T1 EXPLORATION DES PERFORMANCES ANAÉROBIES DE L'ENFANT - BILAN DE 30 ANS DE RECHERCHE_PASCALE DUCHE by UES 2015

EXPLORATION DES PERFORMANCES ANAÉROBIES DE L'ENFANT. BILAN DE 30 ANS DE RECHERCHE Pascale Duché et Mario Bedu De Boeck Supérieur | Staps 2001/1 - no 54 pages 109 à 130

ISSN 0247-106X

Article disponible en ligne à l'adresse:

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Pour citer cet article :

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------Duché Pascale et Bedu Mario,« Exploration des performances anaérobies de l'enfant. Bilan de 30 ans de recherche », Staps, 2001/1 no 54, p. 109-130. DOI : 10.3917/sta.054.0109

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STAPS, 2001, 54, 109-130

IOENERGÉTIQUE ET ACTIVITÉS PHYSIQUES ET SPORTIVES

Exploration des performances anaérobies de l’enfant. Bilan de 30 ans de recherche Pascale Duché1, Mario Bedu2 et Emmanuel Van Praagh1

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Résumé L’étude de la fonction anaérobie pendant la croissance n’a pas reçu la même attention que la fonction aérobie. Ceci est assez surprenant en regard de l’activité spontanée des enfants et des adolescents. En effet, en pratique physique et sportive, l’enfant est plus attiré par des activités brèves que de longue durée. Comme explications possibles de ce paradoxe, nous pouvons considérer : 1) la difficulté d’utilisation de techniques invasives chez l’enfant ; . 2) l’absence de norme comparable aux critères admis de VO2 max ; 3) la difficulté de mesurer les réponses physiologiques en dehors de l’état stable. Ainsi, cet article présentera l’historique du développement des méthodes et des techniques d’investigations des facteurs énergétiques et mécaniques de la performance anaérobie chez l’enfant. Le second objectif sera de donner aux lecteurs des informations récentes sur le développement des aptitudes anaérobies de l’enfant au cours de la croissance et de la maturation ; l’influence de facteurs tels le sexe, l’entraînement, l’hérédité sera discutée. Mots-clés : performance anaérobie, enfants, méthodes, croissance, maturation, entraînement.

Invetigation of the Child’s Anaerobic Performance. Results of 30 years of search Abstract Anaerobic function during growth has not received the same attention from researchers, as aerobic function. This is a little surprising with respect to the anaerobic energy used daily during infancy, childhood and adolescence. Indeed, during leisure-time activities or sport events, the child is spontaneously more attached to short-burst movements than to long-term activities. Among possible explanations for this paradoxical situation we may consider : 1) the prohibition against highly invasive techniques ; . 2) the absence of an anaerobic « gold standard » comparable to the universal adopted VO2 max criterion ; 3) the difficulty in measuring accurately non-steady state physiological responses. So, this paper will review historic development of some methodological and technical aspects on energetic and mechanical factors involved in anaerobic performances in child. The second purpose of this review will be there to give the reader a state-of-the art appreciation of the development of anaerobic fitness and performance during growth and maturation ; influence of sex, training, genetics factors will be discuss. Key words : anaerobic performance, children, methods, growth, maturation, training.

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Laboratoire Inter-Universitaire de Biologie des Activités Physiques et Sportives (Clermont-Ferrand) 1 Université Blaise Pascal-Clermont-Ferrand II, UFR STAPS 2 Université d’Auvergne-Clermont-Ferrand I, UFR Médecine

Pascale DUCHÉ Mario BEDU et Emmanuel VAN PRAAGH

1. PRÉSENTATION DU SUJET

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La définition des concepts qui rendent compte de la fonction anaérobie ne va pas sans poser problème. Il est classique de trouver dans la littérature les termes de puissance instantanée, de puissance moyenne, de capacité anaérobie alactique, lactique, de capacité de travail anaérobie, etc. La puissance maximale anaérobie est identifiée par des méthodes de mesure qui renvoient à une signification physiologique particulière, en fonction des masses musculaires mises en jeu et au délai de mise en place des filières énergétiques. La notion de puissance maximale chez l’homme est associée à l’aptitude du métabolisme anaérobie à fournir rapidement l’énergie nécessaire à la réalisation d’une grande quantité de travail en un minimum de temps (Di Prampero et Cerretelli, 1969). Tout mouvement étant caractérisé par la force exercée et la rapidité du déplacement produit, dès 1924 des systèmes de mesures mécaniques ont mis en évidence une relation fonctionnelle entre la vitesse de raccourcissement du muscle et la production de force in vivo chez l’homme (Gasser et Hill, 1924). L’allure de cette relation va favoriser l’émergence de nouvelles méthodes de mesure (ergomètres, tests de terrain) non invasives qui vont permettre d’approcher le concept de puissance maximale anaérobie (Pmax.) chez l’enfant dès 1966 (Margaria et al., 1966). 2. AVANCÉES MÉTHODOLOGIQUES A partir des travaux de Hill et al. (1924) et de Margaria et al. (1933), et pendant de nombreuses années, la participation du métabolisme anaérobie lors de l’exercice musculaire a été évaluée par la mesure de la dette d’oxygène ; l’idée était d’estimer la capacité et non la puissance. La courbe d’évolution du paiement de la dette était décomposée en deux exponentielles et ainsi se divisait en une dette « alactique » et une dette « lactique ». Il faut signaler que des travaux comme ceux de Gaesser et Brooks (1984) et de Hagberg et al. (1990) remettent en cause la signification de cette dette. Deux autres types d’approche reposant sur les conclusions de

ces deux pionniers (Hill et Margaria) ont utilisé, d’une part des méthodes dites « directes » fondées sur la mesure de paramètres biochimiques, histologiques ou métaboliques, et d’autre part, des méthodes dites « indirectes » reposant sur la détermination d’une puissance mécanique externe développée. 2.1. Méthodes dites « directes » : de la biopsie musculaire… à la Résonance Magnétique Nucléaire Depuis les travaux de Margaria et al. (1964) il est admis que l’énergie nécessaire à la contraction musculaire au cours d’un exercice supramaximal de quelques secondes dépend essentiellement de la mobilisation des réserves musculaires en phosphagène (adénosine triphosphate : ATP et Phosphocréatine : PCr). En raison de l’inertie de la mise en jeu du métabolisme anaérobie lactique, mise en évidence par des prélèvements veineux en temps différé, l’énergie nécessaire à la réalisation d’un exercice maximal d’une durée inférieure à dix secondes a été considérée comme fournie uniquement par le métabolisme anaérobie alactique. Mais, les travaux de Jacobs et al. (1983), Jones et al. (1985), Van Praagh et al. (1990) et Mercier et al. (1991) montrent une élévation non négligeable des lactates musculaires et sanguins après un exercice intense de l’ordre de 10 secondes. Dès 1981, Thomson et Garvie (1981) avaient estimé la participation de la glycolyse anaérobie à 30 % au cours d’un sprint de 15 secondes, et 7 ans plus tard, Seresse et al. (1988) l’estimaient à 23 % pour un sprint de 10 secondes sur ergocycle. Ainsi, si la participation de la glycolyse anaérobie pour les exercices intenses de l’ordre de 10 secondes ne fait aucun doute, sa quantification reste encore imprécise. A/ Biopsies musculaires Dès 1962, les données de la biopsie musculaire (Bergström, 1962) donnant une estimation des caractéristiques biochimiques et histologiques du muscle, ont permis d’étudier en détail la participation des différentes filières métaboliques au cours d’exercices brefs et intenses.

