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La science derrière l'endurance des athlètes d'ultra-sport

Un homme court

Les recherches sur les athlètes qui pratiquent l'ultra-sport pourraient avoir des débouchés médicaux.

Photo : iStock

Radio-Canada

Participer à des épreuves de Triple-Ultra-Triathlon, enfiler les marathons, faire une course à pied de centaines de kilomètres : la science s'intéresse aux athlètes qui défient les limites du corps humain. Ce qui se passe dans leur corps pourrait avoir des applications médicales sur des patients ou des personnes âgées, estiment les chercheurs.

Un texte de David Savoie, Les années lumière

Corinne Chevarier combat un rhume à quelques jours du Ironman du Mont-Tremblant, mais ça ne semble pas lui causer trop de soucis. « J'aime le dépassement », indique la sportive. À 50 ans, ce sera sa cinquième épreuve du genre. Elle parcourra 3,8 kilomètres de nage, 180 kilomètres de vélo et 42 kilomètres de course à pied.

Dans un Ironman, tout se passe en fait dans notre tête. Il y a des moments où on se sent comme Superman, d'autres où on se demande pourquoi on existe. Le moral a vraiment des hauts et des bas.

Corinne Chevarier

« L'Ironman me permet d'aller plus loin que ce que je crois pouvoir faire », poursuit-elle avec philosophie.

Une femme court

Corinne Chevarier

Photo : Radio-Canada / David Savoie

C'est un peu ce que les chercheurs tentent de comprendre à l'heure actuelle. Qu'est-ce qui permet à la machine humaine de repousser les limites des possibilités en matière d'épreuves d'endurance?

Mais une épreuve comme celle qui se tiendra au Mont-Tremblant n'est qu'une parmi tant d'autres compétitions d'endurance. Il existe une pléthore d'événements dont les distances défient l'imagination : double et triple Ironman, la course cycliste Race America – un trajet de plus de 4860 kilomètres à vélo à travers les États-Unis – ou encore le Tor des Géants – une compétition d'ultra-trail durant laquelle les participants couvrent 330 kilomètres avec plus de 24 000 mètres de dénivelé, le tout en un maximum de 150 heures.

Le reportage de David Savoie a été diffusé à l'émission Les années lumière, à ICI Radio-Canada Première.

Au laboratoire de la performance humaine de l'Université de Calgary, plusieurs chercheurs se penchent sur les courses de très longues distances, comme les ultra-trails. Et plusieurs de ces scientifiques sont eux-mêmes des fanatiques de la discipline.

C'est le cas de Guillaume Millet, un chercheur français qui a couru plusieurs de ces épreuves, et qui a même été son propre cobaye pour certaines de ses expériences. « Je trouvais que c'était un beau modèle pour aller explorer jusqu'où pouvait aller l'homme », explique-t-il. Il a publié son premier article sur le sujet en 2002. Parmi ses découvertes : c'est le système nerveux central qui constitue une limite importante des coureurs, et non les muscles.

« Ce sont des travaux qu'on a conduits à la fois en laboratoire et à l'Ultra-trail du Mont-Blanc, où on a montré que le muscle souffre, mais moins que le système nerveux. » Il a notamment fait courir des gens pendant 24 heures sur un tapis roulant, et il mesurait la force toutes les quatre heures. Avec un système de stimulation électrique, les chercheurs parvenaient à différencier si la perte de force était liée aux muscles ou si elle était liée à l'incapacité du système nerveux de commander les muscles.

Les chercheurs se sont rendu compte qu'il y avait 40 % de perte de force. « Sur ces 40 %, 10 % étaient liés aux muscles et 30 % étaient dus au système nerveux », note Guillaume Millet.

On peut presque voir ça comme un mode de protection de l'organisme. En diminuant la capacité d'activer, de recruter les muscles, on protège l'organisme et on protège en particulier les muscles. C'est une façon peut-être de ne pas trop se mettre en danger.

Guillaume Millet, chercheur

« On ne sait pas encore à 100% ce qui se passe dans le corps lors de ces courses », explique de son côté Gianluca Vernillo, un autre chercheur qui travaille à l'Université de Calgary. Lui s'intéresse à la biomécanique de la course, notamment lorsqu'il s'agit d'un terrain dénivelé. « C'est vraiment un exercice exigeant », dit-il.

Une question de motivation?

Des coureurs complètent un marathon.

Des chercheurs canadiens s'intéressent aux applications médicales potentielles de l'ultra-sport.

Photo : iStock

À Montréal, deux scientifiques s'intéressent aussi à l'endurance dans un contexte de très longues courses. Jonathan Tremblay et Benjamin Pageaux sont professeurs à l'École de kinésiologie et des sciences de l'activité physique de l'Université de Montréal. « Sur des épreuves d'ultra-endurance, à l'heure actuelle, la limite reste encore inconnue », affirme Benjamin Pageaux.

« De nombreuses études récentes réalisées par différents groupes de recherche avec différentes populations dans des épreuves plus courtes ont montré que les muscles étaient toujours capables de produire la force requise, poursuit le chercheur. Donc, il semblerait que cette limite de la performance soit motivationnelle. On ne dit pas que la physiologie ou l'aspect fatigue neuromusculaire n'est pas important, au contraire, c'est un déterminant. Mais la limite semblerait motivationnelle. »

« Un des aspects spécifiques des épreuves d'ultra-endurance est également la forte présence de dommages, et donc de douleurs musculaires. À l'heure actuelle, ça reste encore inconnu et peu clair l'interaction entre la douleur, le fait d'avoir mal aux jambes et l'augmentation de l'effort perçu, c'est-à-dire notre perception qui augmente la difficulté de l'exercice. »

C'est d'ailleurs un des aspects auxquels les chercheurs vont s'intéresser dans leurs laboratoires de l'Université de Montréal.

Des applications médicales?

Il semble y avoir un monde de différence entre les sentiers de courses en montagne et les lits d'hôpitaux, mais l'un pourrait être utile à l'autre.

« La perception de douleur ou la gestion de la douleur, ça peut être intéressant pour des patients dans d'autres contextes. Si l'exercice nous permet d'avoir un effet analgésique, ou un effet protecteur, ça peut être utilisé de façon très intéressante dans le traitement de certaines pathologies », explique Jonathan Tremblay.

« Ce phénomène de fatigue étudié dans les épreuves d'endurance est un modèle intéressant pour comprendre ce qui se passe chez le patient ou la personne âgée notamment », renchérit son collègue Benjamin Pageaux. « L'athlète est un modèle inverse qui nous permet d'aller mieux comprendre ce qui se passe lorsqu'on est fatigué, comment cela impacte notre vie de tous les jours. »

« On cherche de nouvelles façons de comprendre et donc de tester les athlètes, ensuite on transpose ces méthodes qu'on utilise dans d'autres populations, notamment des malades, mais évidemment, on les adapte », explique pour sa part Guillaume Millet.

Certaines situations sont également comparables : l'inflammation majeure qui existe après une très longue course, comme un ultra-trail, ressemble à l'état inflammatoire qui existe chez certains patients en réanimation, ceux par exemple qui sont aux prises avec des oedèmes liés à des infections.

« Évidemment, ce ne sont pas des applications directes, mais il y a quand même des liens qu'on peut faire entre les études chez le sportif de l'extrême et le malade », soutient le chercheur.

Triathlon

Science