Le puzzle de la performance en Triathlon LD – 1ère partie

Cet article scindé en 3 parties va parcourir les exigences du triathlon longue distance pour comprendre les mécanismes impliqués afin d’orienter les entraînements. 

Cette 1ère partie est relativement théorique afin de poser les bases avant de s’orienter sur les aspects pratiques.


Le triathlon – format longue distance – est une épreuve d’ultra-endurance multivariée (3 modes de locomotion différents) exigeante qui requière des ressources importantes (Jones & Carter, 2000) au niveau : 

  • Physiologique
  • Musculo-squelettique
  • Psychologique 
  • Ou encore nutritionnel. 

La mise en place d’un processus adaptatif du phénotype musculaire (masse musculaire, métabolisme énergétique, réseau capillaire, types de fibres) chez le triathlète, soumis à l’exigence des épreuves de longue durée, est un processus complexe qu’il faut appréhender de manière globale. 

Une parfaite connaissance ainsi qu’une compréhension des déterminants de l’activité sont essentielles afin d’assembler le puzzle qui permettra l’atteinte de la performance optimale en lien avec les capacités propres à chaque individu. 

Parcourons les déterminants spécifiques de la performance dans les sports de longue durée 

Les exercices intenses et de longue durée nécessitent un apport d’oxygène important pour permettre une production d’énergie et un maintien de l’activité contractile (contraction musculaire) via le processus oxydatif (en présence d’oxygène). Pour produire cette énergie, l’organisme dégrade les substrats énergétiques issus de l’alimentation, en présence  d’oxygène, pour les transformer en énergie chimique sous forme d’Adénosine TriPhosphate (ATP). Cette énergie chimique contenue dans la molécule d’ATP (stockée dans les liaisons phosphates) va permettre de produire, au sein de la cellule musculaire, l’énergie mécanique nécessaire à la contraction et au relâchement musculaire. La consommation maximale d’oxygène ( VO2 max), montrant l’aptitude d’un sujet à prélever et à  utiliser l’oxygène au sein de la cellule musculaire pour produire de l’ATP, s’impose comme un indicateur central de la performance aérobie. Toutefois, le VO2 max ne suffit pas pour expliquer les différences de performances interindividuelles au sein d’une population d’athlètes ayant des valeurs similaires de VO2 max (Costill, 1967 ; Foster & Lucia, 2007).  

En effet, l’atteinte d’une performance dans une épreuve de longue durée est la résultante de l’interaction de différents facteurs (Di Prampero, 2003 ; Nummela, 2006) : 

  • Le VO2 max qui correspond au volume maximal d’oxygène qu’un individu peut consommer par unité de temps au niveau musculaire lors d’un exercice à intensité sévère. 
  • Le coût énergétique (CE) qui correspond à la quantité d’énergie dépensée par unité de distance en fonction de la locomotion (natation, cyclisme, course à pied). 
  • La Fraction d’utilisation du VO2 max (FVO2 max) qui représente le pourcentage du VO2max qui peut être maintenue durant l’épreuve
  • La capacité neuromusculaire à produire de la force

Quelle différence entre rendement énergétique et coût énergétique 

Lors d’un exercice dynamique, l’énergie chimique contenue dans les liaisons phosphates de l’ATP va permettre de maintenir le travail mécanique. La conversion d’énergie chimique en énergie mécanique permet de se rendre compte du rendement énergétique de l’organisme. Lorsque le rendement énergétique est relié à la consommation d’oxygène en fonction de la vitesse ou de la puissance développée, on parle de coût énergétique (CE). Un faible CE va permettre à l’athlète de produire une intensité plus élevée pour une même puissance métabolique. Le CE correspond ainsi au lien entre puissance métabolique et puissance mécanique. Le rendement énergétique correspond quant à lui à l’efficacité d’utilisation de l’énergie disponible. 

Intérêt de la force musculaire dans les performances de longue durée 

La force développée et la vitesse de contraction permettent de maintenir une puissance musculaire élevée lors d’un exercice de longue durée. L’augmentation ou le maintien de la puissance mécanique sera assurée par une élévation ou un maintien de la force musculaire produite. La force musculaire est ainsi un facteur important de la performance lors d’un exercice de longue durée durant lequel des valeurs de puissances mécaniques élevées sont développées par l’athlète (Coyle & al, 1991 ; Lucia & al, 1998 ; Borrani & al, 2003).  

Plusieurs études sur les réponses moléculaires à l’entraînement simultané de la force et de l’endurance ont pu mettre en évidence l’intérêt d’intégrer ce genre de protocole améliorer la performance dans les sports de longue durée grâce à une diminution du coût énergétique (Ronnestad & Mujika, 2013).

Les différentes formes de fatigues à l’exercice 

La fatigue musculaire lors d’un exercice peut être définie par une diminution de la capacité du muscle à produire de la force ou de la puissance, que la tâche puisse être maintenue ou non (Sogaard & al, 2006). 

Pour réaliser la meilleure performance possible lors d’une épreuve de longue durée, l’athlète va rechercher à produire et à maintenir la puissance la plus élevée possible. Dans ces conditions, une fatigue va s’installer et qui aura comme effet délétère un déclin de la performance musculaire. 

Deux types de fatigue pourront être distingués : 

  • La fatigue centrale qui correspond à une réduction de la commande motrice au niveau nerveux. 
  • La fatigue périphérique qui occasionne des changements métaboliques au niveau musculaire. Cette fatigue périphérique surviendrait avant la fatigue centrale (Lepers & al, 2002). 

