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Effets physiologiques d'un entraînement avec port d'un masque dit d'altitude

par A. Manolova | 28 Mars 2017

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Depuis plus de 40 ans, l'entraînement en altitude est reconnu pour avoir des bénéfices sur les performances aérobie. La méthode "Live High - Train low" (vivre en altitude, s'entraîner bas) est reconnue pour ses bienfaits sur les performances en permettant aux athlètes de profiter de l'acclimatation à l'altitude et de continuer à s'entraîner à haute intensité. Cette méthode résulte généralement en une augmentation du VO2MAX, du seuil ventilatoire et des performances au niveau de la mer. Certains auteurs suggèrent que pour profiter des bénéfices de l'altitude, l'athlète devrait passer au moins 12 heures par jour entre 2100 2500 mètres d'altitude, durant au moins 3 semaines. Cela permettrait d'augmenter la production d'érythropoïétine (EPO) qui stimulerait à son tour la production de globules rouges, augmentant ainsi la capacité de transport de l'oxygène dans le sang qui est corrélée à l'amélioration de VO2MAX et de la performance en endurance au niveau de la mer.

L'entraînement des muscles ventilatoires (muscles inspirateurs) joue également un rôle important dans l'amélioration des performances. Plusieurs études ont en effet constaté que le niveau d'entraînement de ces muscles était un facteur limitant chez des individus sédentaires et entraînés. Et même si l'entraînement avec une résistance en inspiration et en expiration n'améliore pas plus VO2MAX qu'un entraînement classique, il semble permettre d'améliorer significativement le seuil ventilaoire et la charge de travail.

Que permet réellement ce type de masque d'altitude

Figure 1. Que permet réellement ce type de masque ?

Les masques dit d'altitude ont donc tout naturellement été introduits sur le marché des accessoires sportifs avec, comme leur nom l'indique, un argumentaire basé sur la possibilité de reproduire de hautes altitudes, et donc les phénomènes physiologiques associés, comme l'hypoxie. Ces masques en néoprène englobent la bouche et le nez et permettent d'augmenter la résistance de la ventilation par quelques orifices obstrués par des valves réglables. Mais ce masque permet-il d'améliorer les capacités en endurance et de simuler l'altitude ?

L'étude réalisée

Pour répondre à ces questions, une équipe de chercheurs américains et allemands ont étudié l'impact d'un entraînement à haute intensité par intervalles durant 6 semaines sur cyclo-ergomètre avec le port d'un masque d'"altitude" sur la capacité aérobie, les fonctions pulmonaires et des variables hématologiques. Pour ce faire, ils ont recruté 24 étudiants (8 femmes et 16 hommes) qui ont été répartis en deux groupes : un groupe contrôle et un groupe expérimental qui portait le masque durant tous les entraînements.

Chaque groupe a réalisé les mêmes entraînements lors des 6 semaines du protocole. Deux fois par semaine, sur cyclo-ergomètre, tous les participants réalisaient 5 minutes d'échauffement, 20 minutes d'entraînement et 5 minutes de retour au calme. Les 20 minutes de travail consistaient à faire 10 sprints de 30s à PMA avec 1 min 30 de récupération à 25 Watts d'intensité. La résistance était progressivement augmentée par incrément de 30 Watts lorsque la résistance devenait plus facile pour les participants. Pour le groupe expérimental, le masque était réglé pour simuler une altitude de 914 m durant la première semaine, une altitude de 1829 m durant la seconde semaine, 2743 m durant les semaines 3 et 4 et une altitude de 3658 m durant les semaines 5 et 6 (selon réglages donnés par le fabricant).

