Le Warm-up II: Structure et performance physique

Après avoir revu les mécanismes induits par l’échauffement dans l’article précédent, nous pouvons nous intéresser aux effets du warm-up sur la performance sportive et comment le structurer.

 

1) Warm-up actif et performance

 

  • Performance de courte durée

Une augmentation de la température musculaire (Tm) suite à un warm-up actif peut améliorer la performance sur un effort de courte durée (inférieure à 2 min) à travers plusieurs facteurs :

– Diminution de la raideur musculaire et articulaire

– Amélioration de la transmission nerveuse

– Augmentation du ratio force-vitesse

– Augmentation du métabolisme anaérobie

Pour que ces effets soient bénéfiques lors de l’effort, l’intensité et la durée du warm-up ne doivent pas être trop importants. En effet, il faut éviter une déplétion des stocks de phosphates en quel cas la production énergétique provenant du métabolisme anaérobie serait véritablement altérée. De plus, la période de repos suivant le warm-up et précédant l’effort ou la performance doit être précisément calibrée et ce, pour des mêmes raisons énergétiques (Weineck J, 2007). A l’inverse, si l’intensité de l’échauffement est insuffisante, les adaptations physiologiques déterminantes de la performance n’apparaitront pas.

 

– Performance acyclique : exemple du saut vertical

Plusieurs auteurs ont testé les effets du warm-up sur une performance de saut vertical et les résultats semblent converger. Un warm-up d’intensité moyenne et d’une durée de 3 à 5 minutes permettrait une augmentation de la hauteur de saut (Goodwin JE, 2002). Autrement dit, l’augmentation de la température musculaire de 1°C à travers un échauffement actif à intensité modérée augmenterait la performance sur saut vertical de 3,5% à 4,5% (Bergh and Ekblom 1979).

 

– Performance cyclique : sprint en course à pied, natation et sur cyclo-ergomètre.

Au même titre que pour des efforts acycliques, des études se sont intéressées aux effets du warm-up sur les performances lors d’efforts cycliques. Or, on remarque une amélioration de la performance de sprint en natation sur 100 mètres (Neiva, Marques et al. 2014), en course à pied sur 55 mètres (Grodjinovsky and Magel 1970) et sur cyclo-ergomètre (Sargeant and Dolan 1987).

 

  • Performance de moyenne durée

Sur ce type d’efforts, il est d’autant plus important de réduire le déficit en O2 (aire comprise entre la demande en O2 et le prélèvement en O2 ; figure 1) au début de la performance afin de protéger les réserves énergétiques issues du métabolisme anaérobie. Il convient donc d’élever l’O2 baseline ou concentration en O2 de base (Bishop 2003). Les études confirment cette hypothèse en démontrant une augmentation de la contribution du métabolisme aérobie (utilisant l’O2 pour la production d’énergie) et une diminution du déficit en O2 initial (Di Prampero, Davies et al. 1970, Stewart and Sleivert 1998).

Comme pour la performance de courte durée, une augmentation trop importante des Tc (températures centrales) et Tm conduirait à une diminution de la performance de moyenne durée. En outre, il faut pouvoir augmenter l’O2 baseline et diminuer le déficit en O2 dès le début de l’effort pour protéger les réserves énergétiques du métabolisme anaérobie, retardant leur contribution.

Représentation du déficit en O2 et de l'EPOC

  • Performance de longue durée

Pour ce type de performance on peut raisonner de la même manière. L’augmentation de l’O2 baseline précédant la tâche pourrait améliorer la performance. En revanche, la déplétion des stocks de glycogène par le warm-up lui-même mène à une diminution de la performance de longue durée. Une augmentation de la température musculaire et centrale devrait donc être évitée (Bergström, Hermansen et al. 1967) ainsi qu’un état de fatigue.

En ce qui concerne les résultats des effets du warm-up actif sur cette performance, la littérature montre des résultats divergents. La variabilité entre les résultats s’explique en grande partie par les caractéristiques du protocole d’échauffement (mouvement choisi, intensité, durée, temps de récupération avant la tâche).

De plus, il semble exister une corrélation entre le niveau sportif du sujet (athlète entrainé versus sujet modérément entrainé) et l’effet du warm-up sur la performance de longue durée. Chez les sujets modérément entrainés, l’échauffement serait plus propice à induire un état de fatigue que chez les athlètes très entrainés, et ainsi altérer significativement la performance (Andzel and Busuttil 1982).

