le développement des qualités physiques chez l’enfantcharlycop.free.fr/cours/physiologie -...

Le développement des qualités

physiques chez l’enfant

Le physiologiste de l’exercice Victor Katch écrivit en 1983 dans le Journal Of Adolescent Health : « Il y a une zone critique dans la vie de l’enfant (appelée point gâchette) qui coïncide avec la puberté chez la plupart des enfants mais peut survenir plus tôt chez certains, avant laquelle les effets d’une préparation physique seront minimaux ou ne se manifesteront pas du tout. »

« Ce phénomène de gâchette est le résultat des effets des hormones qui déclenchent la puberté et le développement fonctionnel ainsi que les adaptations organiques qui en découlent. Dans ce contexte, les effets que les androgènes et l’hormone de croissance ont sur le développement des capacités fonctionnelles, le métabolisme et le développement musculaire, sont particulièrement importants. »

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18

Testostérone (µg/l)

0

1

2

3

4

5

Age (années)

Après la naissance, d le taux

de testostérone est aussi élevé qu’à l’âge de 15 ans puis décroit pour rester très bas jusqu’à la puberté.

e façon transitoire,

Garçons

Des études ont en effet montré que l’augmentation de l’hormone de croissance lors d’un exercice (ou sous l’effet d’une stimulation par une perfusion d’acides aminés) est d’autant plus importante que le développement pubertaire est avancé.

2 4 6 8 10 12 14 16 18 200

200

180

160

140

120

100

80

60

40

20

0

200

180

160

140

120

80

60

40

20

0

kg

cm

Age (années)

Poids

TailleEvolution de la taille et du poids corporel chez le garçon français.

adapté de Sempé et coll. 1979

2 4 6 8 10 12 14 16 18 200 Age (années)

21

18

12

6

0

3

9

15

24

28

cm / an

C o m p a r a i s o n d e s évolutions des

de la et du chez le garçon.

vitesses de croissance taille

poids corporel7

6

4

2

0

1

3

5

8

9

kg / an

2 4 6 8 10 12 14 16 18 200 Age (années)

21

18

12

6

0

3

9

15

24

28

cm / an

7

6

4

2

0

1

3

5

8

9

kg / an

Le de la

est souvent ut i l isée comme âge de référence dans les études sur la croissance et ses effets.

pic vitesse de croissance de la taille

2 4 6 8 10 12 14 16 18 200 Age (années)

21

18

12

6

0

3

9

15

24

28

cm / an

7

6

4

2

0

1

3

5

8

9

kg / an

Le pic de la vitesse de croissance de la taille est souvent ut i l isée comme âge de référence dans les études sur la croissance et ses effets.

C o n t r a i r e m e n t a u x résultats ici présentés, le

de la

dans d’autres études.

pic vitesse de croissance du poids corporel suit celui de la tail le

10

8

6

4

2

00 +1 +2 +3 +4 +5-1- 2- 3-4-5

Croissance staturale (cm / an)

Pic de Croissance

Age (ans)

Age lors du pic de croissance de la variable étudiée

Stadespubertaires(Tanner)

P1-G2P1-G1 P2 P3 P4 P5

Garçons

Force Memb. Sup.

Détente verticale

Poids

Force Memb. Inf.

Plis cutanés (bras)

Tapping test

Suspension bras fléchis

Navette sprint

Muscle Memb. Sup.

11 12 13 14 15 1610 17 189

10

8

6

4

2

00 +1 +2 +3 +4 +5-1- 2- 3-4-5

Croissance staturale (cm / an)

PoidsLongueur Memb. inf.

Tronc (haut.)

Largeur Memb. inf.

Bassin

Epaule

Plis cutanés (bras)Muscles (M.S.)

Age (ans)

Age lors du pic de croissance de la variable étudiéeP1 P2 P3 P4 P5

Filles

Stadespubertaires(Tanner)

Pic de Croissance

11 12 13 14 15 1610 9 17

1ères Règles

8

inutile

Dangerinefficace

Trois types de raisons sont invoquées pour contre-indiquer l’entraînement de certaines qualités physiques avant la puberté :

1) l’entraînement de ces qualités physiques est peu efficace chez l’enfant impubère ;

2) l’entraînement de ces qualités physique présente un risque pour la santé ;

3) l’entraînement d’une qualité physique donnée n’est pas utile chez l’enfant.

