Place des science du sport dans l'amélioration des performances

PLACE DES SCIENCES DU SPORT DANS

L’AMELIORATION DES PERFORMANCES

Louvain-la-Neuve 08 02 2014

CAZORLA Georges

[email protected]

Centre d’Aide à la Performance Sportive (CAPS)

mailto:[email protected]

PERFORMANCE

SPORTIF

ENTRAÎNEUR

ENVIRONNEMENT MATERIEL

ENTRAINEMENT

Approche systémique des principales interactions intervenant dans la réalisation d’une performance et place des sciences du sport

Sciences psycho-sociales Ingénierie des matériels

et matériaux sportifs

Méthodologie : ajustement individuels et

collectifs des exercices, séances, cycles…

Sciences pédagogiques et psychologiques,

Formation aux différentes sciences du sport

Métrologie et Sciences de

l’observation

Sciences psycho-sociales, cognitives et neuro-motrices.

Physiologie, biologie, et biomécanique

QUELLES SCIENCES DU SPORT ?

HORS SITUATION

DE COMPETITION

IN VITRO

APPROCHE

QUANTITATIVE

APPROCHE

QUALITATIVE

EN SITUATION

DE COMPETITION

IN VIVO

Tests et mesures standardisés :

batteries de tests de laboratoire

et de terrain par sport (métrologie)…

Observation, compilation et

exploitation statistique en saison

de compétition. Ex.: répertoires

des actions de matchs :

Appréciation

de la charge externe :

(magnétoscope, système

Vidéo informatisé, GPS ou autres…)

Outils d ’appréciation

en situations standardisées

ex.: circuits techniques avec

observations et analyse +

mesures + prélèvements

analyses biologiques e

Outils d ’observation et

de recueil d ’informations

en situation réelle:

GPS + cardiofréquencemètre

prélèvements (IR-TF)...

Appréciation de la charge

Interne en relation avec la

charge externe

EXPERTISE DES EXIGENCES DE LA PERFORMANCE

CHARGE EXTERNE :

Observation et répertoire des

actions liées à la réalisation de la

performance par discipline et/ou par

poste de jeu. Extrapolation des

métabolismes activés

CHARGE INTERNE :

Impacts physiologiques, modifications

biologiques, échelles d’appréciation

psychologique du ressenti en fonction de

la discipline et/ou par poste de jeu.

CONSEQUENCES POUR L’EVALUATION ET LA PREPARATION DU SPORTIF

1

La performance :

analyse de ses

exigences

Les capacités

du sportif

2

ENTRAÎNEMENT : planification,

programmation, périodisation

Orientation

Suivi

Contrôle

Avis des entraîneurs experts

Etude de la littérature

Observation et prise de mesures

en situation réelle d’entraînement

et de compétition

Choix, élaboration et

Validation des mesures

les plus congruentes

(aspects métrologiques)

3

1- NOTRE DEMARCHE

1

Les capacités

du sportif

2

PREPARATION PHYSIQUE : planification,


Orientation

Suivi

Contrôle





et de compétition





3

1 NOTRE DEMARCHE

La performance :

analyse de ses

exigences

Ex : Analyse des exigences

de la performance en :

Natation

Cyclisme

et en football

NATATION

GLISSE - Taille - Alignement segmentaire - Poids spécifique - Formes corporelles - Qualité de l’épiderme

PROPULSION - Surfaces propulsives - Rapports segmentaires - Puissance et endurance propulsives - Puissance propulsive totale / puissance utile - Amplitude des cycles locomoteurs - Cadence optimale du mouvement

PERFORMANCE NATATION

ANATOMIE FORMES CORPORELLES

BIOMECANIQUE :

APPORT

ENERGETIQUE - Aérobie

- Anaérobie - alactique - lactique

PHYSIOLOGIE

- Motivation - Résistance au stress - «Affect» - Volonté...

PSYCHOLOGIE

CYCLISME

STYLE; CHOIX DU MATERIEL

TACTIQUE *Opposition/Coopération

•Adaptabilité aux changements de profil

TECHNIQUE *Efficacité du pédalage

*Aérodynamisme Réglage du vélo

ECONOMIE *Coût énergétique / distance

FACTEURS PHYSIOLOGIQUES

*VO2max

Endurance aérobie spécifique

* Capacité anaérobie *Puissance maximale et endurance musculaire

des jambes.

