Les filières énergétiques : simplifié

Cet article est la théorie sur les filières énergétiques, c’est donc quelque chose de simplifié et critiquable. Il est malgré tout intéressant de lire cet article avant de voir les choses plus dans les détails. 

Pour commencer ?

Il faut bien comprendre que le carburant unique de la contraction musculaire est l’ ATP. Les aliments que nous mangeons ne sont pas directement transformés en énergie, mais ils sont stockés. Et, lors de l’effort, ces aliments vont subir des transformations chimiques pour devenir de l’ATP.

Dans notre organisme, l’ATP est présent en très faible quantité dans le muscle : marcher suffit à l’épuiser en deux minutes, et un effort maximal en deux secondes. Donc, pour que notre corps trouve son énergie nécessaire à l’effort, il y a 3 mécanismes capables de re-fabriquer de l’ATP (à partir des aliments, mais pas seulement) : l’aérobie, l’ anaérobie lactique et l’anaérobie alactique. L’organisme utilise ces mécanismes soit de manière quasi-exclusive soit complémentaire. Dans cet article, nous allons vous expliquer comment fonctionnent ces 3 mécanismes.

Définitions

L’aérobie signifie « avec oxygène« , c’est à dire que ce mécanisme représente les efforts d’endurance (longs avec intensité modéré). Ce mécanisme utilise les sucres et les acides gras (glucides et lipides, d’où notre article « faut t’il vraiment courir 45 minutes pour brûler du gras ?« ) pour recréer de l’ATP. Cela ne provoque pas de déchets, sauf de l’eau et du CO2.  Ce type d’effort est limité par la VO2 max (=volume d’oxygène maximum consommé lors d’un effort d’intensité maximale).

L’ anaérobie lactique signifie « sans oxygène et avec production d’acide lactique« , c’est à dire que ce mécanisme représente les efforts de résistance (athlétisme 400m, sports de combat, etc…). L’intensité de ces efforts est plus élevée que la VO2 max. Ce mécanisme dégrade le glycogène musculaire (réserve d’énergie) pour recréer de l’ATP. Cette dégradation crée de l’acide lactique, dont l’accumulation sur les tissus en perturbe l’activité. Ce type d’effort est donc limité par l’accumulation d’acide lactique sur les muscles qui empêchent par la suite la contraction musculaire. Le déchet produit est donc l’acide lactique, qui est aussi le facteur limitant de cette filière.

L’ anaérobie alactique signifie « sans oxygène et sans production d’acide lactique« , c’est à dire que ce mécanisme représente les efforts d’explosivité et de puissance (=vitesse+force). L’intensité de ce type d’effort est maximale, mais sur une très courte durée. Il n’y a pas de déchet, mais ce mécanisme dégrade les réserves de phosphorylcréatine pour recréer de l’ATP. La phophosrylcréatine est présente en très petite quantité dans le muscle (c’est pourquoi cette filière a une durée très courte). Ce type d’effort est donc limité par la quantité de phospholcréatine en réserve dans l’organisme. De plus, lors d’un effort d’intensité maximale, les réserves de phospholcréatine sont épuisées en environ 7 secondes.

Ces 3 mécanismes permettent de recréer de l’ATP. Rappel : notre organisme utilise de manière complémentaire ou quasi-exclusive ces mécanismes, un effort peut donc représenter les 2 ou 3 de ces mécanismes à la fois (par exemple le Tabata).

Plus en détails

Il est important de comprendre que l’efficacité d’un travail est maximal lorsqu’il s’effectue aux limites du système énergétique sollicité.

Un effort musculaire, c’est un processus cyclique de la dégradation et de la resynthèse de l’ATP sous 3 réactions chimiques: 

  • aérobie (oxydation)
  • anaérobie lactique (glycolyse)
  • anaérobie alactique (ATP, CP)

Jusqu’à 2mmol de lactate sanguin (ou acide lactique), l’exercice est aérobique. Cette limite est appelée « seuil aérobique ». Au delà de cette limite, il y a une augmentation de lactatémie (taux de lactate, ou d’acide lactique dans le sang), et l’effort est donc anaérobique.

Le système énergétique sollicité selon la distance de course

Pour un 100m, le taux aérobique est <5% et le taux anaérobique est >95%

Pur un 400m, le taux aérobique est de 25% et le taux anaérobique est de 75%

Pour un 800m, le taux aérobique est de 50% et le taux anaérobique est de 50%

Pour un 1500m, le taux aérobique est de 65% et le taux anaérobique est de 35%

Pour un 10 000m, le taux aérobique est de 99% et le taux anaérobique est 1%

En conclusion

Caractéristiques                  aérobie                            anaérobie lactique              anaérobie alactique                

Facteur limitant                 VO2 max, ou épui-             acide lactique                        épuisement de     

                                  sement du glycogène                                                                phosphocréatine                

Substrats                         glucides, lipides, protides           glycogène                        phospholcréatine

Puissance                        dépend de la VO2 max              élevée                                   très élevée

Capacité                               très élevée                               faible                                     très faible

Déchets                               Rien (CO2+H2O)                    acide lactique                         créatine

Durée de récupération    24 à 72h (recomposition     1h30 (durée d’élimination    3-5 minutes

                                                   du glycogène)                      de l’acide lactique)     

Il y a donc 3 voies biochimiques pour la resynthèse de l’ATP:

  • phosphocréatine (aérobie alactique)
  • glycolyse (aérobie lactique)
  • chaine respiratoire (aérobie)

De plus ?

  • Il y a épuisement de phosphocréatine en environ 7 secondes lors d’un effort d’intensité maximal. Donc, lorsque les sprinteurs de 100m comme Usain Bolt effectuent un sprint en 10 secondes, ils sont en anaérobie alactique (explosivité) pendant les 7 premières secondes, et en anaérobie lactique (résistance) pendant 3 secondes.
  • si vous avez comprit l’article, vous devriez deviner pourquoi les coureurs d’un 1500m ou d’un 3000m s’écroulent au sol à la fin de leur course ? Réponse : c’est à cause de l’accumulation d’acide lactique qu’ils ne tiennent plus debout.
  • Il faut entre 3 et 5 minutes pour refaire complètement les stocks de phosphocréatine. Donc, faire par exemple 10 secondes de sport à intensité maximale, puis 10 secondes de repos n’est pas de l’explosivité mais de la résistance (voir de l’endurance, selon la durée totale de l’effort). Beaucoup de sportifs ne s’entrainent pas assez en anaérobie alactique.
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