Les arguments présentés à l’appui de ce type d’argumentation ne sont généralement pas totalement convaincants. Cette argumentation est le plus souvent présenté contre le développement :

- de la force ; - du métabolisme anaérobie lactique.

inefficacité

L’argumentation sur le peu d’efficacité des programmes d’entraînement physique chez l’enfant avant la puberté, est fondé sur des études expérimentales montrant que les effets de ces programmes sont moins importants que ceux observés chez l’adulte.

Des études longitudinales montrent que les performances de l’adulte jeune sont corrélés avec les quantités d’entraînement réalisés pendant la période pubertaire mais peu ou pas avec celles réalisées avant la puberté. Il peut donc sembler plus « payant » de réaliser des programmes d’entraînement physique pendant la puberté qu’avant celle-ci.

Deux commentaires doivent être apportés :

- « entraînement physique peu efficace » ne signifie pas que l’entraînement physique est totalement inefficace chez l’enfant. - il est probable que l’intensité des exercices soit souvent insuffisante dans de nombreuses études.

Il faut cependant noter que la quantité et l’intensité des entraînements qu’il est possible de réaliser pendant la puberté dépendent probablement du niveau d’activité physique réalisée en phase pré-pubertaire.

Le souci louable de ménager la santé de l’enfant a probablement conduit les concepteurs des programmes d’entraîne-ment à les sous-entraîner.

1,20 m

1,80 m

36 cm

54 cm22 kg

74 kg

36 cm

54 cm22 kg

74 kgT = 5,3 J / kg

T = 3,53 J / kg

Il en est de même dansoù les

sujets doivent

(test de tirage avec les bras à la barre fixe...).

toutes les épreuves

déplacer leur masse corporelle contre la force de pesanteur

inefficacité des programmes d’entraînement aérobie

avant la puberté ?

L’inclusion de séances d’éducation physique hebdomadaires supplémentaires dans les programmes scolaires n’a ainsi pas eu d’effet sur le développement de la consommation maximale d’oxygène chez des enfants de 5 à 12 ans dans certaines études.

Le pourcentage de la fréquence cardiaque maximale ne permet pas d’apprécier, même grossièrement, l’utilisation des possibilités maximales aérobies du sujet au cours d’un exercice. Le calcul du % d’utilisation de la réserve cardiaque maximale (Karvonen et coll. 1957) permet d’estimer approximativement le % VO2max utilisé pendant l’exercice.

0 25 50 75 100

% VO2max

50

100

150

200Fréquence cardiaque

Enfants

Adultes

Relation entre l'intensité de l'exercice (en pourcentagede la consommation maximale d'oxygène) et la fréquence cardiaque chez un adulte et un enfant.

0 25 50 75 100

% VO2max

50

100

150

200

Fréquence cardiaque

EnfantsRéservecardiaque

Fréquence Cardiaque maximale

50

100

75

25

0

Fréquence Cardiaque de repos

% Fcmax

Le pourcentage de la fréquence cardiaque maximale ne permet pas d’apprécier, même grossièrement, l’utilisation des possibilités maximales aérobies du sujet au cours d’un exercice. Le calcul du % d’utilisation de la réserve cardiaque maximale (Karvonen et coll. 1957) permet d’estimer approximativement le % VO2max utilisé pendant l’exercice.

0 25 50 75 100

% VO2max

50

100

150

200

Fréquence cardiaque

Réservecardiaquemaximale

Fréquence Cardiaque maximale

Fréquence Cardiaque de repos

50

100

75

25

0

% réserve cardiaquemaximale

0 25 50 75 100

% VO2max

50

100

150

200

Fréquence cardiaque

EnfantsRéservecardiaque

Fréquence Cardiaque maximale

50

100

75

25

0Fréquence Cardiaque de repos

% réserve cardiaquemaximale

Lorsque l’intensité de l’exercice est jugée à partir de la fréquence cardiaque, il faut tenir compte que la relation FC-%VO2max est différente chez l’enfant et l’adulte : 130 pulsations par minute correspondent à environ 50 % de VO2max chez l’adulte jeune mais seulement 30 % VO2max environ chez le jeune enfant.

Des études utilisant des intensités d’exercice plus élevées, avec des fréquences cardiaques comprises entre 60 et 90 % de FCmax (> 155 pulsation/min), ont observé des effets significatifs sur VO2max. Ces effets restent cependant un peu moins marqués (+ 10 %) que ceux qui sont obtenus chez l’adulte (15 à 20 %).

inefficacité des programmes d’entraînement de la force

avant la puberté ?

