Blog du CAF IdF

Les filières énergétiques musculaires

La maîtrise des différents pas de ski de fond ne doit pas faire oublier que nous sommes une machine mue par des muscles. Sans un bon fonctionnement de ceux-ci, les montées vont vous sembler longues.

Voici un descriptif des différents types d'effort musculaires, nous verrons ensuite comment les privilégier dans vos sorties et quelles conséquences cela peut avoir en ski de fond.


L'alimentation équilibrée apporte à l'organisme les glucides, lipides et accessoirement protides qu'il utilisera pour se fournir de l'énergie. Toutefois, cette énergie potentielle ne peut être utilisée directement par les cellules. Elle devra préalablement être extraite du substrat puis sera stockée dans un composé intermédiaire : l'ATP. C'est la scission d'un élément phosphate de cette molécule d'ATP (l'Adénosine Tri-Phosphate devenant alors de l'Adénosine Di-phosphate + 1 élément phosphate) qui, en dernier recours apportera toujours l'énergie nécessaire à la contraction musculaire. L'ATP devra alors être re-synthétisé pour à nouveau pouvoir être utilisé.
Cette re-synthèse de l'ATP va s'opérer de plusieurs manières.
Il est classique de distinguer 3 principales formes de réactions chimiques intracellulaires distinctes aboutissant à cette re-synthèse.

Le processus normal est appelé filière aérobie parce que les réactions chimiques en question s'effectuent en présence d'oxygène. Dans cette filière, les glucides, les lipides et éventuellement les protides seront dégradés au sein de ce que l'on appelle des mitochondries (cycle de Krebs) et chaque molécule de substrat utilisé produira alors de nombreux ATP (1 glucose donne 38 ATP). Les produits terminaux de cette filière sont du gaz carbonique et de l'eau.
Cette filière présente l'avantage d'avoir un rendement élevé et de na pas générer de produits terminaux toxiques mais sa puissance est limitée et son délai de mise en route important. Ainsi, lors d'une activité d'intensité élevée ou nécessitant un apport énergétique rapide, l'organisme devra re-synthétiser l'ATP autrement.

La filière anaérobie lactique portant également le nom de glycolyse anaérobie lactique est pour l'organisme un moyen (supplémentaire) de se fournir de l'énergie dans des quantités plus importantes et avec un délai de mise à disposition plus court que par la seule filière aérobie. L'oxydation du glucose se fera alors en l'absence d'oxygène : la molécule de glucose devenant alors deux molécules d'acide lactique. La réaction s'arrête là et l'acide lactique, produit terminal de cette réaction va s'accumuler et augmenter l'acidité cellulaire, laquelle va finir par perturber l'activité musculaire si elle dépasse un certain stade. Il faut noter que cette filière est peu rentable au vu du nombre d'ATP produit par unité de substrat utilisé (2 ATP seulement pour le glucose provenant de la circulation sanguine, 3 ATP pour le glycogène cellulaire) et est d'une endurance limitée. L'acide lactique devra de plus être évacué.

L'organisme a à sa disposition un troisième système lui permettant la re-synthèse de l'ATP. Il s'agit de la filière anaérobie alactique.
Comme son nom l'indique, celle-ci s'effectue en l'absence d'oxygène et sans produire de lactates. (la re-synthèse de l'ATP s'effectue à partir de la créatine phosphate qui est présente au sein même de la cellule au repos). Elle sera mise à contribution dans le cadre d'efforts violents nécessitant une énergie immédiate (puissance disponible très importante et délai de mise en route nul). Celle-ci ne fonctionne par contre que très peu de temps, n'a pas un bon rendement au regard du nombre d'ATP obtenu par unité de substrat (1 ATP pour 1 créatine phosphate) et créé un déficit en oxygène.
La notion de dette d'oxygène : Les adaptations cardio vasculaires à l'effort (permettant à l'organisme d'apporter le surplus d'oxygène demandé par l'activité physique réalisée aux cellules musculaires) durent plusieurs minutes. L'organisme va faire face à cette carence en O2 en utilisant les filières alactiques pour re-synthétiser l'ATP. Il y fera également appel au cours de l'activité si l'intensité augmente pour compenser la faible puissance de la filière aérobie.
L'organisme va alors contracter une dette d'oxygène qu'il devra en quelques sortes rembourser. Cela se fera soit au cours de l'exercice, soit après l'exercice.

