Chaleur : entraînement, acclimatation, et adaptations
Primo rédacteur: Nicolas Dupuy 2023
Introduction
La chaleur, tout comme l’entraînement, est un stress. L’athlète s’entraînant en conditions de chaleur va donc être sujet à un stress cumulatif, ou « double stress ».
Cette chaleur va demander une certaine acclimatation, et engendrer des conséquences permettant de développer des adaptations positives et/ou négatives.
Le sujet prend de plus en plus d’importance de par le dérèglement climatique, entraînant un réchauffement de la température environnementale, et également de par le fait que davantage de compétitions majeures internationales se déroulent en conditions chaudes.
Ces dernières années, les Jeux Olympiques de Tokyo en 2021 ont nécessité une acclimatation chez les participants, et prochainement ceux de Brisbane en 2032 demanderont une vigilance particulière, car les conditions de chaleur du pays, particulièrement touché par le dérèglement climatique, pourraient porter atteinte à la santé des athlètes dans un peu moins de 10 ans.
La chaleur est la première cause de mortalité environnementale au monde. Cela touche majoritairement les personnes âgées mais pas que : les athlètes sont également victimes de « coup de chaleur à l’exercice », et c’est la deuxième cause de mortalité dans le sport derrière l’arrêt cardiaque et la première cause en sport d’endurance7.
Dans une première partie, on va expliquer les différentes adaptations à la chaleur chez le sportif, pour basculer dans une seconde partie sur l’entraînement et l’acclimatation nécessaires afin d’être performant dans de telles conditions.
1. Les adaptations à la chaleur
L’énergie produite par les muscles est convertie à 75% en chaleur.
D’une part, l’augmentation de la température musculaire est favorable à la performance dans les disciplines de courtes durées et explosives, comme le sprint4.
D’autre part, F. Brocherie et d’autres chercheurs montrent que pour les exercices de plus longue durée (prolongés, d’endurance), la température centrale augmente après quelques minutes d’effort1,11,12..
Cette augmentation de la température centrale nécessite le transfert de la chaleur depuis les muscles jusqu’à la peau grâce à une augmentation du flux sanguin2,10, suivi d’une dissipation de cette chaleur dans l’environnement notamment par l’évaporation de la transpiration6.
Cette augmentation du flux sanguin ainsi que de la température cutanée entraînent une augmentation de la fréquence cardiaque (stress cardiovasculaire) néfaste pour la performance3. Cette influence délétère est spécifique aux exercices prolongés10.
La température centrale augmente donc de manière proportionnelle à la durée mais surtout à l’intensité de l’exercice9.
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Extrait de l’intervention de Sébastien RACINAIS, Séminaire Stress Environnemental, Marcoussis 2020 13. |
Tous les êtres humains s’adaptent de cette manière à la chaleur, il n’y a pas de non répondeur, et il est donc important pour les sportifs de réaliser une acclimatation afin de se préparer à son exposition et réduire le stress une fois sur le lieu de compétition, pour être performant.
L’acclimatation, que l’on va évoquer en seconde partie, permet au bout de 2 semaines d’augmenter le volume plasmatique, ce qui entraîne une augmentation du volume sanguin permettant une diminution de la fréquence cardiaque.
2. L’entraînement et l’acclimatation à la chaleur
L’acclimatation à la chaleur est le moyen le plus efficace pour protéger la santé et la performance des sportifs en condition chaude.
D’après F. Brocherie et S. Racinais, il faut environ 2 semaines (mais cela est individuel et variable de 1 à 3 semaines selon les profils) pour s’acclimater à la chaleur1, c’est-à-dire pour retrouver un niveau de performance presque similaire à un environnement neutre9. Cette phase nécessite 1 séance par jour qui dure entre 60 et 90 minutes13.
On distingue alors deux possibilités d’acclimatation :
- L’«acclimatization» (adaptation à la chaleur en condition écologique ou milieu naturel)
- L’«acclimation» (adaptation à la chaleur en condition artificielle, thermo-training room)
Pour réaliser l’ « acclimatization », les athlètes partent en camp d’entraînement dans un environnement chaud, où ils vont vivre et s’entraîner dans ces conditions. Il est cependant alors recommandé d’éviter les périodes les plus chaudes de la journée (de 10 h à 16 h) pour s’entraîner1.