Age (années)

Force maximale(% du maximum chez l'homme adulte)

0 10 20 30 40 50 60 70

100

80

60

40

20

0

Hommes

Femmes

Evolution de la force maximaleavec l'âge

d'après Hollmann et Hettinger

10

8

6

4

2

0 0 +1 +2 +3 +4 +5-1- 2- 3-4-5

Croissance staturale (cm / an)

10

8

6

4

2

0 0 +1 +2 +3 +4 +5-1- 2- 3-4-5

Gains de force (kg / an)

Gains de force des membres supérieurs

(d’après Carron et Bailey 1974)

membres supérieursmoyenne des extenseurs de l’épaule, des extenseurs et fléchisseurs du poignet, des fléchisseurs et extenseurs du coude.

GarçonsCanada

10

8

6

4

2

0 0 +1 +2 +3 +4 +5-1- 2- 3-4-5

Croissance staturale (cm / an)

10

8

6

4

2

0 0 +1 +2 +3 +4 +5-1- 2- 3-4-5

Gains de force (kg / an)

Gains de force des membres inférieurs

(d’après Carron et Bailey 1974)

membres inférieursmoyenne des fléchisseurs de hanche et des extenseurs du genou.

GarçonsCanada

10

8

6

4

2

0 0 +1 +2 +3 +4 +5-1- 2- 3-4-5

Croissance staturale (cm / an)

10

8

6

4

2

0 0 +1 +2 +3 +4 +5-1- 2- 3-4-5

Gains de force (kg / an)

Gains de force des membres supérieurs et inférieurs(d’après Carron et Bailey 1974)

membres supérieurs

membres inférieurs

GarçonsCanada

10

8

6

4

2

0 0 +1 +2 +3 +4 +5-1- 2- 3-4-5

Croissance staturale (cm / an)

5432

- 2

0 +1 +2 +3 +4 +5-1- 2- 3-4-5

Gains de temps de maintien (secondes / an)

Gains en endurance de force statique d’après des données de Beunen et coll.

1988 (valeurs médianes)

Garçons(Belgique)

temps de suspensionbras fléchis

10

- 1

Les arguments en faveur du peu d’efficacité des programmes d’entraînement de la force musculaire chez l’enfant sont les suivants :

1) les progrès observés sont l’expression d’adaptations fonctionnelles ;

2) l’hypertrophie musculaire est peu marquée ;

3) la production d’hormones aux effets anabolisants est peu marquée au cours des exercices de force chez l’enfant.

L’amélioration des qualités de force observée avant la puberté est essentiellement l’expression d’adaptations neurologiques et fonctionnelles :

- meilleur recrutement spatial en particulier des unités motrices rapides (IIb) ;

- meilleur recrutement temporel (tétanisation),

- meilleures coopérations entre muscles agonistes et antagonistes.

Les adaptations organiques, par exemple l’hypertrophie musculaire, sont peu marquées, ce qui serait l’expression de la faible production d’hormones aux effets anabolisants (androgènes et hormone de croissance) au cours des exercices de force chez l’enfant.

Les programmes d’entraînement de la force sont-ils dangereux avant la puberté ?

Les arguments en faveur d’un risque particulier pour la santé des programmes d’entraînement de la force musculaire chez l’enfant sont les suivants :

- risques traumatiques importants ; - croyance, non fondée, que le

développement de la musculature va « brider » la croissance osseuse,

- hypertrophie préférentielle de la paroi des ventricules.

Danger ostéo-articulaire

Les risques traumatiques seraient plus importants chez l’enfant du fait de l’immaturité du squelette :

- altérations de la colonne vertébrale (maladie de Scheuermann) ;

- apophysites au niveau des points d’ossification secondaire ;

- lésions micro et macro-traumatiques des cartilages de croissance…

2 4 6 8 10 12 14 16 18 200

200

180

160

140

120

100

80

60

40

20

0

200

180

160

140

120

80

60

40

20

0

kg

cm

Age (années)

Poids

TailleEvolution de la taille et du poids corporel chez un jeune gymnaste.

Début de la gymnastique

Entrée à l’INSEP

Les programmes d’entraînement de la force sont-ils dangereux pour le coeur

avant la puberté ?

A la suite des travaux de Chignon et Leclercq (théorie Endurance-Résistance), certains ont prétendu dans les années 70 que la pratique des exercices de force favorisait une hypertrophie préférentielle de la paroi des ventricules. Ce type d’exercice aurait donc limité le développement des cavités ventriculaires et, pour ces détracteurs, devait donc être particulièrement déconseillé chez l’enfant.

O D

V D

V G

O G

O D

V D

V G

O G

O D

V D

V G

O G

Sédentaire

Entraînement dit:

développement dela paroi cardiaque.