Certains résultats penchent en faveur de l’échauffement, en particulier ceux de Andzel et al (1982) où la performance d’une tâche d’endurance se voit améliorée après un échauffement suivi d’une période de repos de 90 secondes. Cette période de repos, protocole – dépendante, semble permettre à l’athlète de récupérer de l’échauffement avant son effort d’endurance.

Les performances « d’endurance courte » allant de 5 à 25 minutes sont plus propices à être améliorées par un warm-up que lors d’efforts plus longs.

Nous retiendrons que l’amélioration de la performance d’endurance par un warm-up est chose complexe, requiert une bonne connaissance théorique et pratique de sorte à programmer un protocole d’échauffement optimal. Contrairement aux performances de courte et moyenne durée, la moindre « erreur » de programmation dans le warm-up mènerait à une diminution de la performance d’endurance.

– Le warm-up améliore la performance de courte et moyenne durée (< 5 min) à condition de programmer la bonne intensité, durée et période de repos.
– Concernant la performance d’endurance, elle semble être améliorée pour des efforts allant de 5 à 25 min. Au-delà, on ne remarque pas d’effets positifs de l’échauffement sur la performance.
– Le warm-up doit prendre en compte la spécificité de la tâche ou discipline pour permettre une potentiation neuromusculaire (reprendre des mouvements types et techniques)

 

2) Structurer le warm-up (Bishop 2003)

 

  • Intensité

Pour la performance de courte durée, il faut une intensité suffisante pour augmenter la température musculaire mais sans diminuer les stocks d’énergie provenant des phosphates.

Les exercices de faible intensité ( < à 40% VO2max) ne semblent pas améliorer la performance. A l’inverse, les exercices d’intensité supérieure à 60% VO2max induisent une déplétion des stocks de phosphates et sans période de récupération, mènent à une diminution de la performance. L’idéal serait donc d’effectuer des exercices d’intensité située entre 40% et 60% de la VO2max (figure 1).

changes in short-term performance immediately following warm up

 

Concernant les performances de moyenne et de longue durée, il faut élever l’O2 baseline. Pour se faire, l’intensité des efforts devrait augmenter progressivement vers les valeurs maximales de VO2. Or, à 100% VO2 max on observe une déplétion des stocks de phosphates et une accumulation d’ions H+, ce qui doit être évité si l’on poursuit directement sur la tâche. Une intensité d’environ 70% VO2 max semble donc être optimale pour la performance de moyenne durée. Pour les sportifs non entrainés et la performance de longue durée, il faut diminuer l’intensité (figure 2)

Nb : Pour les performances > 30 minutes et malgré des effets positifs incertains, l’échauffement ne doit pas élever la température centrale. Il doit donc être effectué à des intensités faibles ! (< 40% VO2max)

changes in intermediate performance following warm up

 

  • Durée

– Performance de courte durée :

Le warm-up nécessite une durée suffisante pour augmenter la température musculaire sans induire d’état de fatigue.

La température augmente fortement dès les 3-5 premières minutes de l’effort et atteint un plateau après 10-20 minutes d’exercice (Saltin, Gagge et al. 1968). On retient donc un warm-up idéal pour la performance de courte durée : Intensité comprise entre 40% et 60% VO2max pendant 10 à 20 minutes maximum.

Si l’intensité est supérieure à ces valeurs, l’échauffement va nécessiter une période de récupération avant la performance et sa durée devra être réduite !

 

– Performance de moyenne et longue durée

Le warm-up doit permettre d’augmenter l’O2 baseline sans diminuer les stocks de glycogène musculaire ni la capacité de stockage thermique. Ainsi, la durée idéale semble se situer entre 5 et 10 minutes.

Un warm-up plus long tendra à diminuer les performances en particulier en endurance. Il faudra donc diminuer son intensité (e.g 40% VO2max)

 

  • Temps de récupération

Le temps de récupération entre l’échauffement et la performance va dépendre de l’intensité et la durée du warm-up.

La restauration des stocks de créatine phosphates se fait au bout d’environ 5 minutes.

A partir de 15-20 minutes de repos, la température musculaire diminue jusqu’à sa valeur initiale.

On en conclu que pour un warm-up intense (> 60% VO2max), le temps de récupération nécessaire serait d’environ 5 minutes.

