La production de puissance maximale au cours du mouvement de pédalage : implications bioénergétique et application à l'étude de la performance de haut niveau en sprint en cyclisme sur piste

par Sylvain Dorel

Thèse de doctorat en Motricité humaine et handicap

Sous la direction de Alain Belli.

Soutenue en 2004

à Saint-Etienne , en partenariat avec Université Jean Monnet (Saint-Étienne). Faculté de médecine Jacques Lisfranc (autre partenaire) .


  • Résumé

    L’activité de pédalage représente un des modèles expérimentaux les plus largement employés pour évaluer, in situ, la fonction musculaire des membres inférieurs. Au cours de ce mouvement, il est maintenant bien établi que la puissance développée dépend directement de la fréquence de pédalage et que celle-ci atteint sa valeur maximale (Pmax) pour une fréquence intermédiaire appelée fréquence optimale (fopt). Le premier objectif de ce travail était de déterminer les implications de cette relation puissance-vitesse non seulement sur la production de travail mécanique mais aussi sur la sollicitation métabolique induite par celui-ci au cours de l’exercice maximal de pédalage de courte durée. Le deuxième objectif était d’étudier dans quelle mesure l’évaluation des caractéristiques puissance-vitesse pouvait contribuer à une meilleure compréhension et une amélioration de la performance en sprint en cyclisme sur piste dans une population de cyclistes de niveau international. La première étude porte sur les effets de deux fréquences de pédalage (fopt et 0,5fopt) sur la production de travail mécanique, la consommation totale d’oxygène et l’accumulation de lactate sanguin au cours de l’exercice maximal de type intermittent (5 s/45 s). Elle démontre que la condition fopt entraîne un accroissement de 35,8% du travail total et une augmentation de 23,1% de la sollicitation métabolique induite par celui-ci. Ces résultats montrent que lors de l’exercice maximal de courte durée induisant un même niveau d’activation, le débit métabolique est sensible aux conditions de pédalage. De plus ils suggèrent également une amélioration du rendement à fopt. La deuxième étude décrit et met en relation les caractéristiques puissance-vitesse et certaines données anthropométriques avec la performance de haut niveau sur 200 m lancé en cyclisme sur piste. Les valeurs moyennes de Pmax et de fopt sont respectivement de 19,3 W. Kg-1 et 130 rpm et ne sont pas significativement reliées entre elles. Pmax relativisée à la surface frontale (Pmax/Ap) et fopt constituent les deux facteurs explicatifs de la performance à ce niveau. L’épreuve de 200 m se caractérise également par une fréquence de pédalage moyenne (f200: 150,3 à 160 rpm) largement plus élevée que la fréquence optimale (fopt: 123 à 141 rpm), posant la question capitale de l’ajustement des braquets utilisés sur le terrain aux caractéristiques puissance-vitesse des individus. La dernière étude propose une mesure précise de l’évolution de la vitesse et utilise un modèle mathématique permettant d’estimer la puissance mécanique produite lors de l’épreuve de 200 m. Elle met en évidence que la production de puissance est maximale lors de la phase d’accélération précédant la phase chronométrée de 200 m. La vitesse maximale atteinte juste avant le 200 m constitue le facteur de performance principal et dépend directement de la puissance produite au cours de la phase d’accélération et de Pmax/Ap. L’utilisation d’un braquet plus important permet une amélioration de la performance globale en augmentant la vitesse initiale au début de la phase d’accélération, la puissance produite et la vitesse maximale atteinte à la fin de cette phase. Ces résultats soulignent la nécessité d’optimiser la fréquence de pédalage en adaptant le braquet aux caractéristiques musculaires de l’individu. Enfin, la sensibilité du modèle est discutée afin d’évaluer ses limites et de rendre compte du poids de chaque facteur dans la perspective d’une amélioration de la performance.


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Informations

  • Détails : 1 vol. (119 f.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliographie f. : 104-117

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  • Bibliothèque : Université Jean Monnet. Service commun de la documentation. Section Santé.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : EM 47223
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