ceci s'explique par le trop "faible" volume courant (Tv) et la nécessité "d'apporter" un plus grand volume d'air pour évacuer un plus grand volume de Co2 en passant de 120 L avant la zone VT2 à plus de 155 L une fois dans le domaine Sévère.
Le passage dans un état d'instabilité métabolique est tres net avec le déséquilibre s'opérant entre la capacité d'une absorption suffisante d'oxygène et d'évacuation de dioxyde de carbone.
La pression partielle en Co2 va nettement s'éléver conduisant inéluctablement à l'arret de l'effort
Le Tv "idéal" est déterminé non pas dans un idéal "absolu de l'athlète mais uniquement par un % des test spirométriques fait en amont.
Avec meme seulement un leger entrainement ventilatoire, ces valeurs de spirométrie s'amélioreraient faisant augmenter aussi son volume courant idéal (i Tv) et baisser la fréquence ventilatoire, améliorant le rendement énergétique par la baisse cout énergétique du refléxe métabolique ventilatoire (coût énergétique des muscles ventilatoires, voir article ici)
Bilan sur le système ventilatoire:
Une nette amélioration des performances est envisageable grâce à un protocole d'entrainement ventilatoire dédié et individualisé.
Le système cardiovasculaire
Le Hrr de 62 Bpm (34,5%) nous montre un bon tonus parasympathique à l'issue de l'arret de l'effort avec un repos passif .
A l'approche de la zone de transition du Vt2, on note 90% de la Fc max détectée lors du test.
Cette valeur est cohérente, néanmoins la Fc max de cet athlète est "assez basse" pour ce niveau de performance comparativement aux autres tests effectués sur des athlètes d'un niveau équivalent et d'age égal
Mais, il y a toujours un mais et des hypothèses...
Cette Fc max est elle une limitation du coeur en lui meme ou une limitation musculaire (sur le test) ?
La réponse se trouve un peu plus bas (sans spoiler, disons qu'on est sur un 20-80)
Bilan sur le système cardiovasculaire :
Un travail spécifique pour améliorer "l'élasticité" de la fonction cardiaque serait très intéressant au vue du volume d'éjection systolique de l'athlète.
Ajouté à cela, un travail global induisant une sollicitation profonde de Vo2 max pour améliorer sa consommation maximale d'oxygène, et de fait, décaler ses seuils ventilatoires et leur puissance associée.
Le système musculaire
Tout d'abord, et ce, dès le début du test nous pouvons noter l'excellente capacité d'extraction de l'oxygène de cet athlète (comparaison faite avec les 10ènes de tests réalisés avec des athlète de ce niveau et age)
Ceci indique clairement que la réseau de capillaires mitochondrial et le nombre de mitochondrie est proportionnel au niveau de l'athlète et témoigne du travail de biogénèse mitochondriale qui a du etre effectué en amont.
Néanmoins, la fraction d'oxygène dans l'air expiré pourrait etre encore nettement améliorée dans le "Heavy et Severe domain" avec une fréquence ventilatoire plus contenue ce qui permettrait une potentialisation de l'effet Bohr par la hausse de la pression partielle de Co2 (PpCo2)
L'analyse de la cinétique de l'oxymétrie musculaire nous donne des informations très interessantes quand à la capacité ou non l'athlète de "dé-saturer" ou non en oxygène (demande supérieure à l'apport).
Mais elle nous offre aussi la vitesse et la cinétique de re-saturation après l'arret de l'effort sur le Test Vo2 puis sur le Test ALL OUT effectué apres 4' de récupération.
La dé-saturation n'est optimale sur le all out mais demeure plus ample que sur le test Vo2.
Une indication sur une "faiblesse" muscualaire apparait ici.
La re-saturation est quand à elle tres satisfaisante dans les 2 cas avec une vitesse et des niveaux élévés
Ceci indique un bonne réponse et santé vasculaire.
Bilan sur le système musculaire:
Sur la plan musculaire, il est envisageable d'intégrer :
Un travail spécifique de musculation avec différents protocoles, mais aussi un travail de synchronisation temporelle et spatiale des unités motrices afin d'améliorer la cadence de pédalage ce qui améliorera la puissance mécanique développée.