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Réserves musculaires Chez l’enfant, la majorité des données concernant les réserves musculaires en ATP, PCr et glycogène ([ATP], [PCr] et [glycogène]) mesurées par biopsie nous vient de l’équipe suédoise, Eriksson, Gollnick, Karlsson et Saltin. Dès le début des années 70, cette équipe rapporte des valeurs de [ATP] identiques chez l’enfant, l’adolescent et l’adulte (4-5 mmol.kg-1 de muscle frais). Par contre, [PCr] et [glycogène] apparaissent inférieures chez l’enfant (14 et 54 mmol.kg-1 de muscle frais, respectivement) en comparaison de l’adolescent et de l’adulte (23 et 87 mmol.kg-1 de muscle frais, respectivement) (Eriksson et al., 1971, 1973 ; Eriksson et Saltin, 1974 ; Karlsson et Saltin, 1970). Activité enzymatique De 3 à 19 ans, Haralambie (1978, 1981) fait état, à partir de biopsies musculaires, d’une activité de la créatinekinase identique avec une importante dispersion des valeurs. A notre connaissance, il n’existe pas de données concernant la myosine ATPase et la myokinase. Par contre, les constatations du même auteur concernant l’activité des

enzymes de la voie glycolytique, en particulier de la phosphofructokinase (PFK) et de la lacticodéshydrogénase (LDH), mettent en évidence une activité de ces enzymes nettement plus faible chez l’enfant. Ces résultats viennent confirmer les conclusions de Eriksson et de ses collaborateurs qui depuis 1971-1972, avaient attribué à l’enfant une immaturité du système glycolytique anaérobie due à une faible activité enzymatique (activité de PFK 30 à 50 % plus faible chez l’enfant comparée à l’adulte : 8µmol.g -1.min-1 vs 25µmol.g -1.min-1) (Eriksson et al., 1971 ; Gollnick et al., 1972). Ces conclusions sont confirmées par l’analyse des concentrations de lactates musculaires post exercice qui montre des concentrations nettement plus faibles chez l’enfant (Eriksson et Saltin, 1974). Les valeurs rapportées de [L]m maximales sont de l’ordre de 8 mmol.l-1 à 11 ans et 16 mmol.l-1 à 16 ans. B/ Dosages sanguins Le dosage des lactates sanguins ([L]s) fait partie des mesures de routine pour estimer la participation de la glycolyse anaérobie au cours de l’exercice musculaire. Limité par des considérations éthiques, ce n’est qu’une quinzaine d’années après la validation de la technique par méthode enzymatique et spectrophotométrie (Hohorst, 1965) que de nombreuses données concernant l’enfant sont apparues. Les premiers résultats confirment l’hypothèse d’une moindre activité de la glycolyse anaérobie chez l’enfant tant après des exercices maximaux (Davies et al., 1972 : 7 mmol.l-1 à 7 ans) que des exercices supramaximaux (Van Praagh et al., 1989 : 7 mmol.l-1 à 7 ans). Les [L] s n’étant que le reflet du processus de production et d’élimination (Brooks, 1985), la signification physiologique des concentrations de lactates sanguins reste encore un véritable sujet de discussion. En relation avec ce problème de diffusion, le pic de lactate sanguin après un exercice supramaximal chez l’enfant est atteint entre 2 et 3 minutes après l’exercice (Van Praagh et al., 1989). C/ Déficit accumulé en O2 Le concept de déficit accumulé en oxygène a été développé par Hermansen et Medbo (1984) qui à partir de mesures de l’estimation du déficit maximal en O2 lors

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Fibres musculaires La distribution des différents types de fibres musculaires qui ont des propriétés contractiles différentes est un des éléments explicatifs importants de la participation des différentes voies métaboliques lors d’exercices brefs et intenses. Ainsi, les travaux de Thorstensson et al. (1976), Coyle et al. (1979), Grégor et al. (1979) et Mc Cartney et al. (1983) montrent chez l’adulte une corrélation (faible) entre la puissance maximale anaérobie et le pourcentage de fibres rapides lors de mouvements mono et poly-articulaires. Chez l’enfant, une des toutes premières études sur la distribution des différents types de fibres est celle de Bell et al. (1980) réalisée sur des enfants de 6 ans. Les résultats font apparaître une distribution des types de fibres chez l’enfant proportionnellement similaire à celle rapportée chez l’adulte : 20 % de fibres rapides IIb, 22 % de fibres intermédiaires IIa et 58 % de fibres lentes. Par contre, dès 1971, l’étude de Aherne et al. (1971) montre que le diamètre des fibres est nettement inférieur à la naissance et augmente linéairement avec l’âge.

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d’exercices sous maximaux, ont extrapolé la relation puissance-O2 à l’exercice supramaximal comme prédiction de l’énergie anaérobie demandée (Medbo et al., 1988 ; Medbo et Tabata, 1989). Cette méthode reste sujette à discussion (Green, 1994). Cependant, les premiers résultats établis par Carlson et Naughton (1992) font apparaître un déficit accumulé en O2 plus faible chez l’enfant comparé à l’adulte. Chez l’enfant, la mesure du déficit accumulé en O2 devrait être une méthode de substitution intéressante à développer pour estimer la capacité anaérobie (Medbo et al., 1988).

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D/ Résonance Magnétique Nucléaire (RMN) L’utilisation de la RMN au Phosphore 31 (31P RMN) est un moyen non invasif d’investigation permettant d’évaluer les concentrations de phosphate inorganique ([Pi]), [PCr], [ATP] et le pH au repos, à l’exercice (bien que limité par le matériel de mesure) et lors de la récupération. Les premiers résultats confirment les données obtenues par biopsies musculaires et montrent une plus faible diminution du pH au cours de l’exercice intense (flexion plantaire) chez l’enfant par rapport à l’adulte (50 % vs 75 %) (Zanconato et al., 1993 ; Kuno et al., 1995). En résumé : Limitées par des considérations éthiques, peu de données sont disponibles chez l’enfant. Dans l’avenir l’utilisation de la technique de résonance magnétique nucléaire (RMN) devrait offrir des possibilités intéressantes d’investigation du métabolisme d’effort chez l’enfant. De plus, bien que définies comme des méthodes directes, ces techniques ne font qu’estimer l’aptitude anaérobie. Les principaux résultats montrent que l’enfant présente un métabolisme anaérobie plus faible que l’adulte, en particulier au niveau de la glycolyse. Au cours d’exercices intenses, l’enfant utiliserait donc bien moins la filière anaérobie et ferait plus appel à la filière aérobie. 2.2. Méthodes dites « indirectes » : des tests de terrain… aux ergomètres La relation entre la force et la vitesse a d’abord été étudiée sur le muscle isolé animal. La formulation la plus ancienne de

