Optimisation de la performance et de la récupération des athlètes de haut-niveau engagés dans la réitération d'exercices à haute-intensité : exemple du 400 m

Optimizing the performance and recovery of high-level athletes engaged in repeated high-intensity exercise : 400 m example

• Auteur / Autrice : François Chiron
• Direction : Claire Thomas-Junius, Damien Léger, Philippe Lopes, Christine Hanon
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences du sport et du mouvement humain
• Date : Soutenance le 10/02/2025
• Etablissement(s) : université Paris-Saclay
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences du sport, de la motricité et du mouvement humain
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire de biologie de l'exercice pour la performance et la santé (Evry-Courcouronnes ; 2019-....)
• Partenaire(s) de recherche : Référent : Université d'Évry Val d'Essonne
• Partenaire(s) de recherche : graduate school : Université Paris-Saclay. Graduate School Sport, Mouvement, Facteurs Humains (2020-....)
• Jury : Président / Présidente : Alexandra Malgoyre
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Laurent Bosquet, Grégoire Millet, Mounir Chennaoui
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Laurent Bosquet, Grégoire Millet

Mots clés

Mots clés contrôlés

Stress physiologique

Équilibre acido-basique

Récupération (physiologie)

Sportifs de haut niveau

Mots clés libres

Variabilité de la fréquence cardiaque

Exercices à haute-Intensité

Stress psychophysiologique

Sommeil

Équilibre acido-Basique

Marqueurs salivaires

Heart rate variability

High-Intensity exercises

Psychophysiological stress

Sleep

Acid-Base balance

Salivary markers

Résumé

Les athlètes de haut-niveau français, spécialistes des sprints longs en athlétisme, rencontrent des difficultés à maintenir des performances optimales lors des compétitions internationales. Dans ce contexte, l'objectif général de ce travail de thèse a été, à travers une approche holistique, de chercher àoptimiser la réitération d'exercices de haute-intensité et d'améliorer la récupération des athlètes lors des compétitions internationales. Pour ce faire, deux axes relatifs au stress ont été explorés : tout d'abord, nous avons analysé l'impact du stress psychophysiologique en compétition sur la régulation du système nerveux autonome et du système nerveux neuro-endocrinien, ainsi que l'évaluation de stratégies innovantes de gestion du stress telles que la cohérence cardiaque pour améliorer la régulation neuroendocrinienne et la qualité du sommeil des athlètes au cours des compétitions. Par ailleurs, aucours des exercices de haut-intensité, la production énergétique entraîne d'importantes perturbations métaboliques, telles qu'une acidose métabolique marquée (avec un pH sanguin inférieur à 7, relevé à l'issue des épreuves de 400 m), pouvant constituer un frein à la performance. Pour y remédier, nousavons appréhendé un second axe de recherche sur la régulation de l'équilibre acido-basique au cours de l'exercice et la récupération, à travers la mise en place de stratégies nutritionnelles et hydriques, incluant une alimentation spécifique et une hydratation à base d'eau riche en bicarbonates.Les premières études ont révélé des perturbations psychophysiologiques liées au stress compétitif, avec une diminution significative de l'activité du système parasympathique et une augmentation des biomarqueurs salivaires du stress (cortisol et alpha-amylase). Ces perturbations, observées lors desphases qualificatives et en finales, sont corrélées à une anxiété accrue associée à une capacité de récupération réduite des athlètes (études n°1 et n°2). Une variabilité interindividuelle a été constatée, certains athlètes se montrant particulièrement sensibles au stress compétitif, ce qui souligne l'importanced'approches individualisées pour mieux gérer ces réponses. Par ailleurs, l'introduction de la cohérence cardiaque comme méthode de gestion du stress a permis d'améliorer la régulation du système nerveux autonome, de réduire l'inflammation (IL1-β) et de favoriser une meilleure qualité du sommeil, essentielle pour récupérer entre les épreuves. Les athlètes pratiquant cette technique ont montré une meilleure régulation hormonale et inflammatoire, même si aucun impact direct sur les performances en compétition n'a été observé (étude n°3). Puis, les études suivantes de ce travail de thèse, relatives à la régulation du stress métabolique, ont démontré que la consommation d'eau riche en bicarbonates, associée à un régime alimentaire alcalinisant (à la différence d'une régime acidifiant), augmente significativement le pH sanguin et urinaire des athlètes, améliore la clairance du lactate après desexercices répétés et optimise la capacité tampon (études n°4 et n°5). Ces ajustements métaboliques ont permis aux athlètes de maintenir ou d'améliorer leurs performances, notamment lors du troisième jour de compétition à haute-intensité (études n°5).En conclusion, les résultats de ce travail de thèse soulignent l'importance d'intégrer des stratégies combinant la gestion du stress précompétitif, notamment à travers la pratique de la cohérence cardiaque, ainsi que d'avoir une approche nutritionnelle et hydrique adaptée au moment des compétitions internationales. Ces stratégies favorisent en effet une meilleure régulation du système nerveux autonome et du système nerveux neuro-endocrinien, améliorent la qualité du sommeil, et contribuent à une gestion optimisée de l'acidose métabolique induite au cours de la compétition afin d'améliorer à la fois les performances et la récupération des athlètes de haut niveau.

French elite athletes specializing in long sprints in track and field face challenges in maintaining optimal performance during international competitions. In this context, the overarching goal of this doctoral research was to adopt a holistic approach to optimize the repetition of high-intensity exercises andenhance athlete recovery during international events. To achieve this, two aspects related to stress were explored: first, the study examined the impact of psychophysiological stress during competition on the regulation of the autonomic and neuroendocrine nervous systems, as well as the evaluation of innovative stress management strategies such as cardiac coherence to improve neuroendocrine regulation and sleep quality during competitions.Additionally, during high-intensity exercises, energy production induces significant metabolic disruptions, such as marked metabolic acidosis (with blood pH below 7 observed after 400 m events), which may hinder performance. To address this, nutritional and hydration strategies, including specific diets and hydration with bicarbonate-rich water, were tested to better regulate metabolic stress.Initial studies revealed psychophysiological disruptions related to competitive stress, with a significant decrease in parasympathetic activity and increased salivary stress biomarkers (cortisol and alpha-amylase). These disruptions, observed during both qualifying phases and finals, correlated withheightened anxiety and reduced recovery capacity (Studies 1 and 2). Interindividual variability highlighted some athletes' heightened sensitivity to competitive stress, emphasizing the need for individualized approaches to better manage these responses.The introduction of coherente breathing as a stress management technique improved autonomic nervous system regulation, reduced inflammation (IL-1β), and enhanced sleep quality, essential for recovery between events. Athletes practicing this technique demonstrated improved hormonal and inflammatory regulation, although no direct impact on competition performance was observed (Study 3).Subsequent studies addressing metabolic stress regulation demonstrated that consuming bicarbonate-rich water combined with an alkalizing diet (as opposed to an acidifying diet) significantly increased blood and urinary pH, improved lactate clearance after repeated exercises, and optimized bufferingcapacity (Studies 4 and 5). These metabolic adjustments enabled athletes to maintain or improve performance, particularly on the third day of high-intensity competition (Studies 5).In conclusion, this research highlights the importance of integrating strategies that combine pre-competitive stress management, particularly through coherent breathing, with tailored nutritional and hydration approaches during international competitions. These strategies promote better regulation ofthe autonomic and neuroendocrine nervous systems, enhance sleep quality, and help manage competition-induced metabolic acidosis. Together, these approaches can improve both performance and recovery for high-level athletes in demanding competitive contexts.