Evolution des performances sportives et lois universelles du monde du vivant

L’évolution des performances des sportifs est soumise à des lois physiologiques inhérentes à l’espèce humaine et au vivant.

Geoffroy Berthelot et Stéphane Len, chercheurs de l’IRMES (Institut de Recherche biomédicale et d'Epidémiologie du Sport placé sous la tutelle de l’INSEP, l’Inserm, l’AP-HP, et l’Université Paris Descartes), publient cette semaine dans la revue Age, un article présentant l’évolution des courbes de performances de sportifs de haut niveau et de grands maitres d’échecs.

Dans la continuité des travaux menés en épidémiologie du sport au sein de ce laboratoire, cette étude tend à montrer que l’évolution des performances des individus est liée à des lois universelles structurant le monde du vivant.

Les paramètres physiologiques qui caractérisent les capacités humaines (se déplacer, sereproduire ou exécuter des tâches) évoluent dès la naissance, dans un parcours décliné de la conception à la mort. Les aptitudes physiques et intellectuelles suivent le même modèle : les performances de chaque individu sont limitées à la naissance, puis augmentent pour atteindre un maximum avant de décroitre jusqu’au décès.

Fort de ces constats, Geoffroy Berthelot et Stéphane Len ont modélisé les carrières de plus de 2000 sportifs de haut-niveau (pris dans un panel de 25 disciplines olympiques) et de grands maîtres d’échecs. Ils démontrent une relation simple entre l'évolution des performances maximales et l'âge des individus.

En natation, au top à seulement 21 ans

Des résultats homogènes reflétant la particularité de chaque discipline

Les résultats de cette étude reprennent et valident certaines lois décrites par DH Moore : l’évolution des performances d’un individu, tout au long de sa vie, suit une courbe de croissance exponentielle jusqu’à atteindre un pic avant de décliner irrémédiablement suivant une 2ème exponentielle inversée. Le pic est atteint en moyenne à l’âge de 26,1 ans pour les disciplines étudiées : l'athlétisme (26 ans), la natation (21 ans) et les échecs (31,4 ans).

Pour chaque ensemble de données, on remarque que la courbe d’évolution est représentative de 91,7% de la variance au niveau individuel et de 98,5% au niveau de chaque épreuve sportive.

Ces mêmes cycles sont d’ailleurs observables pour d’autres paramètres physiologiques tel que le développement de la fonction pulmonaire ou le développement des capacités cognitives, mais aussi à l’échelle des cellules, des organismes et des populations, reflétant les propriétés fractales de ces lois.

Des performances liées à l’évolution technique et à la consommation d’énergie

Cette étude met aussi en évidence le fait que l’évolution technique et la consommation d’énergie ont fortement influencé les performances des individus. Les tendances analysées sont en réalité soutenues par l'utilisation de sources d'énergie domestiques (électricité, gazou carburants) qui impactent les modes de vie de chacun.

Cela signifie que les pics observés en athlétisme, en natation et aux échecs nécessitent des apports énergétiques élevés, individuellement comme pour l’espèce, et qu'ils ont augmenté proportionnellement au cours du dernier siècle pour atteindre les valeurs d’aujourd'hui.

Face à de possibles difficultés d’approvisionnement énergétique, ces relations laissent supposer que les performances maximales des générations concernées pourraient, en ce cas, être amenées à diminuer.

Vers une estimation de l’espérance de vie des individus ?

Cette étude, à la suite des 5 précédentes, suggère que l’évolution technique, la consommation d’énergie et le développement ont fortement influencé les performances des individus.

Ceux-ci ont considérablement augmenté au cours du dernier siècle pour atteindre les valeurs d’aujourd'hui. A terme, la modélisation de l'évolution des performances avec l'âge peut être étendue à l’ensemble des individus et conduire à une estimation de leur espérance de vie.

De nouvelles recherches permettront d’affiner ces modèles descriptifs pour les appliquer à d’autres domaines de l’activité humaine (scientifiques, économiques, écologiques…), tester leur viabilité et, peut-être, préciser les rapports de l’homme à son environnement.

Référence

Exponential growth combined with exponential decline explains lifetime performance evolution in individual and human species

Geoffroy Berthelot, Stéphane Len, Philippe Hellard, Muriel Tafflet, Marion Guillaume, Jean-Claude Vollmer,  Bruno Gager, Laurent Quinquis, Andy Marc, Jean-François Toussaint

Age, juin 2011 

Afin de faire évoluer les connaissances concernant la pratique sportive et la santé, les Ministères de la Santé et des Sports, l’Université Paris Descartes, l’Assistance Publique – Hôpitaux de Paris (AP-HP), l’Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM) et l’Institut National du Sport et de l’Expertise et de la Performance (INSEP) ont créé l’Institut de Recherche bioMédicale et d’Epidémiologie du Sport (IRMES). Ses axes de recherche portent notamment sur l’épidémiologie de la performance, la physiopathologie du sport de haut niveau et sur les bénéfices sanitaires de l’activité physique ou sportive.

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