Il est important de comprendre que ces trois filières fonctionnent en même temps mais en fonction de l'effort fourni, l'une ou l'autre devient prioritaire. Un effort explosif (maximum 6/7 secondes) et d'intensité maximale fera appel à la filière anaérobie alactique. Un effort maximal maintenu 1 minute à 1 minute 30 secondes sollicitera prioritairement la filière anaérobie lactique. Enfin, les efforts de type endurant, d'une intensité forcément moindre laisseront le temps à l'organisme d'acheminer l'oxygène jusqu'aux cellules musculaires et permettront alors la mise en route de la filière normale : la filière aérobie.

Vous comprenez qu'il est important durant une séance de ski de fond de savoir se situer parmi ces 3 types d'effort.
Pour cela il faut connaître sa fréquence cardiaque maximale FCmax et de repos FCmin
En moyenne, pour les femmes FCmax = 226 - age
pour les hommes FCmax = 220 - age (attention, ces formules sont vraies en moyenne mais varient beaucoup d'un individu à l'autre)

Pour connaître FCmin, le faire allongé après une période de repos.
On définit la réserve de fréquence cardiaque FCR = FCmax - FCmin

% de la FCR Terminologie d'entraînement Métabolisme mis en jeu Remarques

40% à 60%

Endurance Aérobie Possibilité de parler pendant l'effort. Rester dans la plage 50% - 60% de la FCR
60% à 80% Résistance douce ou Endurance active Aérobie + Anaérobie lactique Aérobie majoritaire et anaérobie : petite accumulation de l'acide lactique. Commencer et finir en endurance pendant 15 mn
80% à 100% Résistance dure Anaérobie lactique + Aérobie Anaérobie majoritaire : l'acide lactique s'accumule et n'a plus le temps d'être éliminé

Exemple : Yves a 40 ans et sa FCmin est de 50. Il souhaite travailler en endurance pour parler avec ses petites camarades.
FCmax = 220 - 40 = 180
FCR = 130
40% de la FCR = 52
60% de la FCR = 78
Sa fréquence cardiaque sera comprise entre FCmin + 52 et FCmin + 78 soit entre 102 et 128.

Conséquences pour le ski de fond :


1.
Ne pas s'arrêter trop longtemps au bas d'une montée, vous risquez de ne plus être en phase d'endurance. Et puisque l'entrée en aérobie est assez longue, vous aller monter majoritairement en endurance dure et avoir les jambes tétanisées en haut.
2. Dans les grandes descentes, afin d'éliminer l'acide lactique plus rapidement, ne restez pas immobile. Faites quelques mouvements (pas de 1 ou combiné) car si la descente débouche sur une côte, vous allez exploser.

Alors comment améliorer ses capacités physiques pour le ski de fond ?
Le ski de fond étant un effort long de plusieurs heures, il va falloir privilégier la filière aérobie et donc augmenter les performances de son corps en aérobie.

Rappelons que le passage de l'aérobie à l'anaérobie survient quand il n'y a plus assez d'oxygène apporté aux muscles.
Afin d'augmenter sa consommation d'oxygène par minute (la VO2 max), Yves s'entraînera principalement en résistance douce.

A titre d'exemple, Yves non entraîné sera obligé de monter la grande côte de Bessans en canard glissé s'il veut rester en endurance.
En revanche, après un entraînement régulier, il pourra monter en pas de 1 en résistance douce car son organisme ne saturera pas en acide lactique.
Également avec l'entraînement, les muscles pourront supporter une concentration d'acide lactique plus importante tout en continuant à fonctionner et l'organisme éliminera plus rapidement ces déchets. Yves pourra être en résistance dure plus souvent sans se trouver incommodé.

En pratique pour votre entraînement et afin d'augmenter la VO2 max, vous serez en résistance douce.

Sources :
http://www.letempledelaforme.com/article42.html
http://www.letempledelaforme.com/article137.html
http://home.nordnet.fr/~scharlet/desplans.htm