Effets de la cadence sur les réponses physiologiques et perceptives en pédalage excentrique

Physiological and perceptual responce to cadence during eccentric cycling

• Auteur / Autrice : Adrien Mater
• Direction : Alain Martin
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Staps
• Date : Soutenance le 08/12/2023
• Etablissement(s) : Bourgogne Franche-Comté
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Environnements, Santé (Dijon ; Besançon ; 2012-....)
• Partenaire(s) de recherche : Etablissement de préparation : Université de Bourgogne (1970-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Cognition, Action, et Plasticité Sensorimotrice (CAPS) (Dijon)
• Jury : Président / Présidente : Frédérique Hintzy-Cloutier
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Yoann Garnier
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Stéphane Perrey, Nicolas Place

Mots clés

Mots clés contrôlés

Énergie mécanique -- Transmission

Capacité cardiorespiratoire

Mots clés libres

Pédalage excentrique

Cadence de pédalage

Fonction neuromusculaire

Perception de l’effort

Fonction cardiorespiratoire

Eccentric cycling

Pedaling cadence

Neuromuscular function

Perception of effort

Oxygen consumption

Résumé

Le pédalage excentrique est idéal pour les patient·es car il permet de produire une grande puissance mécanique pour une demande cardiorespiratoire plus faible, comparé à du pédalage conventionnel concentrique. L’effet de la cadence sur les modulations physiologiques et perceptives lors d’un exercice de pédalage excentrique, ainsi que sur la fatigue et les adaptations fonctionnelles à la suite d’une période d’entrainement restent à explorer. Notre première étude a montré qu’il existait des relations en U entre la cadence et la consommation d’oxygène, l’activité musculaire ou la perception de l’effort. Ainsi, accélérer ou ralentir la cadence de pédalage par apport aux cadences optimales (proche de 60 rpm) entraine des réponses physiologiques et perceptives accrues. Malgré ces différences reportées également lors de l’étude 2, pendant un exercice de 30 minutes (60% de PMA) réalisé à 30 ou 60 rpm, la fatigue fonctionnelle n’était pas différente entre les conditions et était accompagnée d’altérations musculaires dont le couplage excitation-contraction. Dans l’étude 3, la charge interne (i.e., fréquence cardiaque et perception de l’effort) n’était pas différente lors d’une période d’entrainement de 6 semaines réalisée à 30 ou 60 rpm. Bien que l’entrainement ait amélioré les capacités fonctionnelles neuromusculaires, cette étude n’a pas montré d’effet claire de la cadence. Néanmoins, l’efficacité de pédalage était améliorée seulement en mode excentrique. Dans un contexte de réadaptation, le pédalage excentrique à 60 rpm semble plus intéressant car il induirait une perception de l’effort plus faible pour une fatigue fonctionnelle similaire par rapport à 30 rpm. Il reste cependant à décrire l’effet de la cadence sur les réponses physiologiques et perceptives chez des patient·es avec pour objectif de préciser davantage les protocoles de réadaptation.

Eccentric cycling is ideal for patients as it allows for a lower cardiorespiratory demand despite a higher power out production compared to conventional concentric cycling. The effect of cadence on physiological and perceptual response during eccentric cycling, as well as on fatigue and functional adaptations following a training period, remains to be explored. Our first study showed U-shaped relationships between cadence and oxygen consumption, muscle activity, or perceived effort. Thus, accelerating or decelerating pedaling cadence compared to optimal ones (around 60 rpm) leads to increased physiological and perceptual response. Despite these differences were also reported in study 2, during a 30-minute exercise (60% of peak power output) performed at 30 or 60 rpm, functional fatigue was not different between conditions and was accompanied by muscular alterations, including excitation-contraction coupling. In study 3, internal load (i.e., heart rate and perceived effort) did not differ during a 6-week training period performed at 30 or 60 rpm. Although training improved neuromuscular functional capacities, this study did not show a clear effect of cadence. Nevertheless, pedaling efficiency was improved only in eccentric mode. In a rehabilitation context, eccentric cycling at 60 rpm appears more attractive as it would induce a lower perception of effort for a similar loss of strength compared to 30 rpm. However, further research is needed to describe the effect of cadence on physiological and perceptual responses in patients with the aim of adjusting rehabilitation protocols.