cette relation est « l’équation caractéristique » de Hill (1922), de forme hyperbolique établie à partir de la production de chaleur de muscles isolés. D’autres auteurs ont proposé des formulations de type exponentiel : Fenn et Marsh (1935), Aubert (1956), avant d’arriver à des modélisations plus complexes. Ainsi, une relation de type hyperbolique est observée pour un muscle isolé (Hill, 1938) et pour des mouvements simples mono-articulaires (Pertuzon et Bouisset, 1971 ; Komi, 1973). La validité des relations force-vitesse hyperboliques ou exponentielles obtenues pour des exercices mono-articulaires réalisés sur dynamomètres isocinétiques (Komi, 1973 ; Thorstensson et al., 1976) a été remise en cause par Perrine et Edgerton (1978). Ultérieurement, pour des mouvements poly-articulaires, une relation entre la vitesse maximale du mouvement et la force développée de type linéaire a été observée (Pirnay et Crielaard, 1979 ; Sargeant et al., 1981 ; Nadeau et al., 1983). Le besoin de contrôler la vitesse du mouvement a stimulé le développement de bicyclettes isocinétiques. Ces bicyclettes présentent l’avantage de maintenir constante la vitesse de pédalage lors de l’étude de l’évolution de la force et de l’énergie fournie en fonction du temps (Sargeant et al., 1984). D’autres ergomètres, tels que l’ergocycle à freinage mécanique de type Monark ou Brue pour lequel une relation linéaire entre la force et la vitesse a été à maintes reprises observée (Péres et al., 1981 ; Vandewalle et al., 1987a ; Bedu et al., 1991) ou le tapis roulant non motorisé conçu par Lakomy (1984) ont permis la mise au point de tests permettant d’évaluer la puissance maximale anaérobie : Pmax. La mesure de la puissance maximale mécanique, quel que soit le type d’ergomètre utilisé doit répondre à trois conditions : 1) la production d’une puissance réellement maximale nécessite des conditions optimales de force et de vitesse (Wilkie, 1950) ; 2) la durée de l’exercice doit être très courte afin que la puissance soit réellement maximale : Wilkie (1960) a montré la décroissance de la puissance avec l’allongement de la durée de l’exercice ; 3) la durée de l’exercice doit être la plus brève possible pour limiter, voire annuler la participation des métabolismes anaérobie lactique et aérobie.

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A/ Les tests de saut vertical : évolution des protocoles Dès 1885, Marey et Demeny (1885), physiologistes français de l’exercice musculaire, mettaient au point une plate-forme de forces permettant la mesure de la force et du déplacement lors d’un saut vertical (Fig. 1). FIGURE 1 : Equipement utilisé par Marey E.J. pour enregistrer simultanément les mesures de force et de déplacement lors d’un saut vertical (Marey & Demeny, 1885).

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Mais, c’est seulement en 1968 que Davies et Rennie (1968) ont utilisé la plateforme pour mesurer la puissance maximale lors du saut. La technologie sophistiquée et coûteuse que nécessite ce protocole a largement contribué à sa faible utilisation et à l’émergence d’autres tests de saut vertical plus simples. Le plus connu et le plus ancien est certainement le Sargent test. A l’origine Sargent (1921) calculait la détente verticale entre la taille bras levé et la hauteur maximale touchée avec le bout des doigts (abduction du bras 180°) lors d’un saut vertical. D’autres tests de détente verticale modifiant le repère de mesure (Abalakov : mesure de la détente à la ceinture ; Vandewalle et al., 1987b : mesure au som-

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met du crâne) ou intégrant des composantes mesurées (Nomogramme de Lewis ; Hertogh et al., 1992) se sont inspirés de ce protocole. Ces tests de terrain ne donnent pas d’informations spécifiques sur les composantes de vitesse ou de force développées pendant l’impulsion, même s’ils restent utiles sur le terrain comme outil d’évaluation des performances musculaires lors d’exercices brefs et intenses. En tant qu’outil de recherche la plate-forme de forces reste indispensable pour mesurer une puissance maximale instantanée (Vandewalle, 1986). En 1978, Komi et Bosco (1978) proposent un test de sauts verticaux répétés (ou test appelé aussi test pliométrique) permettant le calcul de Pmax. Le sujet doit effectuer le plus grand nombre possible de sauts verticaux pendant une période de temps déterminée (15 ou 60s), sur un tapis où des capteurs reliés à un chronomètre permettent de calculer le temps d’envol (Bosco et Komi, 1980). Les auteurs obtiennent des puissances supérieures de 10 % à celles obtenues, soit sur ergocycle par Ayalon et al. (1974), soit sur escalier par Margaria et al. (1966). D’après Bosco et al. (1983), ces résultats pourraient être expliqués par la mise en jeu des propriétés élastiques des muscles. Chez l’enfant, les tests de saut vertical sont peu utilisés dans la mesure où ils engendrent des problèmes de coordination motrice et d’apprentissage qui constituent un biais méthodologique dans l’interprétation des résultats. Cependant, il existe quelques données obtenues sur plate-forme de forces chez des enfants de 11 ans par Davies et Young (1984) qui estiment Pmax. à 711 watts et 18,1 W.kg-1 de masse corporelle. Dix ans plus tard, Ferretti et al. (1994) obtiennent chez des enfants âgés de 8 à 13 ans (filles et garçons) des Pmax. de 1103 watts et 31.6 W.kg-1. Les différences de protocoles expliquent ces différences, en particulier l’enregistrement instantané des données (Van Praagh, 1998 ; Van Praagh et De França, 1998). Cependant, il est intéressant de constater que chez l’enfant, Davies et Young (1984) obtiennent une forte corrélation (r = 0.92) entre la hauteur du saut et les données de puissance mesurée sur la plate-forme.

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B/ Le test de Margaria ou test de célérométrie Margaria et al. (1966) ont proposé de calculer la puissance maximale anaérobie par la mesure de l’énergie dépensée pour élever le centre de gravité à une certaine hauteur. On demande au sujet après élan sur 2m de gravir un escalier d’une quinzaine de marches à vitesse maximale. Deux cellules photoélectriques permettent de mesurer le temps nécessaire pour franchir l’espace situé entre la deuxième et la huitième marche. Une variante de ce test fut proposée par Kalamen en 1968 (Fig. 2). FIGURE 2 : Protocole du test de l’escalier présenté par Margaria et al. (1966) (a) et adapté par Kalamen (1968) (b).

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Selon Vandewalle (1986) les valeurs de puissance obtenues sont représentatives de la puissance à vitesse maximale et non d’une puissance maximale. Cette critique a été reprise par Sargeant (1992) qui souligne l’importance de la masse du sujet dans le déterminisme de la puissance mécanique externe. En effet, l’utilisation d’une ceinture lestée, permet d’obtenir une puissance plus élevée (Caiozzo et Kyle, 1980 ; Davies et Young, 1984), ce qui indique que la force de pesanteur n’est pas la seule à prendre en compte.

Chez l’enfant, Margaria, Aghemo et Rovelli (1966) furent les premiers à proposer un test de mesure de puissance. Dans un groupe d’enfants de 10 ans comprenant des filles et des garçons, ils rapportent une puissance maximale anaérobie de 294 watts et de 9,8 W.kg-1. Ils furent les premiers à attribuer l’augmentation de Pmax. à l’évolution de l’âge. La variation intra-individuelle au test est habituellement importante (estimée à ± 15 %) comparée à celle obtenue sur ergocycle ou sur plateforme de forces (± 4 % et ± 7 %, respectivement ; Davies et Young, 1984). L’étude réalisée chez l’enfant par Nadeau (1985) montre que le test initial de Margaria convient mieux aux enfants et aux femmes, alors que le test modifié semble plus adapté aux hommes. C/ Les tests de sprint sur 30 à 50m Historiquement, ce sont les tests les plus utilisés par les enseignants d’éducation physique et les entraîneurs pour rendre compte d’une certaine quantité de travail en un minimum de temps. En référence aux données métaboliques et en particulier à l’inertie du système glycolytique, les sprints ne doivent pas dépasser 10 secondes et par voie de conséquence, la distance la plus appropriée est inférieure à 50 mètres. En accord avec les observations de Wilkie (1950), ces tests ne peuvent être considérés comme des tests de puissance. Cependant, ils permettent une classification simple en enfants « lents », « moyens » et « rapides ». La comparaison de Pmax. évaluée sur cycloergomètre et les résultats sur 30 m fait apparaître un coefficient de corrélation de r = 0,80 (p<0,001) chez un groupe d’enfants des deux sexes âgés de 7 à 12 ans. Lorsque l’analyse ne prend en compte que les filles, le coefficient de corrélation est significativement plus faible (Van Praagh et al., 1990). Une masse grasse plus importante et une masse maigre plus faible chez la fille expliquent en partie cette différence. D/ Les tests sur ergomètre Tapis roulant non motorisé Le tapis roulant non motorisé, destiné à mesurer la puissance mécanique au cours du sprint a été présenté en 1984 par Lakomy (1984).

