Cours Fonctionnement de l'organisme et effort

Exercice - Les limites à l'effort physique

L'énoncé

Théo a 20 ans et s'entraîne pour participer au printemps au marathon de Paris. Afin d'optimiser ses entraînements, il décide durant une session de course de mesurer sa fréquence cardiaque et son volume moyen d'O2 consommé par minute. Soucieux d'obtenir des résultats exceptionnels, il court plus vite que d'habitude, et est contraint de s'arrêter au bout d'une heure, complètement essoufflé. 

 

Document 1 : Données brutes des mesures obtenues par Théo lors de sa course

Temps (min) 0 10 20 30 40 50 60
Fréquence cardiaque (bpm) 51 62 84 130 156 183 201
Puissance de l'effort (Watt) 0 30 50 80 110 140 160
VO2 (mL O2/min) 3 10 23 34 47 58 65

 

Document 2 : Données du document 1 sous forme de graphique

Capture_d’écran_2019-01-08_à_14.17.49

 

 


Question 1

D'après le document 1 : quelle est l'unité de l'axe des abscisses ? De l'axe des ordonnées ? 

D'après le document 1, l'axe des abscisses représente la durée de la course. Son unité est donc en minutes

L'axe des ordonnées en revanche, change d'unité selon qu'on s'intéresse au VO2 (dans ce cas il est en mLO2/min), à la fréquence cardiaque (dans ce cas il est en bpm), ou à l'effort fourni (dans ce cas il est en Watts). 

Sur une des deux courbes, il y a un changement d'unité en fonction de la courbe.

Question 2

Analyser les deux documents et en déduire : le VO2 max, la FC max, le VO2 au repos, et la FC au repos de Théo. Définir les termes de VO2 max et de FC max. 

Le VO2 max est le volume maximal d'O2 que le corps peut consommer en une minute durant un effort. 

La FC max est la fréquence cardiaque maximale, c'est le nombre maximal de battements par minutes que le coeur peut effectuer en une minute. 

Ces deux données déterminent l'effort maximal qu'une personne peut fournir durant une activité physique car elles limitent l'apport maximal en énergie que peuvent recevoir les muscles. 

Ici, le VO2 max de Théo est la plus haute valeur de VO2 qu'il a pu atteindre durant sa course, soit 65 mLO2/min. De même pour sa FC max, qui est donc de 201 bpm

Au repos, c'est-à dire quand il ne fournit aucun effort particulier, le VO2 de Théo est de 3 mLO2/min et sa FC est de 51 bpm.

Question 3

En déduire en Watts l'effort maximal, d'après ces données, que Théo peut fournir durant un entraînement. Sa FC max est-elle normale pour son âge ? 

D'après ces données, l'effort maximal que Théo peut fournir durant un entraînement est de 160 Watts. Lorsqu'il fournit cette puissance, il atteint sa FC max et son VO2 max et ne pourra donc pas aller au-delà. C'est d'ailleurs pour cette raison qu'il a été contraint d'interrompre sa course. 

En général, la FC max d'un garçon est donnée comme suit : FC max = 220-(âge). 

Ainsi pour Théo qui a 20 ans elle devrait être de 200 bpm. Elle est ici à 201 bpm ce qui est acceptable sachant que cette formule est approximative. 

La FC max d'un garçon sa calcule comme suit : FC max = 220-(âge). 

Question 4

Comment Théo pourrait-il optimiser son entraînement ? 

Théo pourrait optimiser son entraînement en courant plus lentement afin d'habituer son coeur à l'effort d'endurance et ainsi atteindre moins rapidement sa FC max et son VO2 max, au-delà desquels il ne peut plus continuer l'entraînement.