Fiche de révision : Adaptations physiologiques à l’environnement

📋 Plan du Cours

1. Adaptation aux milieux ambiants
2. Thermorégulation et bilan énergétique
3. Mécanismes de transfert thermique
4. Adaptation au froid
5. Adaptation à la chaleur humide
6. Entraînement et altitude
7. Effets cardiovasculaires et énergétiques

📖 1. Adaptation aux milieux ambiants

🔑 Notions clés & Définitions

• Milieu ambiant : Regroupe les conditions environnementales auxquelles l’organisme humain doit s’adapter, notamment la chaleur, le froid, l’humidité, l’altitude et le vent.
• Endotherme : Maintient sa température corporelle proche de 37 °C.

📝 Points essentiels

• Les adaptations concernent principalement:
  • la chaleur
  • le froid
  • l’humidité
  • l’altitude
  • le vent

💡 Astuce mémo

CFAHV : chaleur, froid, altitude, humidité, vent

📖 2. Thermorégulation et bilan énergétique

🔑 Notions clés & Définitions

• Thermorégulation : Ensemble des mécanismes qui maintiennent la température du noyau central autour de 37 °C.

📝 Points essentiels

• Au repos, la température centrale est approximativement de 37 °C, mais elle peut dépasser 40 °C pendant l’exercice et la température musculaire atteindre environ 42 °C. — Hausswirth Christophe, 2011

• La transformation énergétique de l’effort correspond à $100$ d’énergie chimique produisant $25$ d’énergie mécanique et $75$ d’énergie thermique.

• L’hypothalamus agit comme un thermostat et dirige la chaleur supplémentaire vers la peau afin de la transférer vers le milieu ambiant selon un gradient allant du plus chaud vers le moins chaud.

💡 Astuce mémo

Effort intense → chaleur endogène accrue → activation de l’hypothalamus

📖 3. Mécanismes de transfert thermique

🔑 Notions clés & Définitions

• Rayonnement : Échange de chaleur sans contact direct entre les corps, suivant un gradient allant du plus chaud vers le moins chaud, comme lorsque le soleil chauffe le corps.
• Conduction : Transfert direct de chaleur entre deux corps ou matières en contact, dont l’efficacité dépend de leur nature.
• Convection : Échange de chaleur entre un corps et un fluide comme l’air ou l’eau, et son intensité augmente avec le gradient de température et la vitesse du fluide.
• Évaporation : Passage de l’eau de l’état liquide à l’état gazeux et dépend notamment de la surface d’échange, de la convection, de l’apport de chaleur et de l’hygrométrie.

★ À maîtriser

• L’échange de chaleur par convection est environ 25 fois plus important dans l’eau que dans l’air, avec une neutralité thermique proche de 34 °C dans l’eau et de 25 °C dans l’air. — Billat Véronique, 2005

• L’évaporation représente environ 25 % des pertes de chaleur au repos et près de 80 % pendant l’exercice. — Billat Véronique, 2005

Compléments

• Au repos, l’organisme perd environ 60 % de sa chaleur par rayonnement dans un milieu ambiant proche de 21 °C. — Hausswirth Christophe, 2012, Billat Véronique, 2005

💡 Astuce mémo

RCCE : rayonnement, conduction, convection, évaporation

📖 4. Adaptation au froid

★ À maîtriser

• L’adaptation au froid vise à éviter l’hypothermie grâce au frisson thermique, à la vasoconstriction et aux contractions musculaires volontaires.

📌 La thermogenèse avec frisson transforme environ 25 % de l’énergie chimique en énergie mécanique et 75 % en chaleur, tandis que la thermogenèse sans frisson produit 100 % de chaleur.

📌 L’efficacité physiologique de l’adaptation au froid étant limitée, la protection repose surtout sur un choix vestimentaire adapté aux conditions environnementales.

Compléments

• Billat préconise d’augmenter l’apport énergétique de 5 % pour chaque tranche de 5 °C de perte de température réelle sous 10 °C. — Billat Véronique, 2005

💡 Astuce mémo

Frisson : production de chaleur ; vasoconstriction : conservation de chaleur

📖 5. Adaptation à la chaleur humide

★ À maîtriser

📌 Dans une ambiance chaude et humide, une humidité supérieure à 70 % dans l’air sec entraîne une baisse de performance de 5 % pour chaque palier supplémentaire de 5 % d’humidité. — Billat

• Une déshydratation correspondant à une baisse de 2 % du poids corporel entraîne une diminution de performance de 20 % lors d’un exercice continu de plus de 30 minutes. — Billat véronique, 2003

• La chaleur peut améliorer la performance jusqu’à 40 °C en diminuant la viscosité des tissus, en améliorant l’élasticité tendineuse et en augmentant la vitesse de conduction nerveuse, mais au-delà les mécanismes de thermorégulation sont perturbés.

Compléments

📌 Pour les joueurs étudiés, absorber 200 à 250 ml de boisson isotonique toutes les 15 minutes aide à limiter la déshydratation et le risque de coup de chaleur.

💡 Astuce mémo

Humidité élevée → évaporation réduite → hyperthermie et baisse de performance

📖 6. Entraînement et altitude

🔑 Notions clés & Définitions

• LHTL : Consiste à vivre entre 2000 et 3000 m et à s’entraîner sous 1500 m pendant trois à quatre semaines, afin de conserver des intensités d’entraînement élevées.
• IHT : Ou entraînement intermittent hypoxique, consiste à réaliser des entraînements à haute intensité en altitude et peut augmenter la densité musculaire et mitochondriale ainsi que la performance en hypoxie.

★ À maîtriser

• La méthode LHTH consiste à vivre et s’entraîner entre 1500 et 2500 m pendant 2 à 4 semaines, avec 8 à 10 jours d’acclimatation puis 14 à 21 jours d’entraînement en altitude avant une récupération active.

• Après un stage LHTH, les performances augmentent généralement entre le deuxième et le quatrième jour, diminuent entre le cinquième et le dixième jour, puis se stabilisent à un niveau supérieur pendant environ quinze jours.

Compléments

• Vivre et dormir à environ 2500 m semble optimal pour permettre la sécrétion d’EPO dans la méthode LHTL.

📌 L’IHE expose intermittently l’athlète à l’hypoxie pendant les phases de repos pour stimuler l’EPO sans fatiguer l’organisme, mais les études rapportent son inefficacité sur les adaptations physiologiques et la performance.

💡 Astuce mémo

LHTH : vivre et s’entraîner haut ; LHTL : vivre haut, s’entraîner bas

📖 7. Effets cardiovasculaires et énergétiques

★ À maîtriser

• En ambiance chaude, la vasodilatation cutanée augmente la circulation périphérique au détriment des muscles actifs, ce qui augmente la fréquence cardiaque et peut réduire la performance. — Hausswirth Christophe, 2012

• Lorsque la fréquence cardiaque atteint un seuil compensatoire en ambiance chaude, elle ne peut plus augmenter suffisamment pour soutenir l’oxydation musculaire et la dissipation de chaleur, tandis que la performance chute.

• En milieu chaud, l’activité physique augmente (Fink et Coll, 1975):

  • la consommation d’oxygène
  • l’utilisation du glycogène
  • la production de lactates

Compléments

• Les adaptations communes comprennent (Billat Véronique, 2003):
  • l’augmentation de la fréquence cardiaque
  • la capillarisation
  • l’hyperventilation

💡 Astuce mémo

Chaleur → vasodilatation cutanée → fréquence cardiaque accrue → performance réduite

📊 Tableaux de synthèse

Mécanismes de transfert thermique