Physiologie de l'effort : cours de Terminale EPS

Quand tu cours pour attraper un bus, que tu soulèves une charge lourde ou que tu enchaînes une séance d'entraînement, ton corps change de régime en quelques secondes. Ton cœur accélère, ta respiration s'emballe, tes muscles chauffent. Ces réactions ne sont pas un hasard : elles forment un ensemble coordonné qui permet à l'organisme de répondre à une demande soudainement plus forte.

La physiologie de l'effort étudie précisément ces réactions : que se passe-t-il dans le corps pendant l'effort, pourquoi, et comment l'organisme se transforme quand on s'entraîne régulièrement. En classe de Terminale, ce chapitre s'appuie sur ce que tu as déjà vu dans la préparation et l'entraînement physique, puis dans l'analyse de la performance. Ici, on cherche à comprendre les mécanismes du corps qui se cachent derrière les résultats.

Cet effort a un coût pour l'organisme. Il provoque des perturbations importantes qui touchent toutes les grandes fonctions, et plus particulièrement la circulation du sang.² Autrement dit, impossible de comprendre l'effort en ne regardant que les muscles : le cœur, les vaisseaux et les poumons participent tous à la réponse.

Le chapitre suit une logique simple :

• d'abord, on distingue deux grandes familles d'efforts, car le corps ne réagit pas de la même manière à chacune ;
• ensuite, on regarde de près ce qui se passe lors d'un effort statique, puis lors d'un effort dynamique ;
• puis on examine les ajustements de la circulation, de la ventilation et de la température ;
• enfin, on découvre ce que l'entraînement répété change durablement dans l'organisme, avec l'exemple du cœur sportif.

Tous les efforts ne se ressemblent pas. Soulever une barre très lourde pendant deux secondes n'a rien à voir avec un footing de vingt minutes. La physiologie les range dans deux catégories, qui se distinguent d'abord par la façon dont tu respires.

L'adaptation de l'appareil cardio-vasculaire est très différente d'un cas à l'autre.² Cette idée est le fil rouge du chapitre : avant de décrire une réaction du corps, demande-toi toujours de quel type d'effort il s'agit.

La respiration et les exemples viennent des définitions ci-dessus ; la durée « très courte » de l'effort statique est précisée dans la section suivante.²

L'haltérophilie sert d'exemple de référence pour l'effort statique. Le sportif commence par une inspiration profonde. Sa glotte se ferme, et le thorax comme l'abdomen restent immobilisés en position d'expiration bloquée : le sportif pousse comme pour souffler, mais l'air ne peut pas sortir.²

Regardons la circulation. Quand le sang des veines peine à rentrer vers le cœur droit, il avance plus lentement et le cœur envoie moins de sang par minute : le débit cardiaque baisse.²

Côté artères, rien ne s'arrête : le cœur gauche continue de les alimenter. Durant les premières secondes de l'effort, des réflexes issus du cœur droit font monter fortement la pression dans ces artères.²

Pendant une marche ou une course, tu respires librement. Cette respiration libre permet une adaptation du cœur et des poumons qui fonctionnent ensemble, qu'on appelle adaptation cardio-pulmonaire.²

Pour la mettre en évidence, on mesure deux quantités : le volume d'oxygène consommé et le volume de gaz carbonique rejeté. Leurs variations révèlent à quel point l'organisme travaille.²

Un point mérite ton attention : les volumes de gaz carbonique rejetés sont proches de ceux d'oxygène consommé. À la marche rapide, 2,5 L/min contre 2,4 L/min.² Les deux valeurs évoluent donc ensemble : plus les muscles travaillent, plus ils prélèvent de dioxygène et plus ils rejettent de gaz carbonique.

Pour fournir ces volumes, la ventilation se modifie : la fréquence et le volume respiratoires augmentent à l'effort.¹ Le mot « ventilation » désigne l'air qui entre et sort des poumons ; elle peut augmenter de deux manières, en respirant plus souvent (fréquence) ou plus profondément (volume). À l'effort, les deux se combinent.

Fournir plus d'oxygène aux muscles suppose de faire circuler plus de sang vers eux. Voyons comment l'organisme s'y prend, en repérant les paramètres qu'on peut mesurer.

Le débit sanguin n'est pas le même au repos et à l'effort.¹ Surtout, le sang n'est pas réparti de façon égale. Dans un organe, des petits sphincters laissent passer plus ou moins de sang selon l'activité de l'organe.¹ Pendant l'effort, l'irrigation du muscle augmente, ce qui apporte ce dont il a besoin.

Imagine un robinet de distribution d'eau dans une maison : on ouvre davantage l'arrivée de la pièce où l'on travaille, on la réduit ailleurs. Cette comparaison n'est qu'une image, mais elle aide à retenir que le sang se redistribue selon les besoins.

L'effort fait aussi varier la température interne du corps au fil de l'activité.¹ C'est une raison de plus pour s'hydrater et adapter sa tenue lors d'une séance longue.

Les réactions ne démarrent pas toujours avec l'effort. Avant même de partir, le cœur peut accélérer : c'est une tachycardie initiale, déclenchée par un stress d'anticipation. Elle prépare le corps à l'effort à venir.³ Le cortex cérébral y joue un rôle important, y compris chez le sujet entraîné.³

Jusqu'ici, nous avons décrit des réactions ponctuelles. Or, quand tu répètes les efforts, ton corps ne fait pas que réagir : il se transforme. Avec le temps, les organes et l'organisme entier subissent un réel conditionnement, à la fois anatomique et physiologique.²

L'exemple le plus parlant est celui du cœur sportif. Il peut augmenter considérablement son débit lors de l'effort.³ Au repos, il est lent : son rythme de base se situe vers 50 battements par minute.³

Ce cœur est aussi dit sthénique : la force de ses contractions est plus grande.³ Quatre facteurs expliquent cette puissance :

• une fibre musculaire du cœur plus longue ;
• une meilleure irrigation du muscle cardiaque ;
• un métabolisme de meilleure qualité ;
• l'action de l'adrénaline, sécrétée en abondance par la médullo-surrénale pendant l'effort.³

À l'épreuve, on te demande rarement de réciter. On attend que tu relies une situation concrète à des mécanismes. Voici une démarche qui fonctionne pour presque toutes les questions de physiologie de l'effort.