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Chez l’enfant, une des rares études ayant utilisé ce type ergomètre (Fig. 3) est celle de Fargeas et al. (1993). Cette étude longitudinale avait pour objectif d’évaluer la Pmax. d’enfants sportifs et non sportifs sur tapis roulant non motorisé : Pmax. était calculée pour un sprint < 10 secondes et sur bicyclette ergomètrique (test de force-vitesse) (Van Praagh et al., 1993). Lors de cette étude la validité du test estimée par comparaison des données obtenues sur tapis et sur cycloergomètre montre un coefficient de corrélation significatif de r = 0,94. Bicyclette ergométrique Nous ne retiendrons ici que les deux tests principaux utilisés pour l’évaluation de la puissance maximale anaérobie chez l’enfant (bien que d’autres tests existent) : le test de Wingate (Ayalon et al., 1974 ; Bar-Or et al., 1977) et le test de forcevitesse (Péres et al., 1981 ; Vandewalle et al., 1983). 1. Le test de Wingate Cumming (1973) a été le premier à étudier la puissance mécanique sur cycloergomètre chez l’enfant âgé de 12 à 17 ans (le test de 30s de pédalage). Puis dans les années 70, les chercheurs de l’Institut Wingate en Israël (Ayalon et al., 1974 ;

Bar-Or et al., 1977), ont développé le test de Wingate, qui consiste en un pédalage de 30 secondes, à vitesse maximale contre une force de freinage unique et constante, fonction de la masse corporelle du sujet. Comme l’exercice est maintenu pendant 30 secondes, cette épreuve permet de déterminer la quantité de travail réalisé en 30 secondes. La valeur pic de puissance (Ppic) est considérée comme représentative de la puissance mécanique maximale (Inbar et al., 1976). Les valeurs de Ppic rapportées par les chercheurs de l’Institut Wingate sont de l’ordre de 214 W et 6.8 W.kg-1 chez l’enfant de moins de 10 ans, 300 W et 8 W.kg-1 à 12 ans pour atteindre 500 W et 9 W.kg-1 chez l’adulte de 18 ans (Inbar et Bar-Or, 1986). La charge utilisée par les chercheurs de l’Institut Wingate a été modifiée plusieurs fois : 75g.kg-1 de poids de corps (Ayalon et al., 1974), puis 67g.kg-1 (Inbar et Bar-Or, 1977 ; Dotan et Bar-Or, 1980), puis de nouveau 75g.kg-1 (Inbar et Bar-Or, 1986). En fonction des résultats obtenus par Vandewalle et al. (1985), nous utilisons dans notre laboratoire comme charge optimale pour le test de Wingate la charge permettant d’obtenir la puissance la plus importante lors du test de force-vitesse, aussi bien pour l’enfant que pour l’adulte.

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FIGURE 3 : Tapis roulant non motorisé utilisé pour mesurer la puissance maximale mécanique développée au cours d’un sprint (Fargeas et al., 1993).

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2. Le test de force-vitesse A partir des travaux antérieurs de Pirnay et Crielaard (1979), Pérès puis Vandewalle ont proposé un test à vitesse maximale contre des charges croissantes sur un ergomètre à contre poids (Photo1) : le test de force-vitesse (Pérès et al., 1981 ; Vandewalle et al., 1985, 1987a). Le test consiste en la réalisation de plusieurs sprints contre des charges croissantes. Les sprints sont séparés par trois minutes de récupération. PHOTO 1 : Epreuve de force-vitesse réalisée sur cycloergomètre à freinage mécanique chez l’enfant (Duché).

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Chez l’enfant, les travaux de Maréchal et al. (1978) et Pirnay et Crielaard (1979) font apparaître des valeurs de Pmax. de l’ordre de 7,6 W.kg-1 à 11 ans et atteignent 10 W.kg-1 chez l’adulte. La réalisation d’un sprint avec départ arrêté sur un ergomètre à frein mécanique nécessite d’accélérer le volant contre l’inertie du système qui s’oppose à l’accélération (Lakomy, 1986). La méthode de calcul de la puissance décrite par Vandewalle et al. (1985) ne prend pas en

compte l’énergie dépensée pendant la phase d’accélération. Les travaux de Lakomy (1986) décrivant une méthode d’étalonnage de l’inertie du système ergométrique en fonction de l’accélération du volant, ont permis de corriger le calcul de la puissance durant un seul sprint. La mesure de la puissance, ainsi corrigée de l’inertie, met en évidence que la puissance maximale atteinte à chaque sprint est identique quelle que soit la force de friction (Fouquet et al., 1993 ; Arsac, 1995). De plus, les valeurs de puissance maximale mesurées avec cette méthode par Linossier (1994) sont supérieures d’environ 10 % comparativement à la puissance maximale non corrigée de l’inertie. Cependant, les valeurs de puissance maximale obtenues par les deux méthodes de calcul sont hautement corrélées (Linossier, 1994). De plus, la puissance maximale d’accélération obtenue entre 1 et 2 secondes est atteinte avant la vitesse maximale (Lakomy, 1986 ; Linossier, 1994 ; Arsac, 1995). Ainsi, toutes les mesures mécaniques de puissance qui n’ont pas pris en compte cette inertie indiquent des valeurs qui « souffrent » d’une erreur systématique. L’importance quantitative de cette erreur dépend de la masse du volant de l’ergomètre, de la vitesse initiale du volant (lancé ou statique), de la friction appliquée et de la durée de l’exercice. En résumé : Quel que soit le test utilisé les enfants présentent des puissances externes développées inférieures à celles mesurées chez l’adulte, et ce quel que soit le mode d’expression de la puissance. Ces résultats viennent conforter les données des méthodes précédentes. Les facteurs mis en avant pour expliquer ces différences sont en particulier des paramètres liés au rendement (économie de course), à des problèmes de coordination (apprentissage) et à une moindre participation de la glycolyse anaérobie.

