La consommation d’oxygène

Les résultats des études qui se sont intéressées à l’effet de la cadence de pédalage sur O2max sont contradictoires. Dans quelques études, O2max étaient influencées par la cadence de pédalage (Coast et Welch, 1985 ; Hermansen et Saltin, 1969 ; McKay et Banister, 1976). En effet, O2max était significativement différente lors de l’exercice progressif effectué à 40, 60, 80, 100 et 120 rpm chez cinq cyclistes avec la valeur la plus élevée à 80 rpm (Coast et Welch, 1985). Dans le même contexte, un plus grand O2peak a été atteint au cours d’exercice de pédalage à 100 rpm comparativement à 60 rpm (Ferreira et al., 2006).

Toutefois, dans d’autres études aucune différence n’a été observée (Beelen et Sargeant, 1993 ; Foss et Hallen, 2004 ; Hill et Vingren, 2012 ; Pringle et al., 2003 ; Woolford

rpm, O2max n’était pas significativement différente entre les deux cadences (3720 ± 0.426 l.min^-1 vs. 3777 ± 0.514 l.min^-1 à 60 et 120 rpm, respectivement) (Zoladz et al., 2002). Le même résultat était observé lors de l’exercice maximal effectué à 60, 80, 100 et 120 rpm chez des cyclistes professionnels (Foss et Hallen, 2004) et lors d’un exercice avec une augmentation rectangulaire de la puissance jusqu’à épuisement effectué à 60, 80 et 100 rpm chez des sujets sédentaires (Hill et Vingren, 2012). Par conséquent, l’effet de la cadence de pédalage sur O_2max serait faible et probablement limité à une augmentation de moins de 1,5% pour des cadences allant de 60 à 120 rpm (Foss et Hallen, 2005).

Lors de l’exercice sous-maximal modéré, Hintzy et al. (Hintzy et al., 2001) ont établi la relation entre O₂ et la cadence de pédalage pour des cadences de pédalages allant de 40 à 120 rpm (Figure 11).

Figure 11 : relations O2 -cadence (○) et RPE-cadence (●) lors d’exercice effectués à 40, 60, 80, 100 et 120 rpm à une puissance externe de 150 W (Hintzy et al., 2001).

Il a été montré que O2 était plus faible lors d’exercices à différentes puissances (< ~ 250 W) effectués à des cadences de pédalage comprises entre 40 et 80 rpm comparativement à des cadences plus élevées (Chavarren et Calbet, 1999 ; Coast et Welch, 1985 ; Foss et Hallen, 2004 ; Zorgati et al., 2013). En effet, pour une puissance d’exercice donnée, O2 augmente avec l’élévation de la cadence de pédalage (Chavarren et Calbet, 1999) (Figure 12).

Figure 12 : relation O2-cadence de pédalage lors d’exercice effectués à 60, 80, 100 et 120 rpm à différentes puissances externes (Chavarren et Calbet, 1999).

Cette augmentation de O₂ avec l’augmentation de la cadence de pédalage pourrait être expliquée par une élévation du travail respiratoire due à une hyperventilation (Chavarren et Calbet, 1999), un recrutement additionnel de muscles non locomoteurs (Coyle et al., 1992) et/ou une augmentation du travail interne (Wells et al., 1986). Toutefois, lors d’exercices intenses (> ~ 250 W) effectués à différentes cadences de pédalage, cette forme parabolique (en forme de U) de la relation O2-cadence a été confirmée avec les valeurs les plus faibles de O2 observées à 80 rpm par rapport à 40, 60, 100 et 120 rpm (Coast et Welch, 1985 ; Foss et Hallen, 2004).

Le travail interne est le travail nécessaire pour surmonter les forces d’inertie et de gravité liées aux mouvements des membres inférieurs au cours du pédalage (Sjogaard et al., 2002). Parmi les études qui se sont intéressées à l’effet de la cadence de pédalage sur le travail interne, Francescato et al. (Francescato et al., 1995) ont observé une augmentation du travail interne avec l’augmentation de la cadence de pédalage. Ces résultats ont été confirmés par Tokui et Hirakoba, (Tokui et Hirakoba, 2008) et sont en accord avec les études précédentes ayant montrées une relation similaire entre O2 et la cadence de pédalage (Coast et Welch, 1985 ; Foss et Hallen, 2004 ; Seabury et al., 1977 ; Sidossis et al., 1992). Le coût en O₂ lié au travail interne était plus grand que celui lié à la puissance externe pendant l’exercice de pédalage (Tokui et Hirakoba, 2008). Ces auteurs ont conclu que le coût en O₂ pour la puissance total pourrait être affecté par le rapport entre la puissance interne et externe lié à un changement de la cadence de pédalage. Ce phénomène pourrait être expliqué par le mode de recrutement des fibres musculaires. De plus, il pourrait exister un coût énergétique supplémentaire lié à l’énergie utilisée par les processus non contractiles, en particulier la pompe Ca²⁺ du réticulum sarcoplasmique (Abbate et al., 2002). Ces résultats ont été confirmés par une étude plus récente (Tomas et al., 2010). Selon ces auteurs le temps disponible pour l’excitation du muscle et la cinétique de relaxation est un contributeur majeur à la fatigue suggérant que les changements dans la libération du Ca²⁺ et l’action de pompage du Ca²⁺ sont des mécanismes impliqués dans la survenu de la fatigue.

D’autres études se sont intéressées à l’effet de la cadence de pédalage sur la cinétique de O2. Il a été montré que l’augmentation de la cadence de pédalage s’accompagnait d’une plus faible amplitude de la composante principale de O2 et d’une plus grande amplitude de composante lente de O2 (surconsommation d’O2 se produisant lors d’un exercice à intensité élevée) (Nesi et al., 2004 ; Pringle et al., 2003 ; Vercruyssen et al., 2009). Ces résultats ont été obtenus d’une part lors d’exercices menés à une puissance fixée à 50% de la différence entre SV2 spécifique à la cadence de pédalage et O2peak effectués à une cadence élevée (115 rpm) comparativement à des cadences plus faibles (35 et 75 rpm) chez des sujets sédentaires (Pringle et al., 2003) et d’autre part à 110 rpm comparativement à 50 rpm chez des cyclistes (Vercruyssen et al., 2009). Les mêmes résultats ont été observés chez les cyclistes professionnels, lors d’un exercice intense à charge constante réalisé à CLC+15%

grande contribution des fibres musculaires de type II (par rapport au type I) pendant l’exercice intense effectué à des cadences élevées. Toutefois, malgré le fait que l’amplitude de la composante lente de O₂ était négativement corrélée aux pourcentages de fibres de type I et que la contribution relative de la composante principale était positivement corrélée au aux pourcentages de fibres de type I, les contributions relatives de la composante lente et principale à la réponse globale de O2 n’étaient pas affectées par la cadence de pédalage (Barstow et al., 1996). Enfin, Brisswalter et al. (Brisswalter et al., 2000) et Vercruyssen et al. (Vercruyssen et al., 2001) ont montré que la cadence de pédalage pour laquelle la composante lente de O2 est minimisée serait de l’ordre de 95 rpm pour un exercice prolongé (30 minutes) réalisé à 80% de PMA. Cependant, il faut noter que Foss et Hallen (Foss et Hallen, 2005) n’ont observé aucune différence concernant l’amplitude de la composante lente de O2

lors d’exercices prolongés (~ 30 minutes) effectués à 60, 80, 100 et 120 rpm, chez des cyclistes professionnels.