Il est alors possible, pendant ces camps environnement naturel, d’utiliser des exercices à rythme auto guidé par l’athlète, ou encore à charge constante (cela ne prenant cependant pas en compte les effets aigus de l’environnement).
Pour réaliser l’« acclimation », les athlètes utilisent des chambres environnementales (comme la Thermo Training Room – TTR - qu’on peut retrouver à l’INSEP) permettant de simuler n’importe quelle condition environnementale et de créer un stress environnemental sur eux.
Que ce soit en environnement naturel ou artificiel, il est alors préconisé d’utiliser des intensités contrôlées par des réponses physiologiques (exemple d’un entraînement constant à un fréquence cardiaque donnée)13. Cette méthode est la plus utilisée et la plus fiable actuellement.
Il est cependant également possible d’utiliser des hyperthermies contrôlées (avec une mesure continue de la température de l’athlète pour réguler l’entraînement), ainsi que des techniques passives pour simuler de la chaleur (exemple des radiateurs et de l’eau chaude pour simuler chaleur et humidité).
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Extrait de l’intervention de Sébastien RACINAIS, Séminaire Stress Environnemental, Marcoussis 2020 13. |
Avant une compétition majeure en conditions de chaleur, S. Racinais recommande de réaliser l’acclimatation optimale en 3 grandes phases13.
- Un premier camp d’acclimatation en conditions (simulées ou non) plusieurs mois avant la compétition, afin que l’athlète sache à quoi s’attendre et que l’entraîneur et son staff connaisse les réponses individuelles de chaque athlète.
- Un bloc d’entrainement de 2 semaines pour s’acclimater avant la compétition, se déroulant dans le mois précédent celle-ci.
- Une re-acclimatation finale de 2 semaines immédiatement avant les épreuves.
Entre ces différentes grandes phases d’acclimatation, il est important d’entretenir les adaptations en réalisant 2 séances hebdomadaires en TTR.
Cependant, réaliser une telle acclimatation n’est pas toujours possible, et d’autres méthodes sont également préconisées par S. Racinais. Selon ce dernier, l’important est d’avoir 2 semaines de préparation à la chaleur13.
Si on prend en considération le voyage jusqu’au lieu de compétition, on peut réaliser les 2 semaines d’acclimatation avant le voyage, après ce voyage, ou une partie avant et l’autre après. Il est également possible de le faire plusieurs semaines à l’avance et maintenir les adaptations.
Si cette acclimatation est réalisée de manière efficace, on observe une augmentation du volume plasmatique, ce qui entraîne une augmentation du volume sanguin permettant une diminution de la fréquence cardiaque.
Cela permet alors une meilleure thermorégulation ainsi qu’une augmentation du débit sudoral, ce qui va entraîner des diminutions de la température cutanée et centrale. Par conséquent, cela engendre une meilleure performance pour une même intensité.
Conclusion :
Comme cela a été expliqué en détail dans la première partie, les effets et adaptations engendrés par la chaleur varient et divergent en fonction de la durée et de l’intensité de l’effort5 et nécessitent pour bon nombre de sports une acclimatation.
Plusieurs méthodes et durées d’acclimatation sont possibles, mais il est préconisé d’utiliser des intensités contrôlées par des réponses physiologiques sur des séance quotidiennes qui durent entre 60 et 90 minutes, sur une durée de 2 semaines1,13.
Il existe différents type d’acclimatation, le but étant dans le domaine sportif de se préparer à l’exposition afin de réduire le stress une fois sur place. Il est donc indispensable pour les athlètes concourant sur des compétitons en environnement chaud de s’acclimater aux conditions environnementales dans lesquelles se dérouleront ses épreuves, s’ils veulent être performants.
La préparation (et l’acclimatation) à la chaleur est donc un réel enjeu lors de ces compétitions en environnement chaud, mais l’humidité en est également un, et nécessite alors une préparation demandant une attention particulière.
