Le développement des qualités physiques chez l’enfant
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)