Course à pied
  • Recherche

L’optimisation du rythme chez les coureurs

La course à pied, à laquelle on reconnaît de nombreuses vertus, a été prisée durant les derniers confinements. Elle se décline en plusieurs distances que l’on pourra admirer lors des Jeux Olympiques de Tokyo, avec à la clé de possibles nouveaux records du monde.

Et si les stratégies des champions pouvaient devenir accessibles à tous les coureurs ? Grâce à un modèle mathématique extrêmement raffiné, Amandine Aftalion, chercheuse du CNRS au Centre d’analyse et de mathématique sociales (CNRS/EHESS), et Emmanuel Trélat, professeur à Sorbonne Université au Laboratoire Jacques-Louis Lions (CNRS/Sorbonne Université/ Université de Paris) déterminent comment les coureurs doivent optimiser au mieux leur rythme afin de réaliser la meilleure performance et proposent un calcul approché de la vitesse sur des courses longues en fonction des paramètres physiologiques. Ces travaux sont publiés dans Journal of Mathematical Biology le 1er juillet 2021.

Le modèle mathématique développé par Amandine Aftalion et Emmanuel Trélat repose sur un problème de contrôle sur la force de propulsion (et donc la vitesse) afin d’optimiser la dépense énergétique et le temps final. Les équations prennent en compte la mécanique et l’énergie du coureur, notamment sa consommation maximale d’oxygène (VO2 max) et son stock d’énergie anaérobie, en les faisant intervenir dans un système d’équations différentielles reliant la vitesse, l’accélération, la force de propulsion, le contrôle moteur et la motivation du coureur, ce qui permet de déterminer, à travers les coûts et les bénéfices, la meilleure stratégie de course. Un pas important a été franchi dans la modélisation puisque les chercheurs arrivent à mettre en équation la motivation et le contrôle moteur, c’est-à-dire la variation de la production de mouvement due à la commande neuronale.

La nouveauté pour les courses longues (au-dessus de 1500m) est d’utiliser un théorème mathématique abstrait permettant une détermination de la vitesse de manière simple : une phase d’accélération jusqu’à une vitesse de pointe, une partie centrale de course dont on sait déterminer la valeur en fonction de l’économie de course, l’énergie anaérobie, la musculature du coureur et une phase finale d’accélération. Si le départ est trop fort par rapport aux capacités de l’athlète, alors la réaction cérébrale finale n’est plus possible de façon optimale. Cela se voit sur les simulations et peut être quantifié. C’est un phénomène bien connu des sportifs en compétition.

Ce calcul simplifié de vitesse pourrait conduire à une application d’aide à la course. En effet, si on a accès aux données de course d’un coureur et à sa VO2 max, le modèle mathématique permet de calculer tous les paramètres physiologiques, comme la force maximale de propulsion, l’énergie anaérobie, et prédire la stratégie optimale sur les longues distances. Il permet aussi de gérer les montées ou les descentes, avec des calculs relativement simplifiés.


Bibliographie
"Pace and motor control optimization for a runner". Journal of Mathematical Biology, Amandine Aftalion, Emmanuel Trélat, le 1er juillet 2021.

Contacts

Amandine Aftalion

Chercheuse CNRS

Emmanuel Trélat

Professeur Sorbonne Université

À la Une

Toutes les démarches sont dématérialisées. Les campus ne sont pas accessibles avant le 13 septembre.

Pour tout renseignement appelez le Fil Jaune : 0 805 360 804 (appel gratuit) (du lundi au vendredi, de 10h à 17h)

Rentrée 2021

Vous trouverez sur cette page les indications relatives au parcours de rentrée étape par étape, pour bien débuter votre année universitaire à la Faculté des Lettres de Sorbonne Université.



La marche à rebours

Par Françoise Thom

Regards sur l'histoire soviétique et russe

Siah Armajani, pragmatisme et anarchie (1957-1988)

Par Valérie Mavridorakis

Découvrir la Faculté des Lettres en 8 vidéos

Nouvelle série de 8 vidéos présentant l'essentiel à savoir pour la rentrée en Faculté des Lettres, à l'attention de toutes les nouvelles étudiantes et étudiants.

Graduate

25 000

Étudiantes et étudiants

1 200

Enseignantes et enseignants

720

Personnels

Formations

Découvrez toute notre offre de formation

Médecine

La faculté de Médecine assure l’enseignement des 3 cycles d’études médicales : de la PASS (intégrée à la faculté) au 3e cycle incluant des DES, DESC, DU et DIU. Les enseignements sont dispensés principalement sur deux sites : Pitié-Salpêtrière et Saint-Antoine. La faculté dispense également des enseignements paramédicaux : l’orthophonie, la psychomotricité et l’orthoptie. Le site Saint-Antoine intègre une école de sage-femme.

Etudier à
la faculté de Médecine

La diversité des étudiants et de leurs parcours est l’une de nos richesses. Sorbonne Université s’engage pour la réussite de chacun de ses étudiants et leur propose une large offre de formations ainsi qu’un accompagnement adapté à leur profil et à leur projet.

La vie associative

La diversité des étudiants et de leurs parcours est l’une de nos richesses. Sorbonne Université s’engage pour la réussite de chacun de ses étudiants.

21 393

usagers

17 527

étudiants

715

hospitalo-universitaires

12

centres de recherche

Chiffres-clés


Découvrir les dernières parutions

Toutes les parutions

Sorbonnavirus

Par Pierre-Marie Chauvin et Annick Clement

Regards sur la crise du coronavirus

La Rue qui nous sépare

Par Célia Samba

Les langues de la médecine

Par Pascaline Faure

La médecin

Par Karine Lacombe, Fiamma Luzzati

Une infectiologue au temps du corona

Le Cinéma intérieur

Par Lionel Naccache

Projection privée au cœur de la conscience

Face aux risques

Par Pascal Griset, Jean-Pierre Williot, Yves Bouvier

Une histoire de la sûreté alimentaire à la santé environnementale

Des formations riches et exigeantes

Recherche

Couvrant tous les champs de la connaissance en sciences et ingénierie, la Faculté des Sciences et Ingénierie soutient la recherche au cœur des disciplines, la recherche aux interfaces, le développement de partenariat avec les entreprises, et favorise l'émergence de nouvelles thématiques pour répondre aux grands enjeux  du XXIe siècle.

La vie à
la Faculté des Sciences et Ingénierie

Que ce soit sur le campus Pierre et Marie Curie, ou dans ses trois stations biologiques, à Banyuls, Roscoff et Villefranche, la Faculté des Sciences et Ingénierie constitue à la fois un lieu d'enseignement, de recherche et d'épanouissement intellectuel, où cours, conférences, colloques, congrès, expositions et autres manifestations scientifiques rythment la vie de ses étudiants et de ses personnels.

La vie associative à la faculté des Sciences et Ingénierie

Vie associative

Découvrez la vie associative de la Faculté des Sciences et Ingénierie.