FACTEURS BIOMECANIQUES

*Rapport poids/puissance * Fréquence de pédalage

* Coordination musculaire *Relaxation

FACTEURS MORPHOLOGIQUES

* Poids/ Taille2

*Masse grasse (%) *Rapports segmentaires (tronc; cuisses; jambes)

FACTEURS PSYCHOLOGIQUES

*Motivation

*Résistance à la souffrance *Intelligence tactique

Exigences de la

performance

FOOTBALL

Dynamique de groupe

Habiletés tactiques d’équipe

Stratégies et plan de match

Habiletés tactiques

individuelles

Habiletés techniques

individuelles

Capacités cognitivo

perceptives

Préparation mentale; Habiletés

psychologiques

Qualités motrices

Qualités musculaires

Qualités Morpho- logiques

Filières énergétiques

Développement de la maîtrise

de soi

Nutrition compétence du diététicien

Accompagnement psychologique

Qualité de l’entraîneur

dans les choix stratégiques

Développement des capacités

mentales

Compétence du préparateur

physique

Santé : compétence du médecin

Récupération : contrôle

biologique

Exigences de la

compétition

Imposer son jeu ou s’adapter au jeu adverse

Maîtrise du stress

LES OUTILS D’OSERVATION DU MATCH

TRAITEMENT DES IMAGES DU MATCH

LE TOUT EN UN : Podomètre + accéléromètre + GPS + CFM

- Impactes au sol

- Blocages redémarrages

- changements de direction

- Nombre de foulées

- Distance par foulée

- Distance parcourue totale et séquencée

- Durée,

- Cadence

- Vitesse moyenne, vitesse max,

- Fréquence cardiaque moyenne,

- Fréquence cardiaque max,

- Extrapolation de la dépense d’énergie

COUPLAGE AVEC UNITÉS VIDEO

SYNTHESES DES OBSERVATIONS (charge externe)

Le match se caractérise et se caractérisera (?) surtout par :

- Une distance totale parcourue entre 9000 et 11000 m Demain =

- la répétition de courses et d’actions techniques très courtes

d’intensité supra maximale (supérieure à VO2max) Demain ↗

- le nombre de celles-ci dépend du poste de jeu, Demain ↗

- les sprints en constituent l’essentiel, Demain ↗

- ceux-ci sont rarement linéaires mais présentent de nombreux

changements de direction,

- les durées des actions intenses qui se situent actuellement entre 2 et 4s Demain ↗

- et par la distance moyenne des courses intenses et des sprints

qui est proche de 20m, Demain ↘

1

Les capacités

du sportif

2

PREPARATION PHYSIQUE : planification,


Orientation

Suivi

Contrôle





et de compétition





3

1 NOTRE DEMARCHE

La performance :

analyse de ses

exigences

EVALUATION ET METROLOGIE

CONDITIONS DU CHOIX

ET/OU DE LA CONSTRUCTION

D’UNE BATTERIE DE TESTS

NON REDONDANCE

des tests au sein

d’une batterie

PREDICTIBILITE Corrélations entre les résultats

obtenus chez le sujet jeune et quelques années plus tard

21

EVALUATION DES

CAPACITES

DU SPORTIF

CHOIX DES MESURES ET DES

TESTS EN FONCTION DE LEUR

NIVEAU DE PERTINENCE, DE

VALIDITE, DE FIDELITE,

D ’ACCESSIBILITE ET

D ’OPERATIONNALITE

CREATION ET VALIDATION

DE NOUVEAUX TESTS

REPONDANT A LA SPECIFICITE

DE LA DISCIPLINE :

RECHERCHE APPLIQUEE

OU / ET

QUELQUES OUTILS D’EVALUATION : DU LABORATOIRE AU TERRAIN

- Composition corporelle

- Capacités musculaires force-vitesse-puissance

- Capacités physiologiques : VO2-FC, VO2max, FCmax…

- Indicateurs biologiques

- Capacités psychologiques (ressenti du sportif)

1- COMPOSITION CORPORELLE (DEXA)

- Dual energy X ray absorptiometry ou absorption bi-photonique à rayon X - Mesure de la quantité et de la répartition de la graisse et des muscles - Contenu Minéral Osseux (CMO) et Densité Minérale Osseuse (DMO

Mesures de la Composition corporelle:

l’impédancemétrie

- Mesures Tissus (référence DEXA) - Contenu Minéral Osseux - Mesures Hydriques, indice de répartition des fluides - Mesures Métaboliques - Mesures ioniques - MB : Métabolisme basal BE : Besoin énergétique …..

