Qu’est-ce-que les filières énergétiques ?

Les filières énergétiques dépendent du type d’effort sollicité. Selon l’intensité de l’activité physique, l’organisme n’utilisera pas les mêmes substrats énergétiques et ne produira pas de l’ATP (Adénosine Triphosphate) de la même manière. L’ATP est la principale source d’énergie directement utilisable par la cellule. Chez l’humain, l’ATP constitue la seule énergie utilisable par le muscle.

Il existe trois filières énergétiques :

• La filière aérobie
• La filière anaérobie lactique
• La filière anaérobie alactique

La filière aérobie

Cette filière permet de créer de l’énergie (ATP) en utilisant de l’oxygène. Plus précisément,  elle produit 39 ATP en dégradant le glycogène musculaire (réserves de sucre) et le glucose sanguin via la glycolyse, ainsi que les triglycérides (acide gras) via la lipolyse. Le produit final de ce catabolisme est l’eau (H2O) et le gaz carbonique (CO2). Par conséquent, cette voie énergétique ne produit aucun « déchet ». Les facteurs limitant de cette filière sont  le VO2max (Volume correspondant à la consommation maximale de l’oxygène) et l’épuisement du glycogène musculaire.

Sports concernés par la filière aérobie : sports d’endurance, marathon, trail, cyclisme, triathlon.

Quatre seuils se distinguent de cette filière :

• Le seuil aérobie, dit également « endurance fondamentale ». Il correspond à une course en aisance respiratoire à moyenne intensité, entre 70 et 80% de votre VMA selon votre niveau. Ce seuil est jugé à 2mmoles de lactates. Courir au seuil aérobie vous permet de trouver le bon équilibre entre l’apport en oxygène et sa consommation. Cela vous permet donc de faire des sorties longues et de maintenir longtemps cette intensité à un rythme constant.
  Sensations éprouvées : aisance respiratoire, sensation de pouvoir accélérer.
• La capacité aérobie correspond à la vitesse utile du marathonien, entre 75 et 85% de la VMA (jugée à 3mmoles de lactates).
  Sensations éprouvées : aisance respiratoire mais avec une ventilation plus rythmée par rapport au seuil aérobie. Aisance musculaire.
• Le seuil anaérobie dit également «résistance ». Ce seuil situé entre 80 et 90% de la VMA selon l’athlète (âge, sexe) et son niveau d’entraînement est jugé à 4mmoles de lactates. Il correspond à une allure soutenue.
  Sensations éprouvées : gêne respiratoire et musculaire.
• La VMA (Vitesse Maximale Aérobie) correspondant à la vitesse limite atteinte à VO2 max.

Objectifs du développement de la voie aérobie

• Augmentation du stockage et utilisation des substrats énergétiques (glycogène, acide gras, acides aminés).
• Amélioration du VO2max et de l’activité enzymatique donc des mitochondries, du transport d’oxygène, du système cardiovasculaire et ventilatoire.

La filière anaérobie lactique

Cette filière produit de l’énergie via la glycolyse. En effet,la glycolyse va dégrader le glucose en deux molécules d’acide pyruvique. La plus grande partie d’acide pyruvique sera transformée en acide lactique. Dès sa formation dans la cellule musculaire, une molécule d’acide lactique sera entièrement dissociée en une molécule de lactate et en un proton. C’est ce proton qui est responsable de l’acidité dans le muscle (et non l’acide lactique). Enfin la glycolyse anaérobie permettra de produire 3 ATP. Cette filière permet de produire de l’ATP rapidement. L’effort ne peut pas durer longtemps à cause de l’acidose dans le muscle.

Sports concernés par la filière anaérobie lactique : demi-fond athlétisme (800m, 1500m), sprint long (400m),  natation (>200m).

Suivant la discipline pratiquée et l’intensité exercée, le nombre de mmoles de lactates sera plus ou moins important. Le tableau ci-dessous met en exergue le nombre de mmoles de lactates produits dans chaque discipline d’athlétisme sur piste.

Dans cette filière, on distingue la Puissance et la Capacité Anaérobie Lactique :

• La Puissance Anaérobie Lactique (PAL) : effort à 140-160% VMA.
  Sensations éprouvées : lourdeur de jambe, mal aux cuisses, nausée de fin d’effort, sensation d’évanouissement.
• La Capacité Anaérobie Lactique (CAL) : effort à 90-130% VMA.
  Sensations éprouvées :idem que pour la PAL mais de manière moins éprouvante.

Objectifs du développement de la voie anaérobie lactique

• Augmentation du glycogène intra-musculaire
• Augmentation du système tampon de l’acidité sanguine et musculaire
• Modifier les structures des fibres musculaires (développe les fibres rapides ou intermédiaires).

La filière anaérobie alactique

Cette filière crée de l’ATP en dégradant la phosphocréatine (PCr), présente en très petite quantité.  Cette vitesse issue de la voie anaérobie alactique peut être maintenue sur une très courte durée (7 à 15-20s). Il s’agit d’une vitesse explosive et pure. Tout comme pour les autres filières, il existe la puissance et la capacité anaérobie alactique :

• La Puissance Anaérobie alactique : Vitesse maximale : effort ≥ à 7s.
• La Capacité Anaérobie alactique : 95% de la vitesse maximale.

Sports concernés par la filière anaérobie lactique : sports de puissance, d’explosivité, de force/vitesse, sprint court 100-200m, saut, lancer…

Objectifs du développement de la voie anaérobie lactique

• Augmentation du taux de phosphocréatine intra-musculaire.
• Amélioration de la vitesse de conduction neuro-musculaire.
• Modification des structures des fibres musculaires (augmentation des fibres rapides).

En résumé, la filière énergétique dépend du sport pratiqué et de l’intensité sollicitée. Le tableau ci-dessous de Georges Cazorla et Luc Léger permet de récapituler le principe des filières énergétiques.

Toutefois, certaines activités physiques sollicitent plusieurs filières énergétiques à un pourcentage différent. Ci-dessous la répartition de pourcentage des sources énergétiques sur 400m, 800m et 5000m d’après Newsholme et coll (1992).

Sources énergétiques d’un 400m (Athlétisme) :

• Anaérobie alactique (PCr) : 13%
• Anaérobie lactique (glycolyse anaérobie) : 62%
• Aérobie (glycolyse aérobie) : 25%

Sources énergétiques d’un 800m (Athlétisme) :

• Anaérobie alactique (PCr) : 6%
• Anaérobie lactique (glycolyse anaérobie) : 50%
• Aérobie (glycolyse aérobie) : 44%

Sources énergétiques d’un 5000m (Athlétisme) :

• Anaérobie alactique (PCr) : NUL
• Anaérobie lactique (glycolyse anaérobie) : 12,50%
• Aérobie (glycolyse aérobie) : 87,5%

Le tableau ci-après résume la répartition d’ATP dérivé du métabolisme aérobie et anaérobie d’après Newsholme et coll (1992).

Pour conclure, trois filières énergétiques existent pour synthétiser de l’ATP : l’anaérobie alactique (phosphorylcréatine), l’anaérobie lactique (glycolyse lactique) et l’aérobie (voie oxydative). Chaque filière sollicitée dépendra de l’intensité de l’effort et de l’activité physique.