Il s’agit d’une mode cyclique, comme il est fréquent d’observer dans le milieu du conditionnement physique : Tenir fermement les barres sur un tapis roulant tout en utilisant une inclinaison élevée.
Est-ce que tenir les barres de sécurité ou les poignées sur un tapis roulant change quelque chose ? Si oui, quoi ?
Lorsqu’on navigue sur Internet, il semble y avoir un consensus : Tenir les barres, c’est mal. De nombreux spécialistes, influenceurs.euses, etc., sont unanimes : il s’agit d’une pratique à éviter parce que ce n’est pas bon.
Pourquoi ?
On mentionne d’éventuels troubles de la posture ou encore que la démarche adoptée lorsqu’on se tient ne représente pas une démarche réelle et optimale ou encore que la biomécanique du mouvement sera dangereusement altérée.
Ce qui m’intéresse principalement ici, c’est pourquoi les gens se tiennent sur un tapis roulant, plus particulièrement lorsqu’une pente est utilisée ?
La nature humaine étant ce qu’elle est, lorsqu’un comportement est adopté c’est qu’il procure un avantage important. Bref, se tenir doit faciliter la tâche et non la rendre plus difficile. Cette façon de faire doit donc réduire l’effort.
Ça, ça se mesure.
Afin de déterminer l’impact d’une démarche ancrée aux barres du tapis roulant versus une démarche libre, j’ai décidé de quantifier la différence (si différence il y a) entre les deux démarches selon des paramètres plus métaboliques que biomécaniques.
L’hypothèse est la suivante : Tenir fermement les appuis lors d’une marche inclinée sur tapis réduit la dépense énergétique et l’effort.
Pour vérifier cette hypothèse, j’ai effectué des mesures avec différents niveaux de pente (0 %, 20 %, 40 %) avec les mains fixées et avec les mains libres, le tout à une vitesse de marche constante de 4 km/h.
Variables observées :
- Consommation d’oxygène (LO2 x min-1 et mLO2 x kg-1x min-1)
- Production de dioxyde de carbone (LCO2 et mLCO2 x kg-1x min-1)
- Saturation musculaire en oxygène du vaste latéral (SmO2%)
- Fréquences cardiaques (bpm)
- Dépense énergétique (kcal/min)
- Température centrale corporelle (oC)
- Température périphérique (oC)
Si notre hypothèse tient la route (bon, c’est mon hypothèse, mais je préfère être inclusif), nous devrions observer une diminution de la consommation d’oxygène systémique (LO2 x min-1) ainsi qu’une baisse de l’utilisation de l’oxygène dans les muscles de la cuisse (SmO2%). Pour une même vitesse et pente, la variable consommation d’oxygène devrait être plus faible lorsqu’on se tient et la variable saturation musculaire d’oxygène devrait être stable ou encore augmenter, signifiant une baisse du niveau d’effort. Ces changements devraient également se refléter dans une baisse de la dépense énergétique. Les fréquences cardiaques peuvent demeurer inchangées, baisser ou même augmenter.
Pour vérifier le tout, nous avons opté pour un protocole de type effort-repos où le participant devait marcher initialement sans les mains pour une durée de ~3 minutes, prendre une pause complète afin que les valeurs de consommation d’oxygène et de température corporelle redescendent de façon significative et ensuite effectuer le même effort (même vitesse, même pente) en tenant les barres du tapis roulant pour une durée de 3 minutes.
La Figure 1 présente les différents niveaux d’efforts (vitesse à 4 km/h ; pente à 0 %, 20 % et 40 % d’inclinaison) ainsi que la réponse physiologique du participant avec les mains en soutien et sans les mains.
La ligne de couleur bleu foncé représente la consommation d’oxygène absolue exprimée en litre d’oxygène consommé par minute. Pour une même vitesse et une même pente, une consommation d’oxygène plus importante représente une efficacité moindre et un effort plus difficile mobilisant un pourcentage plus important de la capacité aérobie. Inversement, lorsque la consommation d’oxygène est plus basse pour un même travail mécanique (pente et vitesse), l’efficacité est plus importante et l’effort moindre.
La ligne pointillée de couleur bleu foncé représente la dépense énergétique en calories par minute et suit presque en tout point la consommation d’oxygène. Lors d’un effort aérobie, la vaste majorité du renouvellement de l’énergie provient de la consommation d’oxygène.
