Le phénomène de fatigue en conditions extrêmes : le « flush model » à l'épreuve des Jeux olympiques

par Cyril Schmit

Thèse de doctorat en Sciences du sport

Sous la direction de Christophe Hausswirth.


  • Résumé

    Les modèles explicatifs de l’état d’épuisement lors de performances en endurance se sont récemment distancés des seules implications périphériques pour magnifier le rôle du système nerveux central dans le développement de la fatigue. En particulier, le « Flush Model » (Millet, 2011) a rassemblé les opinions en introduisant la pénibilité perçue de l’effort en tant que régulateur princeps de la performance. Brièvement, cette sensation émergerait de l’ensemble des interactions psycho-physiologiques inhérentes à l’accomplissement de l’exercice et demeurerait modulable pour retarder l’atteinte de l’état d’épuisement. Au sein de cette thèse et dans la perspective des Jeux Olympiques (JO) de Rio, nos efforts se sont concentrés autour de la mise en pratique de ce modèle au service de la performance des athlètes. Les aspects fonctionnels du Flush Model ont ainsi été revisités tant à l’égard des contraintes de l'entraînement que de celles propres à cette compétition (i.e., l’éventualité d’un stress thermique important). Plus précisément, le développement du phénomène de fatigue a été confronté aux problématiques de charges d’entraînement et d’effort en chaleur à travers une double approche de la compétition, aigue et chronique. Une approche aigüe de la compétition renvoie à l’ensemble des stratégies ponctuelles dont dispose l’athlète pour moduler l’évolution de la pénibilité de son effort et optimiser le rapport « difficulté perçue / intensité d’exercice » au cours de l’épreuve. De façon spécifique aux efforts en endurance et au contexte potentiellement chaud des JO, cinq travaux ont alors été entrepris. Deux d’entre eux ont appréhendé les effets sur la performance en endurance en conditions chaudes de stratégies à court-terme i.e., la familiarisation à la chaleur, et le port d’une veste réfrigérante lors de la période d’échauffement. Les résultats indiquent une évolution des stratégies d’allure possiblement induite par des adaptations psycho-physiologiques spécifique à l’intervention. En complément, trois autres travaux ont analysé la réponse cognitive à l’exercice aigu, en conditions tempérées et de chaleur, afin de mieux comprendre l’évolution des paramètres d’autorégulation comportementale (i.e., les fonctions exécutives) impliqués dans la performance sportive. Les dynamiques cognitives identifiées suggèrent l’utilisation de stratégies ponctuelles susceptibles de préserver le niveau d’efficacité de l’individu à l’exercice. Une approche chronique de la compétition fait écho aux interventions durables mises en place par l’athlète en phase précompétitive et visant à maximiser son niveau de performance le jour de l’épreuve. Trois travaux ont été entrepris dans cette perspective. Deux d’entre eux ont investi les problématiques de charge d’entraînement et d’acclimatation à la chaleur afin de déterminer les effets sur la performance et les composantes psycho-physiologiques de stages d’acclimatation à la chaleur. Ces études démontrent la nécessité d’un ajustement précis des charges d’entraînement en chaleur afin de ne pas conduire l’athlète à un état de surmenage contre-productif. Un travail complémentaire a consisté à analyser, via imagerie par résonance magnétique fonctionnelle, les soubassements neuronaux de l’état de surmenage possiblement rencontré par les athlètes en phase précompétitive. Les résultats indiquent une moindre activation du cortex préfrontal lors de la réalisation de tâches cognitives, accompagnée de réponses comportementales tendant vers un plus grand degré d’impulsivité. Ensemble, ces travaux autorisent une approche complexe du phénomène de fatigue, à partir d’angles de vue aigu et chronique, mais aussi physiologique et central, de ses composantes. (...)

  • Titre traduit

    The fatigue phenomenon in extreme conditions : the “flush model” facing Olympics


  • Résumé

    Explanatory models of endurance performance-based physical exhaustion recently moved from peripheral implications to highlight the role of the central nervous system in the phenomenon of fatigue development. In particular, the “Flush Model” (Millet, 2011) underpins a consensus in that it introduces the rate of perceived exertion as the main regulator of performance. Briefly, this sensation would emerge from the whole psychophysiological interactions inherent to exercising and would be modulable to delay exhaustion. Within this thesis and in the perspective of the Olympic Games in Rio, we focused on the practical dimension of this model at the service of athletes’ performance. Accordingly, functional aspects of the Flush Model were revisited both in regards of training and competition constraints (i.e., the possibility of an important thermal stress). More precisely, the development of the fatigue phenomenon has been challenged to training load and heat strain issues through a chronological approach of the competition, acute and chronic. An acute perspective of the competition relates to all punctual strategies that the athlete can use to modulate his/her perceived exertion and optimize the ratio “perceived strain / exercise intensity” during the event. Specific to endurance effort and to the potential hot climate of Olympic Games, five works have been driven. Two of them investigated the effects on endurance performance of short-term strategies i.e., heat-familiarization, and the wearing of an ice vest during the warm-up phase. Results indicate changes in pacing strategies that possibly result from psychophysiological adaptations specific to the intervention. In complement, three other works have analyzed the cognitive response to acute exercise, both in temperate and hot conditions, to better understand the evolution of behavioral self-regulatory parameters (i.e., executive functions) during endurance performance. The cognitive dynamics that have been identified suggest the use of punctual strategies that could protect athlete’s efficacy during exercise. A chronic perspective of the competition reflects medium-term interventions used by athlete during the precompetitive phase and aiming at maximizing his/her performance level the day of the event. Three studies have been conducted in this direction. Two of them have investigated training load and heat-acclimation issues to determine performance effects and psychophysiological correlates of heat camps. Results demonstrate the requirement of an accurate adjustment of training load in the heat in order to optimize athlete’s performance while preserving from overreaching development. A complementary work aimed, using functional magnetic resonance imaging, at identifying neural underpinnings of the overreaching state that athletes could meet during the precompetitive period. Results display a reduced activation of a specific part of the prefrontal cortex during the completion of cognitive tasks, associated to increased choice impulsivity. Together, these studies attempt to apprehend the fatigue phenomenon from a complex perspective i.e., combining acute and chronic, and physiological and central components of fatigue during exercise. On the basis of a better understanding of this phenomenon, and of the functional dimension of the Flush Model, practical strategies can then be recommended for athletes to optimize both their physical condition during pre-competition and their level of efficacy in situ of the competition.


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