“en résistance”

Entraînement dit:

développement descavités cardiaques.

“en endurance”

Théorie Endurance-Résistance”

Chignon, Leclercq et Stéphan

Sans que l’on puisse contredire avec certitude cette affirmation, il n’y a actuellement pas de preuve que la pratique des exercices de musculation favorise, à elle seule, le développement préférentiel de l’épaisseur des parois cardiaques. L’utilisation de substances anabolisantes (fréquente chez les pratiquants des sports de force) pourrait expliquer l’hypertrophie des parois ventriculaires observée chez ces sportifs.

inutile

Dangerinefficace

Attention !

Exercicesanaérobies lactiques

Attention !

Exercicesanaérobies lactiques

0 20 40 80Age (années)

60

Hommes (Cerretelli et coll. 1968))

Femmes (Astrand , Suède 1960)

Robinson (USA, 1938)

0

5

15

10

: mmol/kg

4

0

8

12

Acide lactique: mmol / L

7-8 11-12 11-13 14-15

Age (années)

PFK (µmol/g.min)

10

0

Ericksonn1973

20

30

40

11-13 16 32

Fournier1994

Gollnick.1973

Age (années)

SDH (µmol/g.min)

0

Ericksonn1973

5

10

11-13 16 32

Fournier1994

Gollnick.1973

Age (années)

inefficacité des programmes d’entraînement anaérobie

avant la puberté ?

Pic de puissance(Wingate test)% niveau initial

Age = 10-11 ans

Après 9 semainesd’intervall-training

Avant

0

100

D’après Rotstein et coll. 1986

Puissance maximalevolume des cuisses(Wingate test)% niveau initial

0

100

D’après sargeant et coll. 1985

Après 8 semainessujets témoins

Avant

Après 8 semainesd’entraînement mixte

3,5 heures/semaine

Age = 13 ans

Volume des cuisses

Puissance maximale sans entraînement

Puissance maximale après entraînement

Puissance moyenne(Wingate test)% niveau initial

0

100

D’après Rotstein et coll. 1986

Après 9 semainesd’intervall-training

Avant

Age = 10-11 ans

Puissance moyenne(Wingate test)% niveau initial

0

100

D’après Grodjinovsky et coll. 1980

Après 6 semainessprint (course)

Avant

Après 6 semainessprint (ergocyle)

Age = 11-13 ans

4

0

8

12

Acide lactique: mmol / L

Haltérophiles

Comparaison des lactatémies maximaleschez des enfants (de 10 à 13 ans)pratiquant différents sports (d’après Meroet coll. 1990).

Les différences entre les groupes ne sont passignificatices.

SprinteursSédentaires

Coureursd’endurance

Age = 10à 13 ans

4

0

8

12

Acide lactique: mmol / L

11,9 ans

1 2 3 4 5

Evolution de la lactatémie à la find’exercices maximaux sur bicycletteergométrique réalisés chaque annéependant 5 ans (d’après Koch et coll. 1980).

7 enfants pratiquant le foot-ball, la course à pied, lehockey sur glace et le badminton.

Acide lactique: mmol / L

Age = 11-13 ans

Après 4 moisd’entraînement aérobie

Ericksson 1973

AvantEricksson

1973

4

0

8

12

Avant 6Semaines d’entraînement

2

Phospho-Fructo-Kinase (PFK)après un programme d’entraînement anaérobie

chez des garçons (11 à 13 ans)

PFK (µmol/g.min)15

10

5

0

Adapté d’après Ericksonn et coll. 1973

PFK (µmol/g.min)

10

0

20

30

16 ans (Fournier 1994)

32 ans (Gollnick 1973)

Avant 6Semaines d’entraînement

2

Adapté d’après Ericksonn et coll. 1973

Les programmes d’entraînement anaérobie sont-ils dangereux pour le coeur

avant la puberté ?

A la suite des travaux de Chignon et Leclercq (théorie Endurance-Résistance), certains ont prétendu dans les années 70 que la pratique des exercices anaérobie favorisait une hypertrophie préférentielle de la paroi des ventricules. Ce type d’exercice aurait donc limité le développement des cavités ventriculaires et, pour ces détracteurs, devait donc être particulièrement déconseillé chez l’enfant.

O D

V D

V G

O G

O D

V D

V G

O G

O D

V D

V G

O G

Sédentaire

Entraînement dit:

développement dela paroi cardiaque.

“en résistance”

Entraînement dit:

développement descavités cardiaques.

