La dépense énergétique
Introduction
Notre organisme dépense en permanence de l’énergie. Que ce soit pendant le sommeil, ou lors d’un effort cette dépense énergétique caractérise la vie. Au repos, l’énergie consommée est destinée au maintien de la température corporel, au fonctionnement des différents organes. On parle alors de métabolisme* énergétique pour symboliser l’activité énergétique de notre corps.
L’énergie mise en œuvre au repos ou à l’effort provient de l’alimentation. Les aliments sont soit utilisés directement par le métabolisme énergétique, soit mis en réserve pour être utilisé ultérieurement par les muscles ou les organes.
Par la suite notre organisme dispose de deux solutions pour utiliser son combustible énergétique. L’énergie chimique peut être métaboliser en énergie thermique et mécanique* avec ou sans oxygène. Le fonctionnement sans oxygène implique systématiquement une dette d’oxygène qui est remboursé après l’effort. Elle se caractérise par un essoufflement post effort. Pour évaluer la consommation énergétique on peut donc se baser sur la mesure de l’oxygène consommer. On considère que la consommation d’un litre d’oxygène représente une dépense énergétique de 5 kilocalories (kcal) ou 21 kilojoules (kj).
Si le joule est l’unité de mesure officielle depuis le 1 / 01 / 1978, la calorie est une mesure encore très employée et mieux connue du grand public.
1 kcal = 4.18 kj
Énergie des aliments ,d’après Berthelot :
- 1 gramme de glucide = 4.23 kcal
- 1 gramme de lipide = 9.52 kcal
- 1 gramme de protéine = 4.40 kcal
- Puissance (Watt) = travail (énergie) / temps
- 60 kcal / heure = 70 Watt
1 . Quelle consommation énergétique ?
La consommation énergétique de base qui correspond à celle qui est dépensé au repos sans activité physique se situe dans une fourchette de 1500 à 2500 kcal par jour. Le métabolisme de base dépend de la taille de l’individu et de sa masse musculaire. Il est bien évident qu’une personne qui dispose d’une masse musculaire importante et d’un faible % de masse grasse va consommer beaucoup plus d’énergie qu’un autre individu qui dispose d’un mauvais rapport masse maigre / masse grasse. On peut considérer qu’un sportif très entraîné aura un métabolisme énergétique de base plus élevé qu’un sédentaire. En effet, le muscle est un organe bien vivant qui à sa propre consommation énergétique. En revanche le tissu adipeux (masse grasse) ne consomme pas d’énergie puisqu’il s’agit d’une source d’énergie de réserve.
Lors d’une activité physique les besoins énergétiques du muscle et de certains organes se voient démultipliés. En effet, les contractions musculaires ont besoin d’un carburant qui permet leur mise en action, de même que le cœur voit sa dépense énergétique augmentée pour assurer l’augmentation du débit sanguin.
Il est possible d’estimer la consommation énergétique en contrôlant la fréquence cardiaque. Plus la fréquence cardiaque augmente et plus la dépense énergétique est importante. La consommation d’énergie est proportionnelle à la puissance de l’effort. Si au repos notre métabolisme représente une puissance de 70 Watts, il peut attendre des valeurs de 3000 à 5000 Watts au maximum de l’effort (sprint).
ACTIVITÉS | DÉPENSE EN Kcal/heure | Remarques |
Repos allongé. | 50 à 80 kcal / heure | 50 à 80 kcal / heure (fonction de votre taille, poids, âges) |
Ménage, bricolage. | 100 à 120 kcal / heure | |
Marche lente (4 km/h) | 50 à 200 kcal / heure | |
Marche rapide (6 km/h) | 200 à 300 kcal / heure | |
Footing (12 km/ h) | 700 à 800 kcal / heure | |
Cyclisme (25 km/h) | 400 à 600 kcal / heure | Variable selon vent, abris du vent, dénivelé. |
Cyclisme ( 30 km / h) | 600 à 800 kcal / heure | Variable selon vent, abris du vent, dénivelé. |
Compétition | 800 à 1200 kcal / heure | Variable selon votre niveau. |
En cyclisme la consommation peut être estimée entre 10 à 25 kcal par km sur terrain plat pour une vitesse entre 25 et 35 km/h
2. Dépense énergétique en cyclisme.
En cyclisme, la dépense énergétique n’augmente pas proportionnellement avec la vitesse dans la mesure ou une grande partie des forces mise en jeu pour avancer sont liées à la résistance de l’air. Or celle ci augmente au cube de la vitesse. Ce qui veut dire qu’en multipliant sa vitesse par deux, la résistance de l’air est multipliée par quatre. En plus de la résistance de l’air viennent s’ajouter des forces de frottements sur le vélo, entre les roues et le sol plus ou moins rugueux, et la gravité terrestre quand la route monte ou descend.
Compte tenu de l’importance de la résistance de l’air, on comprend pourquoi le cyclisme est une activité ou l’on tente de réduire la dépense énergétique avec différentes positions, ou encore en recherchant un abri.
On estime, qu’avec un vélo de route classique, avec les mains dans le creux du cintre, il faut une puissance mécanique de 300 à 350 W pour rouler à 40 km/h (1000 à 1200 kcal/h).
- Abris derrière un autre cycliste = 20 à 25 % d’économie.
- Abris dans un peloton = 30 à 50% d’économie.
- Abris derrière une voiture = 40 à 70% d’économie (300 à 600 kcal / h).
3 . Quelle dépense quotidienne.
Nous venons de voir que le métabolisme de base se situe autour de 2000 kcal / jour chez un cycliste entraîné. Compte tenu de la quantité d’entraînement hebdomadaire sa dépense énergétique aura considérablement augmentée par rapport à un sédentaire dont la dépense quotidienne se situerai autour de 2500 kcal / jour.
Le cyclisme comme la plupart des sports d’endurance implique une dépense d’énergie considérable qui en font une des caractéristiques principales à prendre en compte dans la préparation physique, l’entraînement et l’alimentation. Pour donner un exemple, prenons un cycliste qui totaliserait 10 000 km dans l’année. S’il venait à s’alimenter de la même manière sans effectuer un seul km, son poids pourrait théoriquement grimper de 25 à 30 kg. Même si dans la pratique on ne rencontre pas ce genre de situation, on comprend bien que les sports d’endurance sollicitent énormément le métabolisme énergétique.
Dans l’exemple ci dessus les dépenses énergétiques hebdomadaires sont augmentées de plus de 60%. La capacité énergétique est une qualité de base pour les coureurs cyclistes, elle est au cycliste ce qu’est le réservoir d’essence à une voiture.
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