Avant et après les 6 semaines du protocole, tous les participants ont réalisé des tests. Un test incrémental sur cyclo-ergomètre jusqu'à épuisement a été réalisé pour déterminer VO2MAX, le premier et le second seuil ventilatoire. Pour tester la fonction pulmonaire, à l'aide d'un spyromètre, les chercheurs ont testé la capacité vitale forcée (CVF) qui correspond à expulser tout l'air de ses poumons le plus rapidement possible après une inspiration maximale, le volume expiratoire forcé durant la première seconde (VEF1) qui mesure la quantité d'air expulsé durant la première seconde d'une expiration rapide et forcée réalisée après une inspiration maximale et la pression inspiratoire maximale (PIM, cmH2O) à l'aide d'un manomètre qui mesure la force maximale du diaphragme et des muscles inspirateurs secondaires. L'hématocrite (pourcentage de globules rouges dans le sang) et la concentration d'hémoglobine ont été déterminées pour chacun des participants. Et enfin, en semaine 4 et 6, la saturation en oxygène (SpO2) a été mesurée.

Résultats & Analyses

Les principaux résultats de cette étude montrent qu'après 6 semaines d'entraînement par intervalles à haute intensité, l'utilisation d'un masque dit d'"altitude" a permis d'améliorer significativement les seuils ventilatoires et la puissance produite à ces seuils en comparaison au groupe contrôle. Néanmoins, aucune différence significative n'a été observée avec le groupe contrôle pour l'amélioration du VO2MAX, de la PMA, de la fonction pulmonaire et des variables hématologiques (Tableau 1).

De plus, la saturation en oxygène pour le groupe portant le masque était significativement inférieure à celle du groupe contrôle (94.4% vs. 96.0% durant la semaine 4 et 93.2% vs. 95.8% durant la semaine 6). Néanmoins la saturation en oxygène réelle aux altitudes correspondantes aux semaine 4 (2743 m) et 6 (3658 m) est nettement inférieure 89 et 79%, respectivement). Ce qui démontre clairement que ce type de masque ne peut créer un hypoxie similaire à celle de l'altitude.

Applications pratiques

Comme les résultats le montrent clairement, ce type de masque ne peut en aucun cas reproduire les conditions d'altitude que ce soit sur la saturation d'oxygène, les fonctions pulmonaires ou sur les variables hématologiques. De plus son efficacité sur le renforcement des muscles ventilatoires semble limitée. Si plusieurs études ont montré l'efficacité d'appareils destinés au renforcement des fonctions pulmonaires chez des sportifs et des sédentaires, il reste à quantifier réellement la résistance fournie par un masque de ce type. Car il est possible aujourd'hui de trouver des appareils permettant de créer une résistance à l'inspiration et à l'expiration, et de quantifier assez précisément cette résistance. Et d'obtenir des gains significatifs en terme de performance.

Toutefois, le groupe qui a utilisé ce masque a vu ses seuils ventilatoires augmenter. Cela pourrait être le fait d'une certaine adaptation à la présence du masque, qui, malgré une faible résistance, amène tout de même une contrainte supplémentaire à l'effort. Pour un individu en plein effort, le masque crée un stress supplémentaire ce qui fournit un autre type de stimulus pour certaines séances. Enfin, le masque englobant la bouche et le nez, une certaine partie du CO2 rejeté peut être de nouveau respiré par l'athlète, ce qui pourrait expliqué l'adaptation observée au niveau des seuils ventilatoires. De plus, comme le préparateur physique des Dragons Catalans, Loïc Louit, nous l'a fait remarqué, le protocole de HIIT utilisé lors de cette étude n'est pas optimal pour permettre d'améliorer VO2MAX, car la récupération passive est trop longue pour un tel temps d'effort (si elle est passive, la récupération devrait être ici inférieure à 15s). Il reste donc à attendre d'autres études pour pouvoir conclure sur l'utilité réelle de tels masques.

Références

  1. Porcari JP, Probst L, Forrester K, Doberstein S, Foster C, Cress ML and Schmidt K. Effet of wearing the elevation training mask on aerobic capacity, lung function and hematological variables. J Sports Sci Med 15 : 379-386, 2016.

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