“en endurance”

Théorie Endurance-Résistance”

Chignon, Leclercq et Stéphan

Sans que l’on puisse contredire avec certitude cette affirmation, il n’y a actuellement pas de preuve que la pratique des exercices anaérobies favorise, à elle seule, le développement préférentiel de l’épaisseur des parois cardiaques.

Saturation psychologique

inutilité

?

Phases “sensibles”pour le

développement desqualités physiques

Hommes

Femmes

Ages (années)9 11 13 15 17 19 21 23 25

minutes8

9

10

11

12

13

14

Adresse manuelled'après Rutenfranz et Hettinger 1959

méthode de O'Connor

0,200

0,300

0,250

8-11 12-15 16-19 20 s 30 s 40 s 50 s 60 s 70 s 80 s

Seconde

Age (années)

temps de réaction visuelled'après Miles 1942

Pied

Doigt

10

8

6

4

2

0 0 +1 +2 +3 +4 +5-1- 2- 3-4-5

Croissance staturale (cm / an)

6

4

2

0 0 +1 +2 +3 +4 +5-1- 2- 3-4-5

nombre de répétitions / an)

Gains au “tapping test” d’après des données de Beunen et coll.

1988 (valeurs médianes)Garçons(Belgique)

10

8

6

4

2

0 0 +1 +2 +3 +4 +5-1- 2- 3-4-5

Croissance staturale (cm / an)

0 +1 +2 +3 +4 +5-1- 2- 3-4-5

6

4

2

0

secondes / an

Gains au test de la navette d’après des données de Beunen et coll.

1988 (valeurs médianes)Garçons(Belgique)

10

8

6

4

2

0 0 +1 +2 +3 +4 +5-1- 2- 3-4-5

Croissance staturale (cm / an)

5

4

3

2

1

0 0 +1 +2 +3 +4 +5-1- 2- 3-4-5

Gains en détente verticale (cm / an)

Gains en détente verticale d’après des données de Beunen et coll.

1988 (valeurs médianes)Garçons(Belgique)

Age (années)12

5

40

10

W.kg-1

14 16 18

60

cm

50

70détente verticale

pédalagemembres supérieurs

d'après Vandewalle et coll. 1989

Evolution des indices de puissance maximalechez des jeunes nageurs (M SD)+

Age (années)12 14 16 18

détente verticale

pédalagemembres supérieurs

60

70

80

90

100

d'après Vandewalle et coll. 1989

Evolution des indices de puissance maximalechez des jeunes nageurs (% de la valeur à 17,5 ans))

Endurance aérobie

0 5 10 20 25Age (années)

15

Vitessefréquence

Vitesseamplitude

Force-vitesse

Souplesse

Adresse/technique

Endurance anaérobie

Phases “sensibles” pour le développement de différentes qualitésphysiques (d’après Mero, Vuorimaa et Häkinnen 1990)

0 5 10 20 25Age (années)

15

Endurance anaérobie

Phases “sensibles” pour le développement de différentes qualitésphysiques (adapté d’après Mero, Vuorimaa et Häkinnen 1990)

0 5 10 20 25Age (années)

15

Endurance aérobie

Phases “sensibles” pour le développement de différentes qualitésphysiques (adapté d’après Mero, Vuorimaa et Häkinnen 1990)

0 5 10 20 25Age (années)

15

Endurance aérobie

Endurance anaérobie

Phases “sensibles” pour le développement de différentes qualitésphysiques (adapté d’après Mero, Vuorimaa et Häkinnen 1990)

0 5 10 20 25Age (années)

15

Vitessefréquence

Vitesseamplitude

Phases “sensibles” pour le développement de différentes qualitésphysiques (adapté d’après Mero, Vuorimaa et Häkinnen 1990)

0 5 10 20 25Age (années)

15

Souplesse

Phases “sensibles” pour le développement de différentes qualitésphysiques (adapté d’après Mero, Vuorimaa et Häkinnen 1990)

0 5 10 20 25Age (années)

15

Adresse / technique

Phases “sensibles” pour le développement de différentes qualitésphysiques (adapté d’après Mero, Vuorimaa et Häkinnen 1990)

0 5 10 20 25Age (années)

15

Adresse / technique

Souplesse

Phases “sensibles” pour le développement de différentes qualitésphysiques (adapté d’après Mero, Vuorimaa et Häkinnen 1990)

0 5 10 20 25Age (années)

15

Phases “sensibles” pour le développement de différentes qualitésphysiques (adapté d’après Mero, Vuorimaa et Häkinnen 1990)