Pourquoi un cheval qui consomme trop durant le parcours peine à finir

Courses / 09.12.2020

Pourquoi un cheval qui consomme trop durant le parcours peine à finir

Amandine Aftalion est directrice de recherche au C.N.R.S. Quentin Mercier est ingénieur. Leur publication – basée sur le tracking – permet de mieux comprendre pourquoi (physiologiquement) certains chevaux ont du mal à finir. Des travaux qui pourraient devenir une première étape vers des outils d’aide à l’entraînement.

Par Emmanuel Rivron

Depuis de nombreuses années désormais, les athlètes de haut niveau – et même les sportifs du dimanche ! – déterminent un programme d’entraînement et des objectifs à atteindre. Notamment grâce à leurs résultats de VO2. Derrière ce terme se cache la quantité d’oxygène transportée par minute vers les muscles. Plus cette valeur est élevée, meilleure sera la performance théorique. Les tests de VMA – dit de Cooper – caractérisent la vitesse maximale aérobie. Ces outils permettent aux sportifs de connaître leur valeur, d’une grande utilité pour une préparation physique personnalisée.

Et pour les chevaux, qu’en est-il vraiment ? La difficulté est de mesurer cette VO2 pour les équidés. Certes, quelques études ont été faites sur des tapis à l’aide de masques mais aucun test sur piste n’a été réalisé sur des pur-sang de course. Il est toutefois admis que les chevaux ont eu une capacité aérobie élevée, en raison d’une grande capacité de transport et d’extraction d’oxygène. Ils atteindraient également l’absorption maximale d’oxygène, beaucoup plus rapidement que les humains, sans savoir toutefois à quel moment de la course cette VO2 commence à diminuer et si elle oscille autour d’une valeur moyenne.

Le tracking de la P.S.F. de Chantilly comme base. Ainsi, Amandine Aftalion et Quentin Mercier ont mené une étude très technique grâce à des modèles mathématiques qui se basent sur des données tracking prises fin 2019 à l’occasion de courses sur la P.S.F. de Chantilly. L’étude de cette directrice de recherche au C.N.R.S. a été publiée le 2 décembre par Plos One, revue scientifique américaine de haut niveau. L’objectif de cette publication détaillée est de fournir un modèle mathématique capable de prédire comment un pur-sang doit réguler sa vitesse au cours d’une course afin d’optimiser sa performance, en fonction de la topographie de la piste. Le résultat de l’étude a été catégorisé en trois parcours et catégories d’âge différent, sur une P.S.F. standard : le tracé de 1.300m sur des courses de 2ans, de 1.900m pour des 3ans et de 2.100m pour des 4ans.  

De l’incidence de la VO2 max. L’étude montre notamment que la valeur maximale de VO2 (VO2 max) du cheval est atteinte 20 à 30 secondes après le départ, soit beaucoup plus rapidement que l’être humain. La diminution de la VO2 et l’augmentation de la vitesse en fin de course ont lieu simultanément. Plus le cheval peut maintenir sa VO2 max, meilleures seront ses performances. Le lancement du sprint est optimal quand la VO2 commence à diminuer, lors des longues courses notamment.

Forte consommation d’énergie anaérobie en début et fin de course. De plus, une attention toute particulière a été portée à l’énergie consommée par le compétiteur. Il a été remarqué qu’une forte consommation d’énergie anaérobie (pour l’explosivité) est utilisée en début de course, afin d’atteindre son VO2 max, et en fin de course. Un poulain de 2ans mettra plus de temps à atteindre sa VO2 max. En comparaison, le cheval de 1.900m possède une VO2 max plus élevée et a ainsi besoin de moins d’énergie anaérobie pour maintenir sa vitesse. Plus l’équidé aura une VO2 max élevée, moins il aura à utiliser d’énergie anaérobie.

Des applications. Enfin, la topographie d’un parcours influe beaucoup sur la stratégie de vitesse à appliquer, pas seulement localement au niveau du virage ou de la montée, mais plus globalement sur l’ensemble de la course. En conséquence, une bonne connaissance du parcours est primordiale pour adopter la meilleure stratégie possible, savoir quand accélérer et comment préserver l’énergie du galopeur. En somme, il s’agit de quantifier et d’affiner des notions que bien des hommes de chevaux appréhendent de manière empirique. Ainsi, à l’avenir, la connaissance de la VO2 de chaque cheval pourrait représenter une aide précieuse pour l’entraîneur, en l’aidant à mieux choisir la distance et le profil des parcours sur lequel présenter son pensionnaire. Un bon complément de son ressenti et de celui du jockey.

Pour accéder à l’étude complète,cliquez ici.

Amandine Aftalion : « Développer une application pour les entraîneurs afin d’améliorer la VO2 de leurs chevaux »

Directrice de recherche au C.N.R.S. et travaillant dans un laboratoire de l’Ehess (école des hautes études en sciences sociales), Amandine Aftalion nous explique les tenants et aboutissants de cette étude.

Jour de Galop. – Pourquoi avez-vous orienté des études mathématiques sur les courses de chevaux ?

