Mesure et modélisation bioénergétique des exercices intermittents : application au tennis

par Florent Botton

Thèse de doctorat en Physiologie

Sous la direction de Jean-Paul Eplache et de Christophe Hautier.

Le président du jury était Thierry Busso.

Le jury était composé de Raphaël Massarelli.

Les rapporteurs étaient Esteban Gorostiaga, Laurent Arsac.


  • Résumé

    L’objectif de ce travail était de valider une méthode simple permettant de déterminer la sollicitation des métabolismes aérobie et anaérobie en cours d’activité en prenant l’exemple du tennis. Son principe général est de séquencer l’activité globale composite en sous-activités appelées activités fondamentales AF et de déterminer pour chacune d’entre elles la consigne énergétique DEc(i) afin de modéliser l’adaptation des filières énergétiques grâce au modèle bioénergétique Astrabio©. Des étalonnages permettent d’obtenir les fonctions d’astreinte qui relient DEc(i) à un paramètre mécanique M pertinent, vitesse de déplacement ou cadence de coups, pour les 6 AF sélectionnées au tennis. Une méthode d’analyse vidéo simple utilisant une seule caméra est appliquée lors des matchs de tennis pour déterminer les AF et estimer M. Ces paramètres sont introduits dans le modèle Astrabio© qui détermine la DEc(i) de chaque AF, DE aérobie et DE anaérobie par différence. Les quantités d’énergie aérobie prédites à chaque jeu des matchs ne présentent pas de différence statistique avec celles réellement mesurées par la méthode d’analyse directe de DE (K4b2). Elle met en évidence qu’en dépit d’une DE aérobie moyenne assez faible comprise entre 40% et 60% VO2max, le tennis se caractérise en réalité par des efforts supra-maximaux pouvant atteindre 300% VO2max lors des frappes de balle et le métabolisme anaérobie représente environ 30% de l’énergie totale dépensée sur un match. Cette méthode présente l’intérêt majeur d’être facilement applicable et de décrire l’astreinte réelle d’une activité en fournissant une estimation des DE aérobie et anaérobie à partir de l’analyse vidéo de l’activité

  • Titre traduit

    Measure and model of energy expenditure during intermittent exercises : tennis application


  • Résumé

    The aim of this study was to present a simple method to access the aerobic and anaerobic components of energy expenditure during activities as tennis. The principle consists in dividing the exercise into several fundamental activities (FA) based on a video recording and to estimate the metabolic power (MP) of each FA, the aerobic energy expenditure (EEO2mod) and the anaerobic energy expenditure thanks to the Astrabio© model. Six FA are selected and each FA is described by a “strain function” connecting MP to the selected pertinent mechanical variable M (speed running V and events frequency ω). The video analysis is used to determine FA, V and ω during tennis match. The parameters V and ω are introduced in the Astrabio© model to calculate MP of each FA. Then, this model calculated the aerobic energy expenditure (EEO2mod) in terms of MP and the anaerobic energy expenditures was calculated by substracting this (EEO2mod). There was no significant difference between calculated and measured oxygen consumptions (p<0.05). This method shows that even when the aerobic EE average is quite low and nearing 50% of VO2max, the total energy expenditure of a point can reach up 2 or 3 times the VO2max of the subjects during points and strokes. In tennis anaerobic metabolism can account for around 30% of the total energy expenditure per game, and almost 70% during points. The interest of this method is to provide a good estimation of aerobic and anaerobic energy expenditures thanks to a simple video analysis. This method presents the advantage that it is easy to apply and requires only simple and inexpensive equipment: a camera, a computer, and a tracking software


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