Influence de l’efficience neuronale et des mécanismes perceptifs sur les sensations perçues par le cycliste pendant l’effort

Influence of the neural efficiency and perceptual mechanisms on the perceived sensations by the cyclist during the effort

• Auteur / Autrice : Victor Scholler
• Direction : Frédéric Grappe, Alain Groslambert
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Staps
• Date : Soutenance le 30/09/2022
• Etablissement(s) : Bourgogne Franche-Comté
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Environnements, Santé (Dijon ; Besançon ; 2012-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire culture, sport, santé, société (C3S) (Besançon) - Laboratoire culture, sport, santé, société
• Partenaire(s) de recherche : Site de préparation : Université de Franche-Comté (1971-....)
• Jury : Président / Présidente : William Bertucci
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Sébastien Duc
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : William Bertucci, Benjamin Pageaux

Mots clés

Mots clés contrôlés

Régulation de la température corporelle

Cyclisme

Physiologie

Biomécanique

Neurophysiologie

Tolérance à l'effort

Mots clés libres

Efficience neuronale

Perception de l'effort

Neurophysiologie

Biomécanique

Physiologie

Cyclisme

Neural efficiency

Perception of effort

Neurophysiology

Biomechanics

Physiology

Cycling

Résumé

Les études conduites au cours de ce travail de thèse ont permis de décrire les mécanismes perceptifs mis en place par le cycliste pendant ! 'exercice responsables des sensations qu'il ressent. Nos recherches ont été séparées en deux axes: 1) l'influence de l'efficience neuronale sur la perception de l'effort (PE) et 2) les mécanismes perceptifs influençant les sensations liées à l'utilisation du matériel La première partie de la thèse a mis en avant le rôle de l'efficience neuronale sur la PE du cycliste. Ce mécanisme décrit la capacité à adopter une activité cognitive efficace pour traiter les signaux sensitifs générés pendant l'exercice. En effet, pendant un scénario de course, l'efficience neuronale augmentait lorsque la zone d'intensité (Zl) basé sur la PE (échelle ESIE) s'élevait (+76 % à ZI 6 comparé à ZI 2). De plus, l'augmentation de l'efficience neuronale avec l'intensité de l'effort expliquerait en partie l'amélioration de la précision de l'effort produit sur la base de la PE lorsque la ZI augmente (-70 % de %PO à ZI 6 comparé à ZI 3). Ainsi, avec 1' augmentation de ! 'intensité de ! 'effort, les cyclistes optimiseraient les traitements cognitif, sensorimoteur et moteur afin de pouvoir gérer les signaux sensitifs. En revanche, l'efficience neuronale semble être une capacité intrinsèque déterminante sur la capacité du cycliste à produire précisément un effort à ZI 4 et ZI 5. Enfin, l'efficience neuronale diminuerait à la suite d'un CLM, cet exercice requérant une activité cognitive importante. Les études montrent qu'il semble pertinent de mesurer l'efficience neuronale des cyclistes pendant la pratique et de l'améliorer pour optimiser la gestion de l'effort et la performance réalisée. La seconde partie de la thèse identifie certains mécanismes perceptifs responsables des sensations perçues par le cycliste concernant le matériel utilisé. La capacité extéroceptive mesurée sur le muscle gl uteus maximus expliquerait 53 % de la précision du cycliste à évaluer le confort d'assise. Par ailleurs, nos travaux montrent que le confort d'assise serait amélioré lorsque la stabilité du bassin est meilleure. Pour cela, les forces de cisaillement dans la direction latéro-médiale et antéro-postérieure doivent être minimisées, et les pics de pression des ischions sur la selle doivent être augmentés. Par ailleurs, la capacité proprioceptive du genou à un angle de pédale de 135 ° expliquerait 67 % de la précision du cycliste à percevoir une modification de la hauteur de selie. Enfin, le cycliste doit évacuer la chaleur par sudation et convection afin d'éviter une élévation de la température renseignée par les thermorécepteurs ce qui provoquerait une mauvaise sensation thermique (ST). Certaines caractéristiques de la tenue comme la composition, l'épaisseur et la masse relative détermineraient les propriétés à évacuer la chaleur. En effet, la capacité de la tenue à évacuer la chaleur expliquerait 64 % des sensations thermiques ressenties par le cycliste pendant un effort modéré (EPE CRl O de 4) en conditions chaude (33 °C) et humide (70 ¾RH). Les échanges locaux de chaleur, notamment au niveau de l'abdomen et du bas du dos influenceraient également les sensations thermiques (TS).

The studies conducted during this Ph.D. allowed the description of the perceptual mechanisms set up by cyclists during the exercise responsible for their sensations. Our research was divided into two topics: 1) the influence of the neural efficiency on the effort perception and 2) the effect of the material on the cyclist's sensations relating to their material. The first part ofthis Ph.D. highlighted the influence of neural efficiency on the effort perception by the cyclist. Neural efficiency traduces the ability to be cognitively efficient to deal with the sensory signais generated by the exercise. lndeed, during a racing scenario, the neural efficiency increased when the intensity zone (IZ) based on the sensation (ESIE scale) increased (+76 % at IZ 6 compared to IZ 2). Furthermore, this increase in neural efficiency may explain the improvement of the effort production precision (%PO) based on sensations when IZ increased ( -70 % of %PO at IZ 6 compared to IZ 3). Therefore, cyclists had to improve their cognitive, sensorimotor, and motor treatments to deal with the sensory signal when the intensity of effort increased. However, this neural efficiency seemed to be an intrinsic capacity since it determined the ability of a cyclist to produce accurate effort in IZ 4 and IZ 5 based on their RPE. Finally, the neural efficiency decreased following a time trial since it requires an important cognitive activity. Hence, it would be relevant to monitor the neural efficiency of athletes during their practice to improve their pacing. The second part ofthis Ph.D. identified some perceptual mechanisms responsible for the perception conceming the material used. The exteroceptive capacity measured on the gluteus maximus muscle explained 53 % of the cyclist's ability precision to evaluate the sitting comfort on a sadd le. Furthermore, the stability of the pelvic on the saddle should be increased to improve the perceived sitting comfort. To this end, shear forces in lateral-medial and anterior-posterior directions should be minimized and peak pressure on sit bones left and right should be increased. Moreover, proprioceptive abilities of the knee articulation when the peak power is produced explained 67 % of the cyclist's precision to perceive a change in saddle height. Finally, the cyclist must evacuate heat by sweating and convection to prevent the temperature inquired by thermoreceptors and induce a bad thermal sensation. Sorne garment characteristics such as their composition, their mass per unit, and their thickness determined their heat evacuation properties. lndeed, the capacity of a garment to evacuate the sweat explained 64 % of the thermal sensations during a moderate exercise (RPECRl0 4) under hot (33 °C) and moist (70 %RH) conditions. Local heat exchanges at the abdomen and low back also influence the TS.