Z METRIX

Mesure des quatre plis : bicipital, tricipital, supra-iliaque et subscapulaire pour

estimer le pourcentage de graisse et la masse maigre.

BICIPITAL TRICIPITAL

SUPRA-ILIAQUE SUBSCAPULAIRE

DU LABORATOIRE …AU TERRAIN

CAPACITES MUSCULAIRES

TESTS D’EVALUATION DES CAPACITES MUSCULAIRES

Développer-couché

DISPOSITIF ERGOMETRIQUE : ARIEL CES 5000

Tirage 1/2 Squat

LES MOUVEMENTS TESTES

Paramètres mécaniques enregistrés :

Force concentrique, excentrique

Vitesse

Puissance

HIER

DETERMINATION DES ZONES DE TRAVAIL

selon les capacités musculaires

Vitesse cm.s-1 8 16

32 50

70 100

150 200

269

309 Kg

205 Kg

150 Kg

87 Kg

276 Kg 300 Kg.m.s

Pu

issance

(Kg.m

.s)

80% de Pmax.

103 Kg

P = F.v P = f.V (120% de 1RM)

(85% de 1RM)

Force Max.

ZONES DE

TRAVAIL

(48% de 1RM)

(70% de 1RM)

Puis. Force

(30% de 1RM) Puis. Vitesse

Puissance Max. F. Max.

Force à grande vitesse = explosivité

Poids de corps Force Vitesse

Zone deTransition

1RM

C. Miller DU Bordeaux 2008

AUJOURD’HUI

MUSCULATION INTELLIGENTE

DEMAIN…

SQUAT-JUMP (SJ) DROP-JUMP (DJ)

COUNTER-MOVEMENT-JUMP (CMJ) CMJ avec signal sonore

DU LABORATOIRE AU TERRAIN…

COUNTER MOVEMENT JUMP (CMJ)

CAPACITES PHYSIOLOGIQUES

34

DU GENERAL ...AU SPECIFIQUE

35

DU LABORATOIRE…AU TERRAIN

AVANT-HIER…

AUJOURD’HUI MAIS PRESQUE HIER…DÉJÀ !

Un véritable laboratoire embarqué sur une ceinture ou intégré dans un maillot

AUJOURD’HUI

INDICATEURS BIOLOGIQUES

Prélèvement de 35 µL de sang

à la pulpe du doigt.

micro-centrifugeuse.

Tube gélosé contenant du

sang après centrifugation.

TERRAIN

LABORATOIRE

Analyse des concentrations

Sériques de 15 molécules à

Partir de la technique de

spectrométrie à infra-rouge Spectromètre à infra-rouge

SPECTROMETRIE INFRAROUGE A TRANSFORMEE DE FOURIER

1) Concentrations susceptibles de renseigner sur l’état métabolique au moment et au cours du test et indirectement de l’état des réserves énergétiques musculaires et donc éventuellement du niveau de fatigue encore facile à corriger : Glucose, lactate, triglycérides, acides gras Libre, glycérol,

cholestérol total, acides aminées totaux, urée, protéines totales

+ albumine, transferrine, apolipoprotéines : Apo-A1, Apo-B.

2) Concentrations dont les variations sont susceptibles de faire suspecter un état inflammatoire qu’un diagnostic médical approfondi peut ensuite préciser : CRP (C-réactive protéine), haptoglobine, orosomucoïde,

3) Les variations de concentrations des immunoglobulines (IgA, G et M) peuvent faire suspecter des défenses immunitaires perturbées et donc des risques infectieux lorsque l’état d’entraînement devient limite : Immunoglobulines IgA, IgG, IgM.

