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Le poids de l'efficacité

La vitesse en natation est le rapport entre :

• La capacité du nageur à produire la plus grande quantité d'énergie possible par seconde. Un système cardio-vasculaire performant, des qualités de force ou d'endurance musculaires peuvent permettre de développer ce que l'on appelle la puissance métabolique.
• Sa capacité à transformer l'énergie produite en mouvement utile que l'on appelle le coût énergétique. Ce dernier se définit comme la quantité d'énergie nécessaire pour parcourir une distance donnée.

Quel est le poids de ces deux facteurs? Doit-on axer prioritairement l'entraînement sur l'amélioration du coût énergétique ou sur le développement de la puissance métabolique?

Pour répondre à ces questions, nous allons comparer l'entraînement en natation avec celui d'un sport terrestre, la course à pied.

L'eau, un milieu qui résiste

Lorsqu'il se déplace à travers un milieu (eau ou air) le sportif rencontre une force qui s'oppose à son déplacement. Cette résistance à l'avancement évolue avec le carré de la vitesse et fait augmenter le coût énergétique.

En course à pied, le coût énergétique augmente peu. Aux vitesses où évolue un coureur, la résistance de l'air demeure peu importante. Par conséquent, l'augmentation de la résistance a peu d'effet sur le coût énergétique et celui-ci reste à peu près constant quelque soit la vitesse de déplacement (la variation maximale est d'environ 4%). Ceci signifie que pour une épreuve de 5 kilomètres par exemple, le coureur aura dépensé à peu près le même nombre de calories à la fin de la course, qu'il réalise le parcours à 15 km/h ou à 10 km/h.

En natation, le coût énergétique augmente nettement avec la vitesse. Le coût énergétique en natation a été étudié par différentes équipes de chercheurs. Les chiffres ci-dessous montrent les résultats publiés par l'équipe du professeur italien Carlo Capelli dans les différents styles de nage.

Le coût énergétique suit une pente très relevée en fonction de la vitesse (alors que, si le coût énergétique de la course à pied était porté sur ces graphiques, il serait représenté par une ligne pratiquement horizontale) ce qui s'explique essentiellement par l'importance de la résistance du milieu aquatique. Une analyse des chiffres contenus dans cette étude montre par exemple que, pour augmenter leur vitesse en crawl de 1,24 à 1,34 m.s-1 soit 8% d'augmentation, les nageurs ont du augmenter leur puissance métabolique de 17%.

L'eau, un milieu mouvant

Une autre différence entre la course à pied et la natation tient à la différence d'appui. Le coureur bénéficiant sur terre d'un appui solide, 100% de l'énergie qu'il produit est transformée en mouvement. Ce n'est pas le cas pour le nageur qui tente, lui, de s'appuyer sur un milieu mouvant. A chacun de ses mouvements, seule une partie de sa force le propulse vers l'avant. Le reste se traduit par des mouvements de l'eau qui n'ont aucun effet propulsif.

Cette différence est à l'origine de grandes variations du coût énergétique entre les nageurs. Une équipe dirigée par le professeur Toussaint a mesuré chez de nombreux nageurs l'efficacité propulsive c'est-à-dire le rapport entre la quantité d'énergie qui permet le déplacement et la quantité totale d'énergie dépensée (incluant l'énergie perdue par les mouvements de l'eau). L'évaluation de cette efficacité a été rendu possible par la création d'un système d'appuis solides sous l'eau, appelé « MAD system » qui permet de comparer la performance obtenue grâce à des appuis solides et grâce aux appuis aquatiques de la nage « normale ». Dans une étude parue en 1990, cette équipe a ainsi comparé un groupe de triathlètes et un groupe de nageurs, tous d'un niveau très élevés. A puissance métabolique égale, le groupe de nageurs a ainsi obtenu une vitesse supérieure de 23% grâce à une efficacité propulsive moyenne de 61% tandis que le groupe de triathlètes évoluait avec une efficacité propulsive de 44% en moyenne. Le coût énergétique est par contre assez stable entre les coureurs. Une étude italienne a ainsi mesuré une différence de seulement de 5 à 7% entre des athlètes bien entraînés et des non-sportifs, ce qui signifie que les paramètres techniques ont une influence modérée.

Conclusion

En course à pied, la stratégie d'entraînement peut être axée prioritairement sur le développement de la puissance métabolique. Le coût énergétique est peu influencé par la résistance de l'air et varie peu selon les sportifs. Les distances parcourues à l'entraînement et leur intensité peuvent être optimisées pour améliorer l'aptitude du sportif à produire plus d'énergie.

Le nageur doit par contre rechercher avant tout à améliorer le coût énergétique car celui-ci conditionne en grande partie sa vitesse. Une stratégie d'entraînement visant prioritairement le développement de la puissance métabolique aurait un effet limité car une grande partie de l'amélioration serait annulée par l'augmentation des résistances rencontrées. Le nageur a bien plus d'intérêt à rechercher :

• la diminution de ces résistances par une meilleure position dans l'eau,
• et l'amélioration de son efficacité propulsive par des appuis de meilleure qualité.

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Références de cet article