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Impact de la température et de l’environnement sur la performance sportive

04/06/2012

Nour El Helou et l’équipe de l’IRMES (Institut de Recherche bioMédicale et d’Epidémiologie du Sport : Université Paris Descartes, INSEP, Inserm) ont analysé les 6 grands marathons mondiaux entre 2001 et 2010 : résultats sportifs, températures et autres aspects environnementaux. Les effets de la température, de l’environnement et des paramètres physiologiques de chaque coureur jouent un rôle sur ses performances, sur les records mondiaux et sur la santé des participants.  Ces résultats sont publiés dans PLoS ONE le 23/05/2012.

Le marathon de Paris s’est couru le 15 avril dernier par une température idéale de 10°C : il a vu son nouveau record établi par Stanley Biwott en 2h 05min et 10s. A l’inverse, huit jours plus tard, le marathon de Boston se courait par 30°C : cette chaleur considérable a augmenté de 10 minutes le temps des meilleures performers, impact majeur (+8%) par rapport aux vainqueurs de 2011, mais elle a aussi multiplié par 4 le nombre d’interventions médicales. Ainsi la température joue un rôle fondamental sur l’expression de nos capacités et sur notre résilience face aux grands à-coups environnementaux.

Le marathon, l'une des compétitions d'endurance les plus difficiles, attire de plus en plus de participants. Réalisé dans des conditions environnementales très variables, ce type d’épreuve met particulièrement en jeu les capacités de thermorégulation des coureurs de tous âges. Par ailleurs, se déroulant pour la plus part en milieu urbain, ces courses exposent les athlètes à la pollution de l'air, ce qui questionne autant la performance que la santé des participants.

La prévalence de la température extérieure sur les performances

Pour mener cette étude, Nour El Helou s’est appuyé sur les données recueillis lors des six plus grands marathons mondiaux entre 2001 et 2010 : trois européens (Paris, Berlin, Londres) et trois américains (Boston, Chicago, New York). Durant cette période, les temps d’arrivée de tous les coureurs de chaque course (60 courses) ont été récupérés, soit un total de 1 791 972 performances, ainsi que le nombre d’abandons. Les paramètres environnementaux suivants ont été recueillis pour chaque épreuve : température de l'air, humidité, point de rosée, pression barométrique et polluants atmosphériques (dioxyde d’azote, dioxyde de soufre, ozone, PM10 ou particules fines de l’air ambiant).

Le paramètre environnemental le mieux corrélé à la performance reste, de très loin, la température de l'air, avec une relation similaire pour les femmes et les hommes. L’humidité est le second. Pour les polluants atmosphériques, seul l’ozone présente une relation négative avec la vitesse de course, mais cet effet pourrait être lié à l’impact thermique. Les températures optimales pour courir un marathon à vitesse maximale ont été déterminées selon le niveau des participants : elles démontrent une relation quadratique avec la performance. Toute élévation ou diminution de part et d’autre de cet optimum thermique entraîne une diminution de vitesse, quel que soit le niveau du coureur. Or cette relation est similaire à celle observée entre mortalité et température de l'air, décrite et suivie depuis 2003. Les taux de morbi-mortalité augmentent avec les températures les plus basses comme avec les plus hautes, définissant un optimum thermique entre les deux où les taux sont les plus faibles et les résultats sportifs les plus élevés. La performance et la mortalité sont donc régulées par la thermodynamique.

Cette régulation se confirme avec le pourcentage d’abandons mesuré dans l’étude, qui s’élève avec la température. Le pourcentage le plus élevé (30,7%) est ainsi observé lors du marathon de Chicago en 2007, couru par une température extérieure de 25°C. Avec la chaleur, la performance est compromise, mais la santé est également affectée avec un accroissement du nombre d’interventions médicales.

L’importance des paramètres physiologiques de chaque coureur

De nombreux autres paramètres influent sur la performance des vainqueurs (la récompense financière, la concurrence, la stratégie de course, la quête d’une qualification olympique). Il est à noter cependant que, parmi les 60 courses étudiées, 85% des vainqueurs sont d'origine est-africaine (58% Kenya; 21% Ethiopie ; 6% Erythrée) de même que 54% des lauréates (27% Kenya; 27% Ethiopie). Ces coureurs pourraient disposer d’avantages physiologiques en raison d’une combinaison unique de facteurs d'endurance (transfert et consommation d'oxygène, utilisation fractionnée de la VO2max, économie de course), mais ils pourraient également réaliser de meilleures performances en environnement chaud en raison de gabarits (poids et IMC plus faibles) et d’une thermolyse plus adaptés (meilleure « évacuation » de la chaleur interne grâce à une surface cutanée relative plus grande). L’analyse des performances de Haile Gebrselassie, recordman à Berlin, révèle parfaitement cette tendance, avec deux records battus en conditions climatiques fraiches (14°C en 2007 et 13°C en 2008) contre deux années où il remporte la course (par 18°C en 2009 et 22°C en 2006) mais sans battre le record du monde.

Ces résultats dévoilent la nature des relations entre température extérieure et potentiel humain et précisent les conditions de notre adaptation face à des variables climatiques qui ne cessent de se décaler vers des valeurs de plus en plus chaudes.

 

Publication 

Impact of Environmental Parameters on Marathon Running Performance.

Nour El Helou, Muriel Tafflet, Geoffroy Berthelot, Julien Tolaini, Andy Marc, Marion Guillaume, Christophe Hausswirth, Jean-François Toussaint. PLoS ONE, 23 Mai 2012 ; lien: http://dx.plos.org/10.1371/journal.pone.0037407