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3. LES CONNAISSANCES ACTUELLES ET EXAMEN CRITIQUE DE LEURS APPLICATIONS PRATIQUES Document téléchargé depuis www.cairn.info - - - 109.190.111.104 - 26/03/2015 15h45. © De Boeck Supérieur

A/ Evolution des performances anaérobies avec l’âge Pmax. Quel que soit le test utilisé la puissance maximale mécanique augmente avec l’âge de l’enfance à l’âge adulte (Fig. 4). Globalement, Pmax. (mesurée sur ergocycle sans prise en compte de l’inertie) varie de 146 W et 5,5 W.kg-1 chez les enfants actifs de 7 ans (Van Praagh, 1988) à 1241 W et 17,2 W.kg-1 chez des cyclistes adultes spécialistes de sprint (Davies et Standström, 1989). Lorsque l’inertie du volant est prise en compte, les valeurs rapportées dans la littérature sont de 300 W et 9 W.kg-1 à 10 ans et atteignent 1000 W et 14,5 W.kg-1 chez l’homme et 600 W et 10,5 W.kg-1 chez la femme (Doré et al., 2000) Cette augmentation de puissance est également observée avec l’utilisation de tests de terrain (Blonc et al., 1992). De nombreuses études ont montré de bonnes relations entre puissance (Pmax. ou Ppic) et les tests de terrain sur courte distance (Inbar et Bar-Or, 1977 ; Bar-Or et Inbar, 1978 ; Tharp et al., 1985 ; Watson et Sargeant, 1986 ; Duché, 1992). Nous nous attacherons donc ici à présenter prioritairement, sans pour autant exclure les autres données, les résultats obtenus sur bicyclette ergométrique (Pmax.

pour le test de force-vitesse et Ppic pour le test de Wingate). Inbar (1996) rapporte que Ppic en valeur absolue représente à 6 ans 30 à 40 % de la valeur obtenue à 18 ans, alors qu’à 16 ans Ppic représente 75 à 85 % de la valeur adulte (Inbar et Bar-Or, 1986). En revanche, lorsque Ppic est rapportée à la masse corporelle, les valeurs obtenues à 8 et 16 ans représentent 75 % et 87 % respectivement de la valeur mesurée à 18 ans. L’augmentation de Pmax. avec l’âge est liée à l’élévation concomitante de la vitesse et de la charge optimales. Les études de Duché (1992) et de Bedu (1992) montrent que l’élévation de Pmax. est surtout due à l’augmentation de la charge optimale au démarrage pubertaire. Cette charge imposée est multipliée par 2,8 entre 7 et 15 ans, alors que la vitesse optimale est seulement multipliée par 1,2 au cours de la même période. 1. Vitesse optimale La vitesse optimale est plus le reflet d’une maturation neuro-musculaire, de coordination motrice (Pérès et al., 1989), et semble tributaire de la distribution des fibres à contraction rapide (Gerbeaux et Pertuzon, 1985). La coordination intermusculaire pour le mouvement de pédalage a fait l’objet de nombreuses études basées sur l’utilisation de signaux électromyographiques (Van Ingen Schenau et al., 1992 ; Arsac, 1995 ; Raash et al., 1997 ; Neptune et al., 1997 ; Hautier et al., 1998). Ces études ont permis d’établir un pattern de recrutement inter-musculaire spécifique au pédalage chez l’adulte. Chez l’enfant, nous

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FIGURE 4 : Evolution avec l’âge de la puissance mécanique maximale (W et W.kg-1 de poids corporel) mesurée sur bicyclette ergomètrique (Bedu, 1992) (sans prise en compte de l’inertie).

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PHOTO 2 : Utilisation des signaux électromyographiques pour déterminer un pattern de recrutement inter-musculaire chez l’enfant au cours du pédalage (Duché).

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avons réalisé une étude permettant de mettre en évidence ce pattern (Photo 2). Les résultats ont été obtenus pour des vitesses de pédalage constantes établies à 80, 100, 110 et 120 % de la vitesse optimale et contre une charge de friction représentant 50 % de la charge optimale. La vitesse optimale a été calculée à partir du cumul des combinaisons moyennées vitesse-puissance de sprints réalisés contre des charges de friction de 25, 50, 75 et 100g.kg-1 (Arsac et al., 1996). L’étude montre que pour des vitesses de pédalage stables, le pattern de recrutement inter-musculaire de l’enfant est identique à celui de l’adulte (Ratel et al., 1999). Les conclusions de cette étude ne sont pas directement transposables à l’exercice supra-maximal, mais laissent entrevoir des perspectives de recherche, en relation avec la typologie musculaire. En effet, la vitesse optimale serait directement en rapport avec le pourcentage de fibres rapides comme cela a été montré par Faulkner et al. (1981, 1986) sur le muscle isolé. Chez l’homme, une relation du même type a été observée par Hautier et al. (1996) lors d’un

mouvement poly-articulaire sur bicyclette ergométrique. 2. Charge optimale La charge optimale rend compte de l’adaptabilité de la force musculaire. L’augmentation de force est très importante au cours de la période pubertaire (Froberg et Lammert, 1996 ; Blimkie et Sale, 1998). Gerbeaux et al. (1986) ont suggéré que l’effet anabolisant protéique des androgènes testiculaires et surrénaliens pourrait être responsable de cette augmentation, ce qui expliquerait une moindre augmentation de la force chez la fille pendant cette période (Froberg et Lammert, 1996). Chez l’enfant de 13 ans, Méro et al. (1991) montrent que si le pourcentage de fibres II est indépendant des concentrations sanguines de testostérone, en revanche, la surface de ces fibres est corrélée de façon significative avec ces concentrations. Falgairette et al. (1991) et Duché (1992) observent des corrélations significatives entre les concentrations de testostérone salivaire et la puissance maximale anaérobie en W et W.kg-1 (r = 0,53 et r = 0,40, p < 0,001, respectivement). Cependant, l’influence de la testostérone est contestée par Armstrong et al. (1997), arguant que lorsque l’âge, la taille et la masse corporelle sont pris en considération (régression pas à pas), cette relation n’existe plus. 3. Importance du protocole Une étude réalisée dans notre laboratoire montre qu’un test d’apprentissage permet à l’enfant de développer des puissances significativement supérieures lors du test final (Lavorel et al., 1998). Les valeurs obtenues entre le test d’apprentissage et le test final sont bien corrélées (r = 0,86, p<0,001). D’autre part, pour permettre à l’enfant de développer une puissance mécanique externe maximale l’ergomètre doit être adapté à ses caractéristiques morphologiques et la force de freinage la plus adaptée est de 50g.kg-1 de masse corporelle (Doré et al., 2000). D’autre part, il a été suggéré que la prise en compte de l’inertie puisse réduire l’écart de puissance mesurée sur ergocycle entre l’adulte et l’enfant (Doré et al., 1997). Cependant, l’étude de Ratel et al. (1996) montre que la différence entre adulte et enfant persiste, bien qu’atténuée grâce à un volant de faible inertie chez l’enfant.