Pour la performance de longue durée, il faut maintenir les niveaux élevés en O2 baseline. S’il y a une période de récupération, elle devrait donc être active à faible intensité.

 

  • Spécificité de la tâche

Pour chacun des échauffements, il faut absolument prendre en compte la spécificité des efforts propres à la discipline. En effet, si l’on prend l’exemple d’une performance de courte durée telle qu’un saut vertical (squat jump), il faut intégrer la potentiation post activation (PAP) à son warm-up. Autrement dit, il faudrait réaliser des sauts verticaux pendant l’échauffement, à charge importante pour bénéficier des effets de la PAP.

L’activation neuromusculaire devrait aussi être prise en compte dans l’échauffement à travers des intensités maximales et supra-maximales, sous la forme d’efforts intermittents (périodes d’efforts alternées par une récupération). Toutes les études ne semblent pas valider pour autant cette approche, il convient donc réduire la durée de l’échauffement si on utilise ce type d’efforts.

Enfin, la coordination, les mouvements spécifiques et les techniques spécifiques à la tâche doivent être intégrées au warm-up.

 

 

Ce qu’il faut retenir…

 

– La performance à court terme est la plus impactée positivement par le warm-up, à condition qu’il soit à la « bonne intensité ». Par exemple : 40-60 % VO2max pendant 5 à 10 minutes suivi d’une période de récupération passive de 1-5 minutes.
Pour la performance de moyenne et de longue durée : 60-70% VO2max pendant 5 à 10 minutes suivi d’une récupération de 5 minutes.
– Tout échauffement doit intégrer les spécificités propres à la discipline ou à la tâche (coordination, techniques et mouvements spécifiques).
– Pour une discipline de sprint, un warm-up spécifique devrait contenir des efforts intermittents supra maximaux brefs, soit des sprint entrecoupés d’allure à intensité moyenne (60-70% VO2max) suivis d’une période de récupération.

 

Bibliographie

 

Andzel, W. D. and C. Busuttil (1982). “Metabolic and physiological responses of college females to prior exercise, varied rest intervals and a strenuous endurance task.” J Sports Med Phys Fitness 22(1): 113-119.

Bergh, U. and B. Ekblom (1979). “Influence of muscle temperature on maximal muscle strength and power output in human skeletal muscles.” Acta Physiol Scand 107(1): 33-37.

Bergström, J., L. Hermansen, E. Hultman and B. Saltin (1967). “Diet, muscle glycogen and physical performance.” Acta Physiol Scand 71(2): 140-150.

Bishop, D. (2003). “Warm up II: performance changes following active warm up and how to structure the warm up.” Sports Med 33(7): 483-498.

Di Prampero, P. E., C. T. Davies, P. Cerretelli and R. Margaria (1970). “An analysis of O2 debt contracted in submaximal exercise.” J Appl Physiol 29(5): 547-551.

Goodwin, J. E. (2002). A comparison of massage and sub-maximal exercise as warm-up protocols combined with a stretch for vertical jump performance. Journal of Sports Sciences, 20 (1), 48-49.

Grodjinovsky, A. and J. R. Magel (1970). “Effect of warm-up on running performance.” Res Q 41(1): 116-119.

Neiva, H. P., M. C. Marques, R. J. Fernandes, J. L. Viana, T. M. Barbosa and D. A. Marinho (2014). “Does warm-up have a beneficial effect on 100-m freestyle?” Int J Sports Physiol Perform 9(1): 145-150.

Saltin, B., A. P. Gagge and J. A. Stolwijk (1968). “Muscle temperature during submaximal exercise in man.” J Appl Physiol 25(6): 679-688.

Sargeant, A. J. and P. Dolan (1987). “Effect of prior exercise on maximal short-term power output in humans.” J Appl Physiol (1985) 63(4): 1475-1480.

Soligard, T., G. Myklebust, K. Steffen, I. Holme, H. Silvers, M. Bizzini, A. Junge, J. Dvorak, R. Bahr and T. E. Andersen (2008). “Comprehensive warm-up programme to prevent injuries in young female footballers: cluster randomised controlled trial.” BMJ 337: a2469.

Stewart, I. B. and G. G. Sleivert (1998). “The effect of warm-up intensity on range of motion and anaerobic performance.” J Orthop Sports Phys Ther 27(2): 154-161.

Weineck, J. (2007). Optimales training (15th ed.). Balingen: Spitta-Verlag

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