CONCENTRATIONS MESUREES A PARTIR DE 35 L DE SANG

Δ[glucose] négatif au cours d’une activité ou d’un test

Déplétion glycogénique hépatique et/ou musculaire

Fatigue passagère nécessitant un apport glucidique augmenté (70 % ) + repos de 24 à 48 heures

PREMIER CAS

ARBRE DECISIONNEL POUR PRESERVER LA SANTE DU SPORTIF

Δ [urée] Δ [C-RP] Δ[Haptoglobine] Δ [Ig]

Etat de fatigue à la limite du surentraînement: Période de repos ou de récupération activée et

soins très fortement conseillés

DEUXIEME CAS

Δ [C-RP] et Δ [Haptoglobine] très élevés

Δ [Haptoglobine ] + Δ [IgM ]

Etat à surveiller selon son évolution clinique (probable état inflammatoire viral ou tendineux ou/et musculaire lié à des microtraumatismes répétés pouvant s’avérer

délétère pour la fonction musculaire)

TROISIEME CAS

Δ [IgA] et Δ [IgM] persistant

Chercher d’éventuelles infections des sphères respiratoires. Si récurrentes : état de fatigue proche

du surentraînement

QUATRIEME CAS

PERSPECTIVE : AUTRE TECHNOLOGIE POSSIBLE ?

CAPACITES OU RESSENTI PSYCHOLOGIQUE

Sujet fatigué : Sujet en forme :

Profil of mood state (Mc Nair et al. (1971); Morgan et al. (1987; Fry et al 1994)

Rien du tout (repos)

Très Léger

Léger

Modéré

Légèrement dur

Dur

Très dur

Très très dur

Maximal

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

Échelle CR10 de Borg

Un autre outil mis au point par Hooper et al. (1995) évalue les perturbations psycho-comportementales au moyen d’une auto évaluation quotidienne des niveaux de fatigue, de stress, de douleurs musculaires et de perturbations du sommeil. Pour cela, les sportifs utilisent une échelle psychométrique en 7 points : niveau très très bas = 1, très bas = 2, bas = 3, normal = 4, Haut = 5, très haut = 6, et très très haut = 7.

Comment vous sentez-vous pendant l’entraînement ? Note

Mou, épuisé, incapable de courir 0

Mou avec endolorissement musculaire au départ. Cela s’aggrave au cours de l’entraînement.

Totalement incapable de courir plus vite qu’un jogging, d’accélérer et d’augmenter mes actions

d’entraînement

1

Mou avec douleurs musculaires tout le long de l’entraînement 2

Mou avec douleurs musculaires au départ mais je me sens mieux au fur et à mesure 3

Pas de douleurs musculaires mais les jambes et le corps sont mous. Demande un grand effort pour

accélérer ou augmenter l’intensité de mes actions d’entraînement

4

Moyennement fatigué mais mon état moins d’effort pour courir plus vite ou d’augmenter l’intensité de

mes actions d’entraînement

5

Relaxé, course et actions d’entraînement réalisées aisément notamment les sprints courts 6

Fatigue ressentie après efforts modérés à intenses mais récupération rapide 7

Fatigue ressentie après efforts durs, intenses mais récupération rapide 8

Fatigue ressentie comme légère après efforts très durs et très intenses mais récupération rapide 9

Le meilleur effort jamais aussi bien ressenti 10

NOM :…………………………………………………………….PRENOM :………………………………………………………………………

Notes obtenues au cours de la semaine du : jour :…………. mois : ……………année :…………………………….

Jour 1 :……… Jour 2 :…….… Jour 3 :…….…. Jour 4 :….……. Jour 5 :.….……. Jour 6 :….…….. Jour 7 :…………

Evaluation des capacités

spécifiques du sportif en :

natation

cyclisme

et en football

Tests de glisse.

Cycles locomoteurs :

Amplitude, Fréquence,

Vitesse, Indice de nage(I.N)

- Taille

- Alignement

segmentaire

- Poids spécifique

- Formes corporelles

- Qualité de l’épiderme

PERFORMANCE

NATATION

Aspects

Morphologiques

Aspects

Biomécaniques

- Aérobie

- Anaérobie

Aspects

Physiologiques

- Motivation

- Résistance au stress

- «Affect»

- Volonté...