Le Profil physiologique global
Profil de puissance
Profil de Volume courant idéal
Profil de Fréquence ventilatoire
Bien que nous ayons des valeurs précises associant les seuils ventilatoires aux puissances, le profil de puissance, pour etre plus précis, doit etre compléter par des tests afin de déterminer la puissance critique
Selon l'objectif cible de l'athlète, la durée et le nombre de ces tests sera différent, je vous invite à lire ici l'article sur la puissance critique
Les tableaux ci-dessous sont donc issus des résultats des différents tests qui nous ont permis de déterminer la puissance critique de laquelle découle les différentes zones de puissance
Autres diagrammes du test
La lecture et l’analyse des courbes de température est elle, très spécifique.
Elle n’est pas transposable à un autre ’individu, mais sa réponse doit être contextualisee.
Pour autant sur un test aussi court, avec une température de la pièce à 20 degrés et les fenêtres ouvertes, nous avons une dérive de la température centrale relativement élevée, pour atteindre une valeur de 38.17 degrés avec une hausse rapide depuis le début du test 37.25°.
Ceci tendrait à nous montrer que l’athlète a une thermorégulation assez élevé, et qu’il produit beaucoup de chaleur, donc, il convertit une plus grande partie du travail (kj) produit en chaleur plutôt qu’en puissance mécanique.
C’est quelque chose que l’on retrouve aussi sur des athlètes nordiques, comparé à des athlètes vivant dans des pays chauds.
Ce constat a pu être établi avec divers monitoring concernant ces individus élites déjà testés
L
L’étude de la perception de l’effort par l’athlète sur ses différents systèmes, à savoir le système ventilatoire, le système cardio-vasculaire et le système musculaire est très intéressant.
En effet, celui-ci n’a pas noté de différenciation entre ses trois systèmes tout au long du test.
Cela est assez fréquent chez les athlètes qui n’ont jamais spécifiquement réalisé de travail ou d'approche en stratégies ventilatoires, et, qui n’on donc pas la capacité de différenciation par la non conscientisation de la tâche.
Chez ceux ayant déjà effectué ce travail, l’évolution de la perception d’effort est très marquée entre les systèmes grâce à leur capacité d’en faire la distinction.
Conclusion
Grâce à ce profilage physiologique, il est possible d'envisager les voies de développement concernant cet athlète.
Un travail ventilatoire global
Entrainement isocapnique en coordination et mobilisation des muscles ventilatoires.
Entrainement inspiratoire à resistance variable.
Une approche globale de conscientisation de la ventilaton, puis, cette dernière appliquée à des stratégies ventilatoires spécifiques par types d'efforts et durées.
Un travail Cardiovasculaire
Un travail de sollicitation profonde de la VO2 max, en intégrant des répétitions d'activations des systèmes nerveux orthosympathique et parasympathique.
Cette approche permet de moduler et de réduire la cinétique, parfois "inertielle", de la VO2
Cette indication nous est faite, à la fois par une fréquence cardiaque maximale modérée qui pourrait être plus élevée en l'absence de limitations musculaires), et, un déséquilibre de l'activation de son système nerveux autonome, avec cinétique plus lente sur le tonus orthosympathique que parasympathique
Un travail en profondeur global pour améliorer la Vo2 max de cet athtlète pour qui 74ml/min/kg n'est pas une valeur "assez" haute à ce niveau de performance requise
Un travail musculaire
Un protocole de musculation sur la saison hivernale avec une orientation visant à améliorer la Rfd (Rate Force Development) dans un 1er temps puis une capacité d'endurabilité à soutenir un couple critique elévé.
Ceci pourra etre obtenu à la fois par un travail de musculation en endurance de force, et, mené de concert par des contaste et contrariation force / vélocité lors d'un travail spatial et temporel des unités motrices améliorant le pattern de cadence de l'athlète
Ce type de profilage peut être répété dans un délai de 2 à 3 mois pour évaluer l'impact et les adaptations résultant du programme d'entraînement mis en place durant cette période.
Cette réévaluation permet de faire un état des lieux et d'orienter, par la suite, vers un nouveau programme d'entraînement.
L'objectif reste d'atténuer les facteurs limitants tout en développant les systèmes de performance de l'athlète.
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