Le coût énergétique en course à pied

Le coût énergétique fait partie des paramètres de la performance aérobie au même titre que la consommation maximale d’oxygène, l’endurance, ou encore la cinétique de l’oxygène. Mais c’est une notion assez complexe dans le sens où on ne peut la mesurer qu’avec des appareillages de laboratoire.

Notions générales

L’être humain tire son énergie de la dégradation des substrats énergétiques (glucides, lipides principalement). Ces substrats sont oxydés pour former de l’énergie et produire des déchets (gaz carbonique, vapeur d’eau). Ainsi, si on mesure l’oxygène consommé (et également le CO2 rejeté), on peut estimer assez précisément la dépense métabolique de l’organisme, donc sa consommation énergétique.

Pourtant, il demeure un obstacle : la part de glucides/lipides utilisés par l’individu au repos et à l’effort, car l’énergie libérée n’est pas la même. Pour le résoudre, il faut faire intervenir la notion de Quotient respiratoire (QR) qui est le rapport entre le volume de CO2 libéré et le volume d’O2 consommé.

Ainsi, lorsque le QR est égal à 0.7 (valeur la plus basse), ce sont les acides gras (lipides) qui sont oxydés et l’équivalent énergétique est de 19.6 kJ (kiloJoules)

Lorsque le QR est égal à 1, on ne brûle plus que des glucides. L’énergie libérée par litre d’O2 est de 21.1 kJ. Et lorsque le QR est compris entre 0.7 et 1, le corps brûle un mélange de glucides et de lipides. L’énergie libérée dépend de la nature du mélange.

Le paradoxe du QR au repos : d’après ces données, nous pourrions penser que l’état de repos permette de consommer uniquement des lipides. C’est faux car au repos la consommation d’oxygène est basse et fait baisser le rapport. De plus, l’alimentation et la digestion interviennent dans la production de CO2, surtout si le repas comportait des glucides. Ainsi, pour faire baisser le QR et augmenter la consommation des lipides, il faut pratiquer une légère activité de type marche à pied ou vélo en promenade.

Economie de course, coût énergétique, calculs et unités

Ainsi, en étant muni d’un appareil capable de mesurer les échanges gazeux respiratoires, on peut calculer le coût de la locomotion. Mais attention, il faut choisir une vitesse de course basse afin d’éviter que le métabolisme anaérobie n’intervienne dans la production d’énergie.

L’économie de course (EC) ou Running Economy (RE) représente la consommation d’oxygène (VO2) à une vitesse donnée. Sur la courbe obtenue, on attend un état stable et on exprime le coût en millilitres d’oxygène consommé par minute et par unité de poids de corps (ml d’O2.kg^-1. mn^-1), à une certaine vitesse. On peut aussi définir cette économie comme la quantité d’énergie nécessaire pour déplacer 1 kg de poids de corps sur la distance d’1 mètre.

Le coût énergétique a été formalisé par Margaria (1976). C’est la dépense énergétique par unité de poids corporel et par unité de distance parcourue (généralement le mètre).

En manipulant cette formule, on s’aperçoit que la vitesse est le rapport de la consommation d’oxygène sur le Cr. Ainsi, plus le coût est faible et plus la vitesse est élevée.

Améliorer son coût

Au vu de ses données physiologiques, on peut légitimement penser qu’en améliorant son coût, on va augmenter son niveau de performance. Le problème est que les paramètres conditionnant ce coût sont très nombreux, et certains sont déterminés génétiquement comme la longueur des segments, la longueur des tendons d’Achille, la proportion de fibres rapides/lentes … le coût dépend également de l’expertise, de la répartition des masses, du taux de masse grasse, du matériel, de la fatigue, du pattern de foulée, du cycle étirement-raccourcissement… S’il est possible de diminuer ce coût, cela reste un travail de longue haleine.

Enfin, pour être complet sur cette notion et évaluer la quantité d’énergie libérée par les substrats, on peut évaluer la dépense énergétique en kilojoules en utilisant le fameux quotient respiratoire. Pour quel intérêt ? Plus on brûle des glucides et plus la dépense énergétique est élevée, plus on brûle des lipides et plus la dépense est faible. Ainsi, pour une même intensité d’effort, si un individu parvient à modifier le mélange glucides/lipides à l’avantage des acides gras, cet individu devient plus performant en endurance en épargnant son stock de glycogène. Cela nous renvoie à la notion de cross-over point dont nous parlerons dans un prochain article.