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En résumé : Les phénomènes de croissance ne semblent pas à eux seuls pouvoir expliquer les causes de cette différence de puissance maximale mécanique externe

entre l’enfant et l’adulte. D’autres facteurs constitutifs des phénomènes de maturation peuvent apporter d’autres éléments de réponse. En effet, la puissance musculaire dépend de facteurs musculaires tels que le débit d’énergie, la typologie musculaire et les qualités neuro-musculaires ou de coordination motrice (qualités déjà discutées dans la partie concernant la vitesse optimale). Paramètres musculaires 1. Typologie musculaire Parmi les études avec biopsies musculaires chez l’enfant, Lunberg et al. (1979a, 1979b) ont effectué des biopsies chez des enfants âgés de 2 mois à 11 ans. Ils trouvent un pourcentage de fibres lentes de 58,9 % avec une variabilité importante de 38 à 83 %, sans relation avec l’âge. Bien que le caractère invasif de la biopsie limite le nombre de publications chez l’enfant, d’autres études font état de 58,8 % de fibres lentes chez l’enfant de 6 ans (Bell et al., 1980), de 54,8 % à 11-13 ans (Eriksson et al., 1973, Eriksson et Saltin, 1974) et de 43,6 % à 16-17 ans (Fournier et al., 1982). L’étude récente de la littérature par Jansson (1996) montre une augmentation du pourcentage de fibres lentes de 0 à 10 ans pour décroître ensuite jusqu’à l’âge de 35-40 ans. Ces études suggèrent qu’il n’existe que peu de différences entre le pourcentage des différentes fibres entre l’enfant et le jeune adulte, même en faisant l’hypothèse que la baisse du pourcentage de fibres lentes est compensée par l’augmentation concomitante du pourcentage de fibres rapides (Glenmark et al., 1992). Or, bien que Bell et al. (1980) fassent état d’une distribution des types de fibres musculaires similaire chez l’enfant et l’adulte, les travaux de Colling-Saltin (1980) rapportent un pourcentage de fibres rapides plus faible chez l’enfant qui atteint les mêmes proportions énoncées pour l’adulte seulement en fin d’adolescence (Fournier et al., 1982). Ces données sont confirmées par l’étude de Oertel (1988) qui observe dès 2 ans une typologie musculaire semblable entre l’enfant et l’adulte mais avec un pourcentage de fibres lentes plus élevé chez l’enfant entre 2 et 10 ans. L’absence d’études longitudinales rend l’interprétation des divers résultats difficile. Il semble toutefois que la majorité des

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4. Influence de la croissance Ces résultats mettent en évidence toute la difficulté du choix du mode d’expression des paramètres bioénergétiques, en particulier pendant la période de croissance où l’on assiste à des changements corporels importants. La contribution de chaque paramètre dans l’évolution d’une donnée bioénergétique est difficilement estimable. Plusieurs études ont mis en avant de fortes corrélations entre la puissance mécanique externe développée au cours d’exercices brefs et intenses et les dimensions corporelles (Davies et al., 1972 ; Mercier et al., 1989). En accord avec la littérature (Blimkie et al., 1988 ; Van Praagh et al., 1990 ; Duché et al., 1992 ; Mercier et al., 1992), les récents travaux de Doré (1999) montrent que la variance du pic de puissance sur ergocycle est principalement liée, comme la force optimale, aux différences de volume maigre des membres inférieurs. Ce volume explique 75 à 87 % de la variance de ce pic chez les filles et les garçons, respectivement de 7 à 17 ans. Chez les filles et les garçons de plus de 17 ans, ce paramètre n’explique plus que 43 à 40 % respectivement de la variance. Ce constat suggère que la capacité musculaire fonctionnelle de l’enfant dépend plus de la masse active de muscles ou de facteurs biomécaniques. En effet, la différence de Pmax. entre l’enfant et l’adulte persiste même lorsque la masse musculaire, la masse maigre, la taille, la surface de section des muscles actifs est contrôlée (Davies et al., 1972 ; Komi et Karlsson, 1979 ; Inbar et Bar-Or, 1986 ; Blimkie et al., 1988 ; Mercier et al., 1989). En théorie, il faudrait rapporter la puissance au volume de muscles actifs, ce qui pose le problème de leur identification dans le mouvement. Dans le même ordre d’idée, les résultats de l’étude de Sargeant et Dolan (1986) sont intéressants dans la mesure où ils montrent que la seule augmentation du volume du membre inférieur n’explique pas la différence de puissance entre adulte et enfant, alors qu’elle explique les effets de l’entraînement chez l’enfant (Sargeant et al., 1985).

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études montre que le pourcentage de fibres rapides est inférieur chez l’enfant par rapport à l’adulte, bien que la différenciation des types de fibres soit effective dès les premières années de la vie, et, atteint la valeur rapportée chez l’adulte dès la fin de l’adolescence par conversion des fibres indifférenciées. De plus, Méro et al. (1991) montrent que si le pourcentage en nombre de fibres de type rapide est indépendant des concentrations sanguines de testostérone, par contre la surface de ces fibres est bien corrélée avec ces concentrations. L’augmentation des concentrations de testostérone lors de la puberté masculine pourrait, outre son influence sur la masse musculaire, avoir des conséquences sur l’hypertrophie sélective des fibres de type rapide (Glenmark et al., 1992). Ces modifications pourraient en partie expliquer les différences de puissance anaérobie observées au cours de la croissance et de la maturation comme le suggère Van Praagh (2000). 2. Débit d’énergie anaérobie Compte tenu des difficultés techniques de la biopsie, de la variabilité inter-individuelle, des différences de concentrations entre les fibres musculaires (Tesch et al., 1989) et du peu de données disponibles, on observe généralement des concentrations d’ATP et de phosphocréatine chez l’enfant très proches de celles obtenues chez l’adulte (de 4,4 à 6,5 mmol.kg-1 muscle frais pour l’ATP, de 14 à 20 mmol.kg-1 muscle frais pour la phosphocréatine) (Knuttgen et Saltin, 1972 ; Jacobs et al., 1983 ; Jones et al., 1985 ; Mc Cartney et al., 1986 ; Cheetham et al., 1986 ; Spriet et al., 1987). Ces résultats sont confirmés par les études réalisées par 31P RMN qui montrent des réserves en phosphagènes identiques chez l’adulte et l’enfant (Ferretti et al., 1994 ; Gariod et al., 1994). En ce qui concerne l’activité enzymatique, Haralambie (1981, 1982) trouve, entre 3 ans et 19 ans, une dispersion très importante de l’activité de la créatine kinase. Pour le même groupe musculaire (vaste externe), il n’est pas observé de différence entre l’activité enzymatique chez l’enfant et chez l’adulte. Ces résultats ne sont pas en faveur d’un débit d’énergie anaérobie inférieur chez l’enfant.

En revanche, les résultats concernant la participation glycolytique anaérobie montrent que ce soit par biopsie ou par RMN une activité de la glycolyse anaérobie plus faible chez l’enfant (Eriksson et Saltin, 1974 ; Zanconato et al., 1993). Cette plus faible participation chez l’enfant est confirmée par l’évolution des concentrations de lactates musculaires ou sanguins, après exercice maximal ou supramaximal (Eriksson et Saltin, 1974 ; Van Praagh et al., 1989). Malgré une forte dispersion des résultats due à des méthodologies différentes, la lactatémie post exercice augmente significativement avec l’âge (Falgairette et al., 1991). Plusieurs études ont mis en évidence des corrélations significatives entre les [L]s et les concentrations de testostérone (Méro, 1988 ; Falgairette et al., 1990). Cependant, entre 6 et 12 ans Falgairette et al. (1991) font état d’une amélioration significative des performances anaérobies et des [L]s post exercice sans pour autant constater dans le même temps d’augmentation des concentrations de testostérone. Ces résultats contradictoires sont en faveur d’une maturation de l’activité glycolytique au cours de la période pubertaire, mais n’établissent pas de relation directe avec les concentrations de testostérone (qui ne représente qu’un indice de maturation très corrélé avec d’autres facteurs tels que les dimensions corporelles). Dans le même ordre d’idée, la faible activité de PFK rapportée chez l’enfant (Eriksson et al., 1971) est encore fréquemment utilisée pour expliquer une lactatémie plus faible chez l’enfant. Or, à l’heure actuelle, il apparaît très difficile de savoir si l’enfant produit moins ou élimine plus de lactates que l’adulte ? En effet, si nous nous intéressons aux études portant sur l’acidose déterminée par la mesure du pH, la littérature fait apparaître un consensus montrant un pH intramusculaire ou sanguin post exercice plus élevé chez l’enfant comparativement à l’adulte quel que soit le type d’exercice (Hebestreit et al., 1996 ; Taylor et al., 1997 ; Zanconato et al., 1993). En revanche, récemment Dotan et al. (2000) ont mesuré des [L]s atteignant 10 mmol.l-1 chez des enfants prépubères après des exercices répétés de 40s à 150 % de VO2 max. avec 50s de récupération. La littérature montre que les enfants ont une

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plus faible diminution de leur pH à l’exercice tout en pouvant augmenter considérablement leur [L]s. Par conséquent la question reste posée, à savoir si cette faible diminution du pH peut être expliquée par une meilleure régulation au niveau des ions H+ chez l’enfant ?