Aspects

Psychologiques POMS +

Entretien

clinique

25, 75, 600m,

Séance standardisée,

FC, Biologie IR-TF

Bilans biologiques

G. CAZORLA 2014

Surfaces propulsives

- Rapports segmentaires

- Puissance et endurance

musculaires

- Amplitude des cycles

locomoteurs

- Fréquence optimale du

mouvement

HIER : rétro extrapolation de la courbe de récupération à son origine = mesure de VO2max

55

DE LA MESURE DIRECTE... AU TEST

DE TERRAIN UTISABLE PAR LE PLUS

GRAND NOMBRE

MESURE DIRECTE DU VO2

AU COURS DE LA NAGE

MESURE DE LA VITESSE

AEROBIE DE NAGE

PERFORMANCE CYCLISME

OBSERVATION Évaluation des aspects

technico-tactiques ?

OBSERVATION DES STRATEGIES MENTALES

*Accompagnement psychologique. POMS

TECHNIQUE Efficacité du pédalage ?

TESTS POWERTAP Vélocité, Force vitesse, Wingate, PMA,60m DA,

200m DL, CLD, Contrôle biologiques ?

FACTEURS PHYSIOLOGIQUES

*VO2max

Endurance aérobie spécifique

* Capacité anaérobie *Puissance maximale et endurance musculaire

des membres inférieurs FACTEURS

BIOMECANIQUES

*Rapport poids/puissance * Fréquence de pédalage

* Coordination musculaire *Relaxation

FACTEURS MORPHOLOGIQUES

* Poids/ Taille2

*Masse grasse (%) *Rapports segmentaires (tronc; cuisses; jambes)

?

FACTEURS PSYCHOLOGIQUES

*Motivation

*Résistance à la souffrance *Intelligence tactique

Exigences de la

performance

Gains moyens obtenus par cycliste : entre 15 et 30 Watts 10 Watts gagnés = 1 seconde gagnée par kilomètre à 45 km/h

POSITIONNEMENT OPTIMAL EN SOUFFLERIE = AMELIORATION DE L’AERODYNAMISME

Analyse des exigences physiologiques, biologiques et énergétiques de la poursuite cycliste sur piste (Travaux personnels pas encore publiés)

DU LABORATOIRE AU TERRAIN…COMME LABORATOIRE !

Qualités à développer

la vitesse : - démarrage, - accélération, - changement de direction AVEC ET SANS BALLON

La capacité à répéter des sprints et des actions techniques intenses SOUPLESSE

CAPACITE AEROBIE *VO2max

*Vitesse aérobie maximale *Endurance aérobie spécifique

CAPACITE LACTIQUE

Intelligence de jeu anticipation, technique

Créativité. Capacités mentales

12 x 20m linéaire, avec changement de direction, avec et sans ballon

Flexion avant du tronc position assise, Sprint 5m, 20m, 40m.

Vam-éval, 3x30s navette r: 35s

Jeux à thème + GPS + observation. Questionnaire Fatigue, POMS

20 m

Tests VAM-EVAL (Cazorla et Léger, 1993)

Paliers de 1 min

Incrémentation : 1/2 km/h

Avec et sans cardiofréquencemètre

Test Université Bordeaux 2, (1992)

20 m

Paliers de 3 min, arrêts 1min

Vitesse : 8,10,12, 13, 14, 15,

16, 17, 18…km/h

Indice de coordination dans la course (habileté) : Performance 20m linéaire (s. 1/100) Perf 20m avec changement de direction (s. 1/100)

x 100 = %

Indice d’habileté technique 2 : Performance 20m linéaire sans ballon (s.1/100) Performance 20m linéaire avec ballon (s.1/100) Indice d’habileté technique 3 : Performance 20m linéaire sans ballon (s.1/100) Performance 20m en crochet avec ballon (s.1/100) Indice d’habileté technique 3 : Performance 20m en crochet sans ballon (s.1/100) Performance 20m en crochet avec ballon (s.1/100)

x 100 = %

x 100 = %

x 100 = %

Réaliser la plus grande distance possible en course navette n = 3 répétitions de 30 s ; Récupération = 35 s

5 m 10 m 15 m 20 m 25 m 30 m Départ

-1) Courir la plus grande distance possible (m) en 30s : Puissance lactique -2) Indice d’endurance lactique : performance moyenne sur 3 x 30 s meilleure performance sur 30 s x 100 = .....%

Capacité à répéter des courses intenses en navette

1

Les capacités

du sportif

2

ENTRAÎNEMENT: planification,


Orientation

Suivi

Contrôle





et de compétition





3

1 NOTRE DEMARCHE

Evolution des

facteurs de

la performance :