La ligne pointillée de couleur bleu pâle représente la concentration d’oxygène dans le vaste latéral (muscle de la cuisse). Une concentration élevée de l’oxygène signifie une grande disponibilité d’oxygène et un effort d’intensité moindre. Lorsque la concentration d’oxygène diminue, il s’agit généralement d’une augmentation de l’utilisation de l’oxygène par le muscle, combinée à un apport insuffisant pour répondre à la demande.
La ligne de couleur rouge représente les fréquences cardiaques exprimées en battement par minute.
4 km/h et 0 % de pente
La Figure 1 nous permet d’effectuer quelques observations préliminaires intéressantes. Dans un premier temps, sur le plat, à une vitesse de 4 km/h (ce qui représente environ 35 % de la capacité aérobie du participant), se tenir aux barres ou non ne change rien à l’effort total. Nous observons sensiblement la même consommation d’oxygène et la même réponse cardiovasculaire pour cet effort. La légère augmentation de la concentration d’oxygène dans le muscle de la cuisse au début de l’effort avec les mains peut être associée à l’activation du système cardiovasculaire et à l’augmentation de l’apport en oxygène aux muscles actifs.
Le Tableau 1 nous confirme que les deux façons de marcher sur le tapis roulant sans pente nécessitent sensiblement le même niveau d’effort et entrainent la même dépense énergétique. Nous pouvons constater également une augmentation de la concentration d’oxygène dans le muscle de la cuisse lorsque le participant se tient aux barres tout en observant un maintien de la consommation d’oxygène totale. Cette légèrement augmentation de la concentration en oxygène pourrait signifier une migration de l’effort vers d’autres muscles (membres supérieurs) pour assurer l’effort. Bref, la demande globale de l’effort demeure la même, les cuisses travaillent légèrement moins et d’autres muscles moins énergivores doivent contribuer davantage à l’effort (par exemple les membres supérieurs pour se tenir). On obtient possiblement une très subtile redistribution de l’effort musculaire, permettant une légère économie d’effort pour les jambes, sans toutefois diminuer la dépense énergétique totale étant donné l’utilisation accrue des membres supérieurs.
4 km/h et 20 % de pente
Une pente de 20 %, c’est costaud comme inclinaison. En termes d’effort, ceci représente une augmentation d’intensité importante pour le participant, soit plus de la moitié de sa capacité aérobie. Nous passons d’une intensité de 35 % de la capacité aérobie sur le plat, à un effort mobilisant près de 60 % de ses capacités lorsqu’il marche sans se tenir et environ 40 % lorsqu’il se tient. Le Tableau 1 nous confirme une différence importante au niveau de l’effort entre les deux conditions.
Il s’en suit une augmentation marquée de la réponse cardiovasculaire, caractérisée par une augmentation rapide des fréquences cardiaques (rouge) de même que de la consommation d’oxygène (bleu foncé). On peut voir qu’un début de plateau est atteint vers la dernière minute des 3 minutes d’effort. La concentration d’oxygène de la cuisse diminue de façon importante dès le début de l’effort, mais se stabilise par la suite pour demeurer constante jusqu’à la fin du palier. Ceci nous indique que l’augmentation de la consommation d’oxygène observée est suffisante pour combler les besoins du muscle de la cuisse (sinon, la concentration d’oxygène de la cuisse aurait poursuivi sa descente tout au long des 3 minutes d’effort).
Lorsque le participant agrippe les barres, la réponse cardiovasculaire et métabolique est moins marquée, soit 8,3 % moins importante que lors de l’effort libre sans les mains. Les fréquences cardiaques augmentent moins et se stabilisent plus vite, la consommation d’oxygène augmente plus graduellement et n’atteint pas les mêmes valeurs que l’effort sans les mains (27,4 % moins de consommation d’oxygène avec les mains et 26,3 % moins d’énergie dépensée).
La concentration d’oxygène du muscle de la cuisse ne décline pratiquement pas et se maintien au-dessus des valeurs de repos, une différence dans les conditions d’effort de près de 56 % entre les types d’effort. Nous observons une diminution significative de l’ordre de 27 % de la consommation d’oxygène lorsque le participant se tient. Alors qu’il soutenait une intensité de près de 60 % de sa capacité aérobie sans se tenir, cette intensité chute tout juste au-dessus de la barre de 40 % lorsque les barres sont aggripées. Ce changement risque d’affecter considérablement les effets de l’entraînement et les adaptations qui peuvent s’en suivre. S’entraîner à 60 % de sa capacité aérobie permet à l’organisme de mettre en place des adaptations comme une amélioration de la capacité aérobie. Une intensité de 40 % risque de générer moins d’adaptations au niveau de la capacité aérobie, et ce, pour une durée équivalente d’effort. Lorsqu’il est question d’améliorer sa condition physique, utiliser une pente de 20 % en marchant avec ou sans les mains risque de ne pas mener à la même progression.