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FIGURE 5 : Evolution de Pmax. (W et W.kg-1) en fonction de l’âge et du sexe de 7 à 21 ans (Doré et al., 2000) (avec prise en compte de l’inertie).

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B/ Evolution des performances anaérobies en fonction du sexe Pmax. en valeur absolue ou relative au poids corporel augmente au cours de la croissance tant chez la fille que chez le garçon (Pirnay et Crielaard, 1986 ; Falgairette et al., 1991 ; Duché et al., 1992). Cependant, Pmax. (W et W.kg-1) est toujours plus élevée chez le garçon par rapport à la fille de même âge, et la différence s’accentue après la puberté (Crielaard et Pirnay, 1985b ; Van Praagh, 1988 ; Van Praagh et al., 1990). En effet, plusieurs études ne font pas état de grandes différences de Pmax. entre filles et garçons à l’âge de 9 à 11 ans lorsque Pmax. est exprimée en watts (Inbar et Bar-Or, 1986 ; Blimkie et al., 1988). En revanche, à partir de 13 ans des différences significatives pour Pmax. en valeur absolue apparaissent entre filles et garçons. D’après Inbar (1996), les valeurs obtenues à cet âge chez la fille représentent 75 % de celles des garçons. Lorsque Pmax. est rapportée au poids corporel, dès 11 ans les garçons présentent des valeurs de Pmax. supérieures à celles obtenues chez les filles. Les différences sont de l’ordre de 85 % à 12 ans et 70 % à 18 ans. L’étude de Doré (1999) réalisée sur une population importante confirme une différenciation fille - garçon dès le début de la puberté (Fig. 5), les filles ayant des valeurs de Pmax inférieures aux garçons et ceci même lorsque l’on tient compte des dimensions corporelles.

Une évolution similaire du développement de la force au cours de la croissance a été récemment rapportée par Blimkie et Sale (1998). En résumé : Cette différence de performance anaérobie associée au sexe lors de la puberté est généralement attribuée à une proportion de masse grasse plus importante chez la fille à cette période. De plus, ces résultats font également apparaître l’influence de paramètres qualitatifs dans l’amélioration des performances anaérobies avec l’âge. C/ Performances anaérobies et entraînement L’entraînement de garçons âgés de 11 à 13 ans augmente de façon significative leurs concentrations musculaires en ATP et en phosphocréatine (Eriksson et Saltin, 1974). On retrouve les mêmes conclusions en ce qui concerne Pmax. Les études transversales font état de Pmax. supérieure chez les enfants sportifs par rapport aux enfants non sportifs de même âge. Cette constata-

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En résumé : En comparaison des études réalisées chez l’homme, les connaissances concernant les mécanismes énergétiques impliqués dans le fonctionnement du métabolisme anaérobie chez l’enfant sont limitées, en raison de contraintes éthiques et méthodologiques. Les principales données ne sont pas en faveur d’une puissance maximale anaérobie inférieure chez l’enfant, mais par contre, montrent une aptitude glycolytique nettement plus faible.

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tion valable aussi bien chez les filles que chez les garçons doit être considérée avec prudence avant la période pubertaire. En effet, avant 11 ans Pmax. (W.kg-1) est identique entre des garçons pratiquant moins de 5 heures d’activités physiques par semaine et ceux qui pratiquent plus de 5 heures (Duché, 1992 ; Falgairette et al., 1993). A partir de 11 ans, les études longitudinales montrent une amélioration significative de Pmax. et Ppic chez des enfant suivant un programme d’entraînement par rapport au groupe de contrôle (Grodjinovsky et al., 1980 ; Grodjinovsky et Baror, 1984 ; Rotstein et al., 1986). Les améliorations les plus importantes sont observées avec un entraînement à dominante d’exercice de vitesse (sprint : Crielaard et Pirnay, 1985a ; interval training : Rostein et al., 1986). L’étude longitudinale de Grodjinovsky et Dotan (1989) réalisée sur trois ans, montre des gains importants de Pmax. (W.kg-1) tant chez les sportifs (+ 28 %) que chez les enfants n’ayant que 2 heures de pratique hebdomadaires (+ 26 %). Cette étude montre également que l’augmentation de la quantité d’entraînement de 6 heures hebdomadaires à 12 heures chez des enfants de 12-13 ans, n’engendre pas de modifications plus importantes. Ces observations posent deux types de questions : la spécialisation musculaire et sa modification avec l’entraînement chez l’enfant, et la prise en compte des stades pubertaires dans les résultats d’études longitudinales. En effet, il semble que l’entraînement n’ait pas le même effet chez l’enfant et chez l’adulte. Sargeant et al. (1985), chez des enfants de 13 ans, font état d’une augmentation de Pmax. après 8 semaines d’entraînement (type aérobie et anaérobie). Cette augmentation est attribuée par les auteurs à une modification de la masse musculaire. En revanche, une étude récente de Diallo et al. (2000) montre qu’après un entraînement spécifique pliomètrique de 8 semaines chez des enfants de 12 ans, la performance en saut est nettement améliorée, alors qu’il n’est pas observé d’augmentation du volume musculaire. Cette amélioration peut alors être attribuée soit à des facteurs neuro-musculaires soit enzymatiques. Chez l’adulte sédentaire de 21 ans, 8 semaines d’entraînement (répétition de sprints sur bicyclette)

augmentent significativement Pmax. de 12,3 à 14,9 W.kg-1 (Denis et al., 1989). D’après ces auteurs, cette amélioration n’est pas liée à une augmentation de la masse musculaire, mais à une activité accrue des enzymes de la voie glycolytique. De même la spécialisation musculaire chez l’enfant semble beaucoup moins nette que chez l’adulte. Un enfant qui réalise de bonnes performances pour les exercices brefs et intenses a généralement une bonne consommation maximale en oxygène (Davies et al., 1972 ; Inbar et Bar-Or, 1977 ; Bar-Or, 1984). En résumé : Les performances anaérobies semblent pouvoir être améliorées par l’entraînement chez l’enfant, grâce en particulier à des facteurs de coordination et d’activation neuro-musculaire. D’ailleurs plusieurs études ont souligné que les effets d’un entraînement spécifique chez l’enfant étaient peu transférables, et que les améliorations les plus significatives des performances étaient observées sur les tests utilisés lors du programme d’entraînement (Nielsen et al., 1980 ; Diallo et al., 2000). Cependant, la maturation reste la stimulation principale d’amélioration des potentialités anaérobies au cours du développement. D/ Performances anaérobies et facteurs héréditaires Les études de Komi et Karlsson (1979) et Crielaard et Pirnay (1983) mettent en avant la forte dépendance génétique des performances réalisées lors d’exercices de courte durée. Dans le même ordre d’idées, Crielaard et Pirnay (1983) ont déterminé à partir de l’étude de jumeaux hétéro- et homozygotes, un indice d’héritabilité pour Pmax. de 92 %. En ce qui concerne l’influence génétique sur la distribution des différents types de fibres, les résultats sont très contradictoires et dépendent surtout de la méthode utilisée : Komi et al. (1977) estiment le pourcentage d’héritabilité à 99,5 %, alors que Karlsson et al. (1979) font état de 50 %. Dans leur récente revue de questions, Simoneau et Bouchard (1998) concluent que l’effet génétique sur les performances anaérobies est de l’ordre de 50 %, par rapport à la variation totale de la performance anaérobie.