Saisie et analyse immédiate des

données au cours d ’entraînement

0

PER

FOR

MA

NC

E

Charge d’entraînement

Entraînement

optimal

Surentraînement

Sous entraînement

Dépassement = fatigue

En adaptant au domaine du sport la définition qu’en donne le dictionnaire

Larousse, la planification est :

la « science qui a pour objet l’établissement de programmes (programmation)

comportant non seulement l’indication des objectifs à atteindre, mais également

un état prévisionnel des diverses étapes (périodisation) des progrès à accomplir

et de la réalisation du programme, et, éventuellement, la description de la

structure des organismes à créer en vue de cette réalisation ».

PLANIFICATION DE L’ENTRAÎNEMENT

CONTRÔLE DE L’ENTRAÎNEMENT

Le contrôle longitudinal de l’entraînement permet :

• de vérifier en permanence l’ajustement des charges d’entraînement aux

capacités du sportif

• de modifier les contenus à partir du feedback afin de prévenir

d’éventuels risques de fatigue chronique voire de surentraînement.

La répétition rapprochée des évaluations (intra microcycles) nécessite l’emploi

de tests accessibles, pertinents, valides et reproductibles, qui ne contraignent

pas trop l’entraîneur et le sportif et qui respectent le « confort » de ce dernier.

2) SUIVI DE L’ENTRAÎNEMENT

Le « suivi de l’entraînement » permet d’établir des bilans d’étapes

après des périodes prolongées d’entraînement (un ou plusieurs mésocycles),

pour en apprécier les effets chroniques et rendre compte des différentes

adaptations techniques, organiques et mentales requises par la performance.

Les évaluations comprises dans un suivi sont donc :

• moins répétitives que celles du contrôle.

• plus approfondies et plus discriminantes afin de mieux explorer des sphères

difficilement accessibles .

Elles ne permettent que des constats a posteriori (suivi de l’entraînement) et ne

permettent pas des corrections immédiates.

1

performance en natation

Capacités du nageur

2

1) Contrôle longitudinal multifactoriel

18 Séances standardisées : cy. locomoteurs, FC, IR-TF

ENTRAINEMENT Planification, programmation, périodisation…

1

Performance en natation

Capacités du nageur

2

2) Suivi périodisé multifactoriel

ENTRAÎNEMENT

Suivi au cours d’une saison : 5 mésocycles

5 ensembles d’évaluations : 25, 75, 600m, Cy. locomoteurs, FC, IR-TF, POMS, 4 VAM-éval, 3 bilans biologiques

EN CONCLUSION

Opportunités permises par les avancées des sciences du sport dans la connaissance et le développement de la performance Les défis qui nous sont imposés

Les dangers de l’abondance….

Vers une nouvelle science du sport…

Remerciements à Jonathan Tremblay

Les opportunités….

Facilité de mesurer le travail du sportif grâce à la

miniaturisation des instruments (capacité de stockage très dense et

batteries très efficaces), la variété des capteurs permettant de

mesurer force, accélération, luminosité, impédance, etc. et leur

ubiquité (dans les téléphones portables, montres, bracelets, petits

gadgets variés….)


Les défis qui nous sont désormais imposés :

interprétation valide et fidèle des résultats,

Nous savons que l'intégration de plusieurs sources de données,

données qui de toute façon ne peuvent fournir qu’un portrait partiel

d'une situation, laissent à l'utilisateur plusieurs possibilités pour les

interprétations et ainsi augmentent les risques des faire des erreurs

fondamentales sans la vigilance d’expertises scientifiques

rigoureuses (rôle du CAPS ?).


Les dangers…

Parmi les dangers, outre les erreurs d'interprétation encore plus

probables qu'auparavant car les données sont beaucoup plus

abondantes (fréquence d'échantillonnage très grande, peu de

limitation sur le stockage) et de différentes sources à la fois,

trop d’informations peut aussi tuer l’information

Il y a un danger de noyer l'athlète et l'entraîneur avec ces données.


Vers une nouvelle science du sport !! Savoir extraire les résultats pertinents, valides et reproductibles à présenter avec concision et simplicité à l’entraîneur et aux sportifs.

Place des science du sport dans l'amélioration des performances

Sports

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