Références :
Articles :
1. Brocherie F, Girard O et Millet G, « Emerging environmental and weather challenges in outdoor sports », Climate, 2015, 3(3), p. 492-521, doi: 10.3390/cli3030492. [RESEARCHGATE]
2. Brocherie F, Debevec T, Millet GP. Comparing Hypoxic and Heat Stressors: More Challenging Than it Seems. Exerc Sport Sci Rev. 2021 Jul 1;49(3):223-224. doi: 10.1249/JES.0000000000000260. PMID: 34112746. [Pubmed]
3. Brocherie F, Brito J, Costa JA, Millet GP. Editorial: Evidence to practice: Bridging the gap in environmental challenges (cold, heat, hypoxia) in sport and exercise: Acclimatization/acclimation, training, competitions, recovery, rehabilitation and therapeutic interventions. Front Sports Act Living. 2022 Nov 17;4:1090086. doi: 10.3389/fspor.2022.1090086. PMID: 36465582; PMCID: PMC9714481. [Pubmed]
4. Girard O, Brocherie F, Bishop DJ. Sprint performance under heat stress: A review. Scand J Med Sci Sports. 2015 Jun;25 Suppl 1:79-89. doi: 10.1111/sms.12437. PMID: 25943658. [Pubmed]
5. Guy JH, Deakin GB, Edwards AM, Miller CM, Pyne DB. Adaptation to hot environmental conditions: an exploration of the performance basis, procedures and future directions to optimise opportunities for elite athletes. Sports Med. 2015 Mar;45(3):303-11. doi: 10.1007/s40279-014-0277-4. PMID: 25380791. [Pubmed]
6. Kerslake DM. Factors concerned in the regulation of sweat production in man. J Physiol. 1955 Feb 28;127(2):280-96. doi: 10.1113/jphysiol.1955.sp005257. PMID: 14354672; PMCID: PMC1365775. [Pubmed]
7. Leon LR, Bouchama A. Heat stroke. Compr Physiol. 2015 Apr;5(2):611-47. doi: 10.1002/cphy.c140017. PMID: 25880507. [Pubmed]
8. Racinais S, Cocking S, Périard JD. Sports and environmental temperature: From warming-up to heating-up. Temperature (Austin). 2017 Aug 4;4(3):227-257. doi: 10.1080/23328940.2017.1356427. PMID: 28944269; PMCID: PMC5605167. [Pubmed]
9. Racinais S, Périard JD, Alonso JM, Adami PE et Bermon S, « Beat the heat. IAAF world athletics championships Doha 2019 And Tokyo 2020 », IAAF, Health and Science, 2019. [IAAF]
10. Roberts MF, Wenger CB. Control of skin circulation during exercise and heat stress. Med Sci Sports. 1979 Spring;11(1):36-41. PMID: 481154. [Pubmed]
11. Saltin B, Gagge AP, Stolwijk JA. Muscle temperature during submaximal exercise in man. J Appl Physiol. 1968 Dec;25(6):679-88. doi: 10.1152/jappl.1968.25.6.679. PMID: 5727193. [Pubmed]
12. Sawka MN, Leon LR, Montain SJ, Sonna LA. Integrated physiological mechanisms of exercise performance, adaptation, and maladaptation to heat stress. Compr Physiol. 2011 Oct;1(4):1883-928. doi: 10.1002/cphy.c100082. PMID: 23733692. [Pubmed]
Conférences :
13. Intervention de Sébastien RACINAIS, Séminaire Stress Environnemental, « Optimisation de la Performance par l’Entraînement en Conditions Environnementales Extrêmes : de la Théorie à la Pratique », 6 Mars 2020, Centre National de Rugby, 3-5 rue Jean de Montaigu, 91463 Marcoussis. [Lien vidéo]
Sources :
Revue numérique :
14. Brocherie F, Racinais S. Comment affronter l’été chaud, humide et pollué des JOP 2020 ?. Réflexion Sport, numéro 23. p.18-33. Juillet 2019