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EXPLORATION DES PERFORMANCES ANAEROBIES DE L’ENFANT

Contrairement à la connaissance de la puissance maximale aérobie et au fonctionnement aérobie de l’enfant, la littérature est loin d’être exhaustive en ce qui concerne la puissance et la capacité anaérobies de la naissance à l’âge adulte. Les contraintes d’ordre éthique et méthodologique limitent le champ d’investigation, tout en ouvrant paradoxalement d’importantes perspectives de recherche dans ce domaine. A l’issue de cette revue de questions, il semble que deux orientations se font jour ; l’une ayant trait aux problèmes méthodologiques, l’autre étant axée sur l’interaction croissance – maturation et performance anaérobie.

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Perspectives méthodologiques A l’heure actuelle, aucune méthode n’est réellement satisfaisante chez l’enfant. L’approche directe trop invasive, nécessite l’utilisation de nouvelles techniques. La résonance magnétique nucléaire (RMN), dont l’utilisation reste soumise aux comités d’éthique, semble prometteuse. L’approche indirecte est loin d’être épuisée. Comme nous l’avons vu, peu d’ergomètres voire aucun sont réellement adaptés aux possibilités de l’enfant (inertie, volant d’inertie, dimensions de l’ergomètre,...). D’autres études sont nécessaires pour appréhender correctement une puissance mécanique externe, en tenant compte des problèmes de coordination spécifique à chaque âge. De plus, à notre connaissance, très peu d’études se sont penchées sur la validité, la reproductibilité et la répétabilité des tests de mesure chez l’enfant. Des facteurs comme la motivation, la coordination et les facultés d’apprentissage de l’enfant peuvent sérieusement compliquer l’interprétation des résultats. Perspectives d’études La littérature souffre d’un manque d’études longitudinales sur l’interaction croissance - maturation et performance anaérobie. Ainsi, les conclusions sur l’influence de l’entraînement issues d’études longitudinales restent sujettes à caution dès lors qu’elles ne tiennent pas compte du stade de développement de l’enfant et de

l’adolescent. De nombreuses questions restent alors posées concernant l’explication de l’importante augmentation de Pmax. à la puberté : Quelle est la réelle influence de l’augmentation des dimensions corporelles, de la maturation sexuelle ? Existe-t-il une période propice au développement des qualités anaérobies ? L’entraînement spécifique a-t-il les mêmes répercussions chez l’enfant que chez l’adulte ? De même, la fille a été moins étudiée que le garçon. Les perspectives de recherche restent encore nombreuses dans ce domaine particulièrement intéressant.

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4. ORIENTATIONS FUTURES DE RECHERCHE

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EXPLORATION DES PERFORMANCES ANAEROBIES DE L’ENFANT

Pascale DUCHÉ Mario BEDU et Emmanuel VAN PRAAGH

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Pascale DUCHÉ Mario BEDU et Emmanuel VAN PRAAGH

Exploración de rendimientos anaerobicos de los niños : resumen de 30 años de investigación Resumen El estudio de la función anaerobica durante el crecimiento no tiene la misma atención que la función aeróbica. Esto es sorprendente a la mirada de la actividad espontánea de los niños y adolescentes. En las actividades físicas el niño le interesa mucho más por las actividades cortas que largas. Al explicar estas paradojas podemos considerar: 1)la dificultad en la utilización de técnicas invasivas en el niño, 2) la ausencia de normas y criterios en el VO2max; 3) la dificultad para medir las respuestas fisiológicas fueras de un estado estable. También este artículo presenta la historia del desarrollo de los métodos y técnicas de investigación de los factores energéticos y mecánicos del rendimiento anaerobico en el niño.El segundo objetivo es entregar a los lectores informaciones recientes en el desarrollo de las aptitudes anaerobicas del niño a través del crecimiento y de su maduración; la influencia de factores tales como el sexo, el entrenamiento, y los actores hereditarios. Palabras claves : rendimiento anaerobico, niños, métodos, maduración, entrenamiento.

Riassunto Lo studio della funzione anaerobica durante la crescita non ha ricevuto la stessa attenzione della funzione aerobica. Ciò è abbastanza sorprendente nei riguardi dell’attività spontanea dei bambini e degli adolescenti. In effetti, nella pratica fisica e sportiva, il bambino è più attirato dalle attività breve e non da quelle di lunga durata. Come spiegazione possibile di questo parabosso possiamo considerare: 1) la difficoltà d’utilizzazione di tecniche invasive nel bambino; 2) l’assenza di norma comparabile ai criteri ammessi di VO2 max; 3) la difficoltà di misurare le risposte fisiologiche al di fuori dello stato stabile. Così, questo articolo presenterà la storia dello sviluppo dei metodi e delle tecniche d’indagine dei fattori energetici e meccanici della performance anaerobica nel bambino. Il secondo obiettivo sarà di dare ai lettori delle informazioni recenti sullo sviluppo delle attitudini anaerobiche del bambino nel corso della crescita e della maturazione; saranno discussi l’influenza di fattori come il sesso, l’allenamento e l’ereditarietà. Parole chiave : performance anaerobica, bambini, metodi , crescita, maturazione, allenamento

Exploration der anaeroben Leistungsfähigkeit bei Kindern : Eine Bilanz von 30 Jahren Forschung Zusammenfassung Der Erforschung der anaeroben Funktion während der Wachstumsperiode wurde nicht die gleiche Aufmerksamkeit geschenkt wie der aeroben. Dies ist erstaunlich, wenn man die spontanen Aktivitäten der Kinder und Heranwachsenden betrachtet. In der Tat, beim Sport sind Kinder eher von kurzen als von langen Aktivitäten angetan. Folgende Überlegungen können dieses Paradox möglicherweise erklären: 1) Die Schwierigkeit, invasive Techniken beim Kind anzuwenden; 2) Das Fehlen von Vergleichskriterien, wie z.B. der VO2 max.; 3) Die Schwierigkeit, physiologische Reaktionen bei labilem Zustand zu messen. Dieser Artikel wird also die Entwicklungsgeschichte der Methoden und Techniken darstellen, die zur Erforschung der energetischen und mechanischen Faktoren der anaeroben Leistungsfähigkeit des Kindes entwickelt wurden. Das zweite Ziel wird es sein, dem Leser neuere Informationen über die Entwicklung der anaeroben Leistungsfähigkeit des Kindes während der Wachstums- und Reifungsperiode zu geben. Der Einfluss von Faktoren wie Geschlecht, Training und Erbanlagen wird diskutiert. Schlagwörter : anaerobe Leistung, Kinder, Methoden, Wachstum, Reife, Training.

Esplorazione delle performance anaerobiche del bambino : bilancio di 30 anni di ricerca