Lors d’un effort d’une durée prolongée (allant de 5h à 24h), différentes études ont pu mettre en évidence une baisse de la force maximale volontaire (CMV) à l’issue de l’épreuve (Lepers & al, 2002 ; Millet & al, 2003 ; Millet & al, 2011). Lepers & al (2002) ont pu montrer une baisse progressive de CMV, au cours d’un effort de 5h effectué en laboratoire sur ergocycle, allant de -8 à -10% entre la 1ère et la 3ème heure, de -16% après la 4ème heure et jusqu’à -18% à l’issue de la 5ème heure. L’activité neuromusculaire pourrait être impliquée dans l’apparition de la fatigue lors d’un exercice prolongé (St Clair Gibson, 2001 ; Kay, 2001). 

Par ailleurs, il a également été avancé un modèle alternatif de la fatigue dit « Modèle du Gouverneur Central » (Noakes & al, 2004) selon lequel le cerveau régulerait de façon complexe l’ensemble des systèmes physiologiques durant l’effort afin de prévenir toutes mises en danger de l’organisme. 

Durant l’exercice, le cerveau régulerait en continu l’intensité de l’exercice par une modification du nombre d’unités motrices recrutées au niveau des muscles en activité. Selon ce modèle, la fatigue ne serait donc pas un simple événement physiologique mais plutôt un système global qui permettrait de protéger l’organisme contre la production d’un effort trop dangereux pour son intégrité (St Clair Gibson & al, 2003). 


Pour aller plus loin : 

  • Borrani, F., Candau, R., Perrey, S., Millet, GY., Millet, GP., & Rouillon, JD. (2003). Does the mechanical work in running change during the VO2 slow component? Med Sci Sports Exerc, 35, 50- 57. 
  • Costill DL. (1967). The relationship between selected physiological variables and distance running performance. J Sports Med Phys Fitness, 7 : 61-3.
  • Coyle, EF., Feltner, ME., Kautz, SA., Hamilton, MT., Montain, SJ., Baylor, AM., Abraham, LD., & Petrek, GW. (1991). Physiological and biomechanical factors associated with elite endurance cycling performance. Med Sci Sports Exerc, 23, 93-107.
  • Di Prampero, PE. (2003). Factors limiting maximal performance in humans. Eur J Appl Physiol, 90 : 420-429.
  • Foster C, & Lucia A. (2007). Running Economy. Sports Medicine, Volume 37, Issue 4-5, pp 316-319
  • Jones, A.M., Carter, H. (2000). The effect of endurance training on parameters of aerobic fitness. Sports Med, 29 (6) : 373-386.
  • Kay, D., Marino, F.E., Cannon, J., St Clair Gibson, A., Lambert, M.I., & Noakes, T.D. (2001). Evidence for neuromuscular fatigue during high-intensity cycling in warm, humid conditions. Eur J Appl Physiol, 84 (1-2) : 115-121.
  • Lepers, R., Maffiuletti, N.A., Rochette, L., Brugniaux, J., & Millet, G.Y. (2002). Neuromuscular fatigue during a long-duration cycling exercise. J Appl Physiol, 92 (4) : 1487-1493.
  • Lucia, A., Pardo, J., Durantez, A., Hoyos, J., & Chicharro, JL. (1998). Physiological differences between professional and elite road cyclists. Int J Sports Med, 19, 342-348.
  • Millet, G.Y., Millet, G.P., Lattier, G., Maffiuletti, N.A., & Candau, R. (2003). Alteration of neuromuscular function after a prolonged road cycling race. Int J Sports Med, 24 (3) : 190-194.
  • Millet, GY., Tomazin, K., Verges, S., Vincent, C., Bonnefoy, R., Boisson, R-C., Gergelé, L., Féasson, L., Martin, V. (2011). Neuromuscular Consequences of an Extreme Mountain Ultra Marathon. PLoS ONE. 6(2) : e17059.
  • Noakes, T. D., St Clair Gibson, A., & Lambert, E. V. (2004). From catastrophe to complexity: A novel model of integrative central neural regulation of effort and fatigue during exercise in humans. Br J Sports Med, 38(4), 511-514.
  • Nummela, AT., Paavolainen, LM., Sharwood, KA., Lambert, MI., Noakes, TD., Rusko, HK. (2006). Neuromuscular factors determining 5 km running performance and running economy in well- trained athletes. Eur J Appl Physiol, 97, 1-8.
  • Rønnestad, B. R., Mujika, I. (2014). Optimizing strength training for running and cycling endurance performance: a review. Scand J Med Sci Sports.
  • Sogaard K, Gandevia SC, Todd G, Petersen NT, and Taylor JL. (2006). The effect of sustained low- intensity contractions on supraspinal fatigue in human elbow flexor muscles. J Physiol 573: 511- 523.
  • St Clair Gibson, A., Schabort, E.J., & Noakes, T.D. (2001). Reduced neuromuscu- lar activity and force generation during prolonged cycling. Am J Physiol Regul Integr Comp Physiol, 281 (1) : R187- 196.
  • St Clair Gibson, A., Baden, D. A., Lambert, M. I., Lambert, E. V., Harley, Y. X., Hampson, D., et al. (2003). The conscious perception of the sensation of fatigue. Sports Med, 33(3), 167-176.