Chaleur rime souvent avec soleil, été, vacances, shorts jupes et tongs, glaces… bref c’est la saison que tout le monde attend ! Tout le monde ? Sauf peut-être le coureur, car courir quand il fait chaud est souvent bien moins agréable et plus difficile que courir par temps frais. Alors voici quelques explications sur la régulation de la température corporelle pendant l’effort et la baisse de performance par temps chaud…

Courir en plein soleil est difficile. Crédit photo : Will Ockenden.

Courir en plein soleil… efficace pour bronzer mais pas pour la performance… Crédit photo : Will Ockenden.

Pourquoi il est plus difficile de courir quand il fait chaud

La thermorégulation

La thermo-quoi ? La thermorégulation, c’est tout simplement le mécanisme de contrôle de la température corporelle. Vous le savez, celle-ci est de 37?C (malgré des variations dans la journée, comme nous l’avions vu dans l’article sur les meilleurs moments de la journée pour courir). Toute variation autour de cette valeur est régulée par l’hypothalamus (structure du système nerveux central) qui déclenche des mécanismes de thermogenèse si la température corporelle est trop faible ou de thermolyse si le corps a besoin d’être refroidi.

Les échanges de chaleur

Le corps élimine la chaleur en excès en l’évacuant de l’intérieur vers l’extérieur du corps. La chaleur est principalement « contenue » dans les molécules d’eau du plasma sanguin. Une fois en surface, il existe plusieurs processus qui permettent d’évacuer la chaleur vers l’air environnant [Wendt et al. 2007] :

  • la radiation : elle correspond à la chaleur émise sous forme de rayonnement infrarouge (au-delà du spectre visible donc invisible à l’œil nu, mais certains appareils permettent de la mettre en évidence, regardez l’image ci-dessous 😉 ). Au repos, jusqu’à 60% de la chaleur est perdue sous cette forme.
  • la convection : elle correspond à l’échange de chaleur avec l’air qui circule autour du corps. Même sans véritable « courant d’air », la perte de chaleur par convection au repos peut atteindre 15% de la perte totale de chaleur.
  • la conduction : elle correspond à l’échange de chaleur entre 2 objets qui se touchent, la chaleur allant de l’objet du plus chaud vers le plus froid. Elle ne représente que 3-4% de la perte totale de chaleur.
  • l’évaporation : elle correspond à la perte de chaleur par la perte d’eau, aussi bien de manière incontrôlée par la respiration ou à travers les pores de la peau par diffusion, que de manière régulée par la transpiration. Au repos, environ 25% de la chaleur est perdue par évaporation.
Mise en évidence de la radiation comme moyen d'évacuation de la chaleur. À gauche : photo normale, à droite : image infrarouge qui reflète les pertes de chaleur (donc les endroits chauds) par radiation. Je vous laisse deviner quelle tasse contient de l'eau chaude... (indice : le nez est plutôt froid). Image issue d'une vidéo explicative sur la radiation de la NASA (visible ici : http://www.nasa.gov/externalflash/wise/index.html )

Mise en évidence de la radiation comme moyen d’évacuation de la chaleur. À gauche : photo normale, à droite : image infrarouge qui reflète les pertes de chaleur (donc les endroits chauds) par radiation. Je vous laisse deviner quelle tasse contient de l’eau chaude… (indice : le nez est plutôt froid). Image issue d’une vidéo explicative de la NASA sur la radiation (visible ici : http://www.nasa.gov/externalflash/wise/index.html ).

Les mécanismes de radiation, convection et de conduction dépendent principalement de la différence de température entre le corps et l’extérieur. Plus la différence est grande, plus ces mécanismes sont efficaces. Au contraire, quand il fait chaud, la différence de température entre l’air et le corps diminue, ce qui réduit l’évacuation de la chaleur par ces mécanismes. Au-delà de 36?C, la relation s’inverse même : c’est le corps qui reçoit de la chaleur ! Heureusement, nous disposons de mécanismes actifs pour augmenter l’évacuation de la chaleur.

Mécanismes de régulation de la température corporelle

Ces mécanismes sont des mécanismes actifs de régulation, c’est-à-dire que c’est le corps qui contrôle leur activation (au contraire, vous ne pouvez pas par exemple contrôler vos échanges de chaleur par radiation, c’est un principe physique valable pour tout corps chaud). Voyons plus en détail ces 2 mécanismes de régulation.

Transpiration

La transpiration correspond à l’évacuation de chaleur par la sueur. La sudation est déclenchée lorsque le corps n’arrive pas à évacuer la chaleur par les autres mécanismes, par exemple quand il fait trop chaud (les autres mécanismes devenant inefficaces), quand on fait de l’exercice (le corps devenant plus chaud) ou les deux ! Le corps adapte le taux de transpiration selon la situation, souvent entre 1 et 2,5 L/h, mais celui-ci peut atteindre 3,5L/heure en condition extrême !

Vasodilatation cutanée

La vasodilatation est la dilatation des vaisseaux sanguins. Ainsi, la dilatation des vaisseaux proches de la peau permet d’augmenter l’évacuation de la chaleur vers la périphérie du corps et les échanges avec l’extérieur. Au contraire, quand il fait froid, la vasoconstriction des vaisseaux cutanés permet de réduire la circulation vers l’extérieur et de limiter ainsi les pertes de chaleur.

Quand nous courons, beaucoup de chaleur pour peu d’énergie !

