Efficience énergétique et modifications du mouvement propulseur lors d’une tâche de locomotion aquatique d’intensité maximale et sous-maximale : le cas de la monopalme de surface

Metabolic efficiencyand modifications of propeller movement during aquatic task conducted at maximal and submaximal intensities : the case of the monofin swimming at the surface

• Auteur / Autrice : Guillaume Boitel
• Direction : Lionel Bourdon, Fabrice Vercruyssen
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences et techniques des activités physiques et sportives
• Date : Soutenance le 10/01/2012
• Etablissement(s) : Toulon
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire de biomodélisation et Ingénierie des Handicaps (Toulon) - Handibio

Mots clés

Mots clés contrôlés

Locomotion humaine

Exercices aquatiques

Énergie

Performance (sports)

Nage avec palmes

Mots clés libres

Monopalme

Efficience énergétique

Fréquence d'ondulation

Monofin

Metabolic efficiency

Kick frequency

Résumé

L’objectif de ce travail est d’étudier la relation entre l’efficience énergétique et les modifications du mouvement propulseur lors de tâches d’intensité maximale et sous-maximale. Une analyse descriptive de l’activité monopalme a été préalablement réalisée, permettant de caractériser le profil bioénergétique des monopalmeurs de haut niveau (Etude 1). Ce premier travail montre que l’amplitude des réponses cardiorespiratoires et métaboliques est significativement moins importante chez des monopalmeurs réalisant une épreuve maximale in situ comparativement à un exercice réalisé surergocycle. Ces différences d’adaptations physiologiques aigues à l’exercice maximal entre les deux épreuves suggèrent une influence de la position spécifique du corps et de la faible masse musculaire recrutée en monopalme.L’étude 2 s’est intéressée à l’influence de la fréquence d’ondulation (FO comme paramètre du mouvement) sur le coût énergétique (CE) et les réponses métaboliques au cours d’épreuves de nage de durée constante et d’intensité sous-maximale. Les résultats mettent en évidence que le choix d’une fréquence d’ondulation élevée (> FO librement choisie, FOLC) en comparaison à un intervalle de basses fréquences induit une optimisation du CE, pouvant se traduire par une réduction des résistances hydrodynamiques à l’avancement. L’étude 3 s’est intéressée à l’effet de la fréquence d’ondulation sur l’évolution des indicateurs de l’efficience énergétique (CE et composante lente de la consommation d’oxygène, VO2CL ) au cours d’un temps limite (Tlim) effectué à intensité maximale. La sélection d’une fréquence basse et élevée (exprimée en % de la FOLC) est associée à une altération du Tlim alors qu’une amélioration de la performance est observée lors de la condition FOLC. L’absence de différences significatives des valeurs de CE et de VO2CL entre les conditions suggère que la performance est plus dépendante de la manipulation du mouvement que des réponses physiologiques induites. Des études ultérieures sont nécessaires pour identifier les mécanismes internes et externes (e.g. activité musculaire et/ou contrôle moteur) qui peuvent potentiellement affecter laperformance en monopalme de surface.

The purpose of the present work was to examine the relationship between the metabolic efficiency and the modifications of the propeller movement during various tasks conducted at maximal and submaximal intensities. A descriptive analysis of the monofin-swiming activity was firstly performed, allowing to characterize the physiological profile of high-level monofin-swimmers (Study 1). This first work shows that the amplitude of the cardiorespiratory and metabolic responses to maximal monofin-swimming is significantly less important than that induced during cycling test. These differences in acute physiological adaptations to maximal exercise between the maximal tests suggest an influence of the specific position ofthe body and the low muscular mass recruited in monofin. The goal of the study 2 was investigate the influence of the kick frequency (KF as movement parameter) on the energy cost (Ec) and the metabolic responses during submaximal swimming sessions of constant duration. The findings highlight that the choice of a high KF ( > freely chosen KF, FCKF) as compared to an interval of low KF, results in an optimization of Ec parameter, possibly by the reduction of active drag.The aim of the study 3 was to focus in the effect of the KF on the indicators of the metabolic efficiency (Ec and slow component of the oxygen consumption , VO2SC ) during a time limit (Tlim) conducted at maximal intensity. The selection of a low and high KF (expressed in % of the FCKF) is associated with an alteration of Tlim whereas an improvement of the performance is observed during the FCKF condition. The lack of significant differences of Ec and VO2SC between the conditions suggests that the performance is more dependent on the manipulation of the movement than induced physiological responses. Further studies are necessary to identify the internal and external mechanisms (e.g. muscular activity and/or motor control)