Amandine Aftalion. – Mathématicienne, je suis spécialiste d’équations. Je m’étais rendu compte que les outils étaient utilisables pour les courses à pied. Le modèle développé est capable d’envisager tous les sports d’endurance. Tout le modèle repose sur les données disponibles. Sur les chevaux, les données GPS d’une excellente précision, grâce au tracking, permettent une étude beaucoup plus poussée que sur les humains. Il faut savoir que le système de tracking Mc Lloyd utilisé est d’une extrême précision, le seul de ce niveau sur tout le marché sportif. À partir du moment où nous mettons en place la mécanique équivalent au sport, toute la partie énergétique fonctionne de la même manière. Il y a deux sources énergétiques, la respiration et l’anaérobie [production d’énergie sans aucun apport d’oxygène, ndlr]. Il s’agissait d’avoir des datas qui permettaient de déterminer les paramètres physiologiques correspondant aux athlètes, qu’ils soient chevaux ou humains. Le modèle est extrêmement précis et va prendre en compte la VO2 à chaque instant. Jusqu’alors, la V02 n’était pas connue sur les chevaux de course. Il existe certes des masques pour mesurer cette VO2 mais cela n’a jamais pu être fait en compétition.

En pratique, sur quel échantillon de course a eu lieu cette étude très poussée ?

Avec Quentin Mercier, ingénieur financé par l’Amies (agence pour les mathématiques en interaction avec l’entreprise), nous avons pris ces données sur des courses se disputant sur la piste en sable de Chantilly, l’hiver dernier. Nous avons identifié un cheval par course, qui n’est pas forcément le gagnant mais plutôt un compétiteur qui n’a pas eu trop d’interactions dans la course. Il fallait choisir des chevaux relativement indépendants dans leur façon de courir, avec une anonymisation des compétiteurs, demandée par France Galop.

Les conclusions sont multiples mais quelles en sont les principales ?

Les informations sur l’évolution de la VO2 sont très intéressantes. Cela peut fournir des indications aux entraîneurs sur les différentes aptitudes des chevaux sur certaines distances. L’autre information importante concerne les virages et les pentes. Dans un virage, un cheval ralentit, lié à la force centrifuge. La stratégie, sur deux courses de même distance, ne sera pas la même en fonction des virages, des pentes et de la position des courbes. Par exemple, une montée en fin de course n’a pas le même effet sur le temps final qu’une montée en début de parcours. Une côte dans les premiers mètres est très dure puisque c’est le moment où le cheval accélère. Il atteindra alors sa vitesse de croisière beaucoup plus lentement. Ce scénario va nécessiter un cheval beaucoup plus puissant. Une montée en milieu de parcours est finalement le scénario le moins impactant sur le temps final. De plus, la force de propulsion est très importante pour parvenir à faire la différence dans les virages. En changeant de place les virages et les montées, nous avons ainsi des effets sur le temps final. Si on pousse un cheval trop fort par rapport à ses capacités sur des montées ou des virages, il risque d’avoir du mal à finir la course. Cela peut fournir également des informations sur la construction d’un nouvel hippodrome ou d’un nouveau tracé. 

Quel bilan avez-vous tiré sur l’anaérobie ?

L’anaérobie sert à accélérer en début de course car l’oxygène met plus de temps à se mettre en en route. Le cheval démarre donc la course en anaérobie, poursuit en aérobie et la fin de course nécessite de nouveau l’anaérobie, raison pour laquelle il ne faut pas accélérer trop fort en début de course. Si le cheval utilise trop son stock anaérobie en début de course, il n’y en aura plus assez à utiliser à la fin, d’où un fort ralentissement dans les derniers mètres.

Quelles extensions pourraient être apportées à votre étude ?

Dans le modèle, nous n’avons pas encore mis en place l’interaction entre deux chevaux. Le modèle fonctionne pour une stratégie à peu près optimale de course, comme si les chevaux couraient tout seuls, ce qui n’est pas le cas d’une vraie compétition. Chez l’humain, le modèle d’interaction fonctionne bien. Il prend en compte le phénomène d’aspiration qui fait consommer moins d’énergie à l’athlète. Au niveau de la modélisation mathématique, c’est un peu comme si nous étions accrochés à l’athlète devant nous, sans avoir à réfléchir. Quand le compétiteur est doublé par un adversaire, il n’est plus dans cette situation. Dès qu’il est dépassé, il ne peut pas raccrocher le wagon de suite. Il reste scotché sur place avant que cela arrive au cerveau qui donne alors le signal de rattraper. Il y a un temps de retard à la réaction avant de pouvoir bénéficier de cette attraction. Mathématiquement, c’est assez dur à mettre en place dans les équations mais nous y sommes parvenus. Cela dit, c’est assez long et assez coûteux. Ces deux paramètres tiennent un peu compte des données psychologiques. Ce serait la partie suivante à développer. L’autre point serait de développer une application pour les entraîneurs afin qu’ils puissent utiliser tout seuls ces données et intervenir sur le programme à mettre en place pour améliorer la VO2.