Quand notre corps transforme l’énergie chimique des glucides, lipides ou protéine en énergie mécanique pour courir, le rendement est de seulement 25%, ce qui signifie que 75% de l’énergie est transformée en chaleur. Pour éviter de surchauffer, le corps a donc besoin d’évacuer cette chaleur, depuis l’intérieur (les muscles notamment) vers l’extérieur (l’air). Cette chaleur est d’autant plus dure à évacuer que la température extérieure est élevée, puisque les mécanismes qui reposent sur la différence de température (convection, radiation, conduction) sont inefficaces. La chaleur est alors principalement évacuée par la transpiration. Cependant, quand l’air est humide, celui-ci est moins prompt à accepter davantage d’humidité, l’évacuation de la chaleur est alors diminuée. Un environnement chaud et humide est donc particulièrement hostile à tout effort.

Attention au coup de chaleur

Le coup de chaleur est défini par une température corporelle supérieure à 40?C. Lors d’un exercice, il est souvent dû à une production excessive de chaleur que le corps n’arrive pas à évacuer. La balance énergétique « production de chaleur – évacuation » n’est pas équilibrée et le corps accumule de la chaleur au cours de l’exercice, entraînant une hausse de la température corporelle. Le corps prévient normalement le coup de chaleur en forçant à ralentir l’allure, mais une dysfonction de cette régulation peut entraîner un coup de chaleur.

Les symptômes de l’hyperthermie

Les symptômes d’un coup de chaleur sont nombreux : fatigue et/ou soif intense, muscles tendus et douloureux, frissons, maux de tête, nausées et vomissements. Le coup de chaleur peut également être accompagné d’un arrêt de la sudation, avec une peau très chaude et sèche.

Que faire en cas de coup de chaleur ?

Tout d’abord, coupez net votre effort (ou dites à la personne victime d’un coup de chaleur de s’arrêter immédiatement). Ensuite, il n’y a pas de remède miracle : il faut essayer de se refroidir au maximum. Tous les moyens sont bons : se mettre à l’ombre pour éviter les rayons du soleil, à un endroit ventilé pour maximiser les échanges par convection, s’asperger d’eau, enlever les vêtements qui limitent les échanges de chaleur avec l’air.

Baisse de la performance avec la chaleur

Vous en avez certainement fait l’expérience, courir quand il fait chaud est difficile, les sensations sont moins bonnes et les performances souvent à la baisse.

Baisse des temps en compétition

Le graphique ci-dessous, tiré d’une étude d’Ely et al. (2007), montre la baisse de performance en fonction du temps mis sur marathon avec des conditions climatiques différentes. L’indice WBGT ne correspond pas directement à la température mais intègre plusieurs paramètres comme la température bien sûr, mais aussi l’humidité, le rayonnement solaire, ou encore le vent. Plus l’indice WBGT est élevé, plus les conditions sont difficiles.

Impact de la chaleur sur les performances en course à pied

Impact de la chaleur sur les performances en course à pied. Plus l’indice WBGT est élevé, plus les conditions climatiques sont difficiles. On remarque que les meilleurs marathoniens (autour de 130-140 minutes) sont peu touchés par la chaleur. Au contraire, un coureur en 3h peut voir sa performance baissée de plus de 10% en conditions difficiles. D’après Ely et al. (2007).

On remarque clairement la baisse de performance sur marathon (axe vertical) quelque soit le temps final. Assez logiquement, la baisse de performance est d’autant plus marquée que les conditions sont difficiles (l’indice WBGT de 25 correspond aux conditions les plus difficiles). Cependant, les coureurs les plus lents sont les plus touchés par la baisse de performance. Ainsi, les coureurs les plus rapides ne perdent pas plus de 3% par rapport à leur performance par temps frais. Au contraire, un coureur qui met 3h en temps normal peut perdre jusqu’à 12% par temps chaud, soit plus de 20 minutes ! Établir un record personnel par temps chaud est donc un sacré challenge !

Comment expliquer que les coureurs les plus lents soient les plus affectés ? Plusieurs explications sont possibles :

  • les coureurs les plus lents passent plus de temps exposés à la chaleur;
  • les coureurs les plus rapides sont physiologiquement mieux adaptés à la chaleur;
  • il y a plus de coureurs lents, donc les coureurs sont souvent en groupe, à proximité des autres, ce qui gêne les mécanismes de régulation de la chaleur. Ainsi, l’évacuation de la chaleur par convection pourrait être diminuée de plus de 50% en courant en groupe [Freitas et al. 1985]. Au total, la contrainte due à la chaleur pourrait être 3 fois supérieure en courant en groupe par rapport à une course solitaire.

Raisons possibles de la baisse de performance

La baisse de performance quand il fait chaud semble inévitable. Pourquoi ? Tout d’abord, la sensation de pénibilité augmente quand il fait chaud, ce qui n’est pas propice à la performance. Par ailleurs, la vasodilatation cutanée, nécessaire pour évacuer la chaleur, augmente la circulation sanguine superficielle et réduit donc celle au niveau des muscles. Les muscles reçoivent donc moins de sang, donc moins d’oxygène à utiliser pour produire de l’énergie.

Autre raison : l’élévation de température est liée à l’intensité de l’effort, puisqu’une grand partie de l’énergie produite est perdue sous forme de chaleur. Plus on court vite, plus on produit de la chaleur qu’il faut évacuer. En effet, le corps prévient toute surchauffe en forçant à ralentir l’allure. Quand il fait chaud, l’évacuation de la chaleur est plus difficile, la température corporelle monte donc plus haut pour un même effort et notre corps nous force à ralentir plus tôt.

Au final, courir par forte chaleur n’est pas propice à la performance, mais ce n’est pas une raison pour ne pas s’entraîner, surtout que l’organisme s’adapte à la chaleur, comme nous le verrons dans un prochain article 😉

Mise à jour : accédez directement à l’article sur l’acclimatation à la chaleur et des conseils pour courir quand il fait chaud

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