La concentration d’oxygène du muscle de la cuisse nous indique un effort métabolique nettement moins important au niveau de ce muscle lorsque le participant se tient. En quelque sorte, se tenir favorise une économie de travail au niveau de la cuisse. La diminution de la consommation d’oxygène globale conjointement avec la disponibilité accrue d’oxygène dans la cuisse nous indique que l’effort est définitivement moins important avec la prise des barres. En termes d’adaptations, nous risquons d’observer moins de modification au niveau du muscle la cuisse étant donnée son implication moindre (la cuisse ne deviendra pas aussi efficace à utiliser l’oxygène et à soutenir les efforts).
Concrètement, à la lumière de ces données, une personne marchant sur un tapis roulant en se tenant tout en utilisant une pente importante, réduit considérablement son effort. En fait, nous observons des valeurs qui se rapprochent de celles observées lors de la marche à 4 km/h sans pente.
4 km/h et 40 % de pente
Peu de tapis roulants nous permettent d’utiliser une pente de 40 %. Il va sans dire que cela représente une épreuve ardue. La réponse cardiovasculaire et métabolique est importante, l’intensité de l’effort atteignant les 75 % de la capacité aérobie du participant avec une vitesse de marche de seulement 4 km/h. Le changement dans le patron de locomotion et la sollicitation accrue des muscles des mollets ont même forcé le participant à l’abandon après quelques minutes. La diminution importante de la concentration en oxygène du muscle de la cuisse nous confirme l’ampleur de l’effort et le travail important des membres inférieurs. Nous pouvons supposer que si la concentration d’oxygène dans le vaste latéral a chuté de moitié, la concentration d’oxygène dans les muscles des mollets risque d’avoir diminué davantage.
De façon surprenante, tenir les barres de sécurité n’a pas tant réduit l’effort global subit par le participant. Ce dernier a été en mesure de soutenir l’effort un peu plus longtemps avec l’aide des mains, mais s’est avoué vaincu après quelques minutes d’effort. On remarque dans le tableau 1 que la consommation d’oxygène globale n’est pas significativement différente entre les deux conditions. Toutefois, une différence importante est présente au niveau de la cuisse entre le début et la fin de l’effort sans les mains (Figure 1). La concentration moyenne lors de la marche libre à 4 km/h avec une pente de 40 % était de 31,4 %, mais a clôturé à près de 17 %. Sans les mains, les membres inférieurs sont extrêmement sollicités alors que lorsque nous bénéficions d’un ancrage, cette diminution est moins importante (concentration moyenne de l’oxygène dans la cuisse de 45,1 %, valeur finale ~35 %).
L’inclinaison du tapis nécessite un effort plus important des membres supérieurs pour éviter de « glisser vers l’arrière et de débouler la côte ». On peut supposer que cet effort se reflète sur la consommation d’oxygène totale (LO2 x min-1). Toutefois, l’effort des membres supérieurs permet de réduire la charge de travail des membres inférieurs (illustrée par les différentes d’oxygénation des muscles de la cuisse). Ainsi, lorsqu’une pente extrême est utilisée conjointement avec une vitesse de marche, nous pouvons croire que des adaptations systémiques (comme la capacité aérobie) pourront survenir que l’on se tienne ou non. Cependant, ces adaptations risquent d’être peu transférables à des conditions réelles, comme la marche en montagne. Si se tenir sur le tapis roulant peut mener à des adaptations similaires pour la capacité aérobie, nous risquons d’observer une différence importante au niveau de l’adaptation des muscles des jambes. Comme l’effort est moins prononcé pour les muscles des membres inférieurs, ces derniers seront sujets à des adaptations moindres. En quelque sorte, même si le système cardiovasculaire est en mesure de fournir plus d’oxygène, les muscles des jambes ne seront pas en mesure d’utiliser cet apport supplémentaire.
Bref, le cardio sera au rendez-vous, mais les jambes vont flancher.
Une personne qui s’entraîne sur un tapis roulant en ayant comme objectif ultime de gambader avec allégresse sur les montagnes devrait le faire sans tenir les barres afin de favoriser un développement plus harmonieux de la capacité aérobie et de la capacité oxydative des muscles des membres inférieurs. Au final, se tenir sur un tapis devrait idéalement être une étape transitoire menant éventuellement à une marche libre sur l’appareil, avec ou sans pente.
UN GRAND MERCI À MAXIM POUDRETTE POUR SA COLLABORATION À CE PROJET.