Prescrire des intensités d’entraînements pour obtenir des adaptations physiologiques souhaitées est essentiel mais bien plus complexe qu’il n’y paraît.

De nombreuses études rapportent que des adaptations physiologiques induites par l'entraînement tel que le VO2max, la fonction cardiaque, la fonction respiratoire, la fonction cognitive, la sensibilité à l'insuline, la fonction et la densité mitochondriale sont influencées 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 entraîneur, 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 4 domaines d’intensités qui sont définies par des perturbations homéostatiques comme la cinétique de la consommation d'oxygène et la réponse de la lactatémie (Figure 1).

L'homéostasie est une tendance de l'organisme à maintenir ou à ramener les différentes constantes physiologiques (température, débit sanguin, tension artérielle, etc.) à des degrés qui ne s'écartent pas de la normale.

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

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Les domaines d'intensité

On peut définir 4 domaines d’intensités 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 énergétiques (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 utilisés 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 le VO2 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, le mouvement d'absorption d'oxygène et les réponses de la lactatémie reflètent les perturbations intramusculaires et peuvent être surveillés avec une relative facilitée. Ainsi, les 4 domaines d’intensités sont principalement dérivés des mesures de VO2 et lactatémie.

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Domaine modéré

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).

Domaine élevé

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).

Domaine sévère

À une intensité sévère, 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 fatigables.
• Des taux rapides d'épuisement du glycogène musculaire.
• Un flux de calcium élevé et une diminution du pH musculaire (figure 2 et 3).

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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, est une méthode efficace pour normaliser l'intensité de l'exercice, et par conséquent provoquer une perturbation homéostatique homogène entre les individus.

Domaine extrême

Enfin, le dernier domaine représente les intensités maximales. 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 sévère, les mécanismes physiologiques sous-jacents la production de puissance à l’intensité extrême sont similaires à l’intensité sévère.

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. En règle générale, le domaine extrême comprend tous les efforts maximaux inférieurs à 140 secondes.

Pour conclure

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

• Il existe 4 domaines d’intensités majeurs qui sont définies par des perturbations homéostatiques : intensité modérée, intensité élevée, intensité sévère et intensité extrême.
• 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, est une méthode efficace pour normaliser l'intensité de l'exercice entre les individus.
• Nous recommandons d’utiliser un découpage en domaine d’intensité pour observer à postériori comment les intensités ont été réparties dans les cycles d’entraînement.
• Les domaines d’intensité seulement ne suffisent pas pour prescrire les intensités d’exercices. Pour beaucoup de disciplines, le découpage en 3 zones est trop large (nous en parlerons dans un prochain article).
• Afin de prescrire des intensités d’exercices, les entraîneurs divisent les domaines d’intensités en 5 à 7 zones (suivant les sports et les entraîneurs).

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

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