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Jean-François Cliche
Le Soleil
Jean-François Cliche
Il y aurait en principe un petit «surplus» à fournir pour aller plus vite, puisque ce que les physiciens appellent énergie cinétique (ou énergie de mouvement, si l’on préfère) augmente avec le carré de la vitesse.
Il y aurait en principe un petit «surplus» à fournir pour aller plus vite, puisque ce que les physiciens appellent énergie cinétique (ou énergie de mouvement, si l’on préfère) augmente avec le carré de la vitesse.

10 km de marche et 10 km course : la même dépense d’énergie?

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SCIENCE AU QUOTIDIEN / «J’ai débattu de la question suivante avec mes collègues au travail, mais on n’est pas parvenu à s’entendre : est-ce que, pour une distance donnée, on dépense la même quantité d’énergie (donc de calories) à la course et à la marche? À mon avis, faire 10 km en une heure ou en trois heures ne fait pas de différence : la dépense énergétique est la même, mais elle s’étale juste sur une période plus ou moins longue. Mais pour mes collègues, plus la vitesse est grande, plus la dépense l’est aussi, même à distance égale. Alors qui a raison ?», demande Candide Caron.

En théorie, mais vraiment dans la plus pure théorie, les lois de la physique donnent raison à Mme Caron : déplacer un objet sur une distance X ne demande pas plus d’énergie si on le fait rapidement que si on prend son temps. L’énergie sera «brûlée» plus rapidement si la vitesse est grande, mais on aura besoin de maintenir la puissance pendant moins longtemps, ce qui reviendra finalement à la même dépense.

Il y aurait en principe un petit «surplus» à fournir pour aller plus vite, puisque ce que les physiciens appellent énergie cinétique (ou énergie de mouvement, si l’on préfère) augmente avec le carré de la vitesse. Cela signifie que pour atteindre une vitesse deux fois plus grande, il faut dépenser quatre fois plus d’énergie, multiplier la vitesse par trois en demande neuf fois plus, et ainsi de suite. Sauf que cela vaut surtout pour l’accélération initiale, si bien que sur une distance de 10 km, l’effet serait négligeable.

Certes, me diront certains, cela implique par ailleurs que la résistance de l’air augmente elle aussi avec le carré de la vitesse, «mais à 5 ou 10 km/h, ça ne fait pas une grosse différence», dit le physicien de Québec Yvan Dutil, qui m’a aidé à préparer cette chronique. Ce n’est pas pour rien qu’on ne voit jamais de marathonien dans des tenues aérodynamiques comme celles des cyclistes : si la friction de l’air est la principale résistance que l’on doit vaincre en vélo, elle est faible pour les coureurs (en-dessous d’une certaine vélocité, en tout cas).

«Mécanique» de l'exercice

Alors voilà pour la théorie. En pratique, cependant, la différence entre la marche et la course ne se résume pas qu’à une question de vitesse : contrairement à une voiture, par exemple, qui peut accélérer en faisant simplement le même mouvement (faire tourner ses roues) de plus en plus vite, passer de la marche à la course implique des changements dans la «mécanique» de l’exercice. Quand on marche, on a toujours au moins un pied au sol, alors qu’en courant, il y a toujours un bref instant entre deux foulées où l’on se trouve suspendu dans les airs.
Pour cette raison et pour d’autres (équilibre, récupération d’énergie, etc.), la course «coûte» plus cher en calories que la marche, même à distance égale. Dans les années 1990, une étude parue dans le Journal of Experimental Biology a fait courir et marcher cinq personne afin de calculer le travail fourni pour vaincre la gravité, faire bouger les bras et les jambes, etc., le tout en tenant compte de toute une série de facteurs comme la taille, le poids, la longueur des membres, etc. Ses auteurs ont trouvé que non seulement la dépense d’énergie est plus grande à la course pour une distance donnée, mais que la marche est plus efficace pour récupérer l’énergie dépensée.

«Les pertes d’énergie à l’intérieur du corps comptent pour beaucoup, résume M. Dutil. (...Et une autre chose qui fait une grosse différence), c’est de devoir continuellement lever et baisser ton centre de gravité pendant la course, avec des mouvements des bras et des jambes plus prononcés pour garder l’équilibre.»  

D’autres études ont testé la chose un peu différemment, soit en mesurant (à l’aide de masques qui analysent la composition chimique de l’air qui entre et sort des poumons) les quantités d’oxygène brûlées pendant l’effort. Par exemple l’une d’elles, parue en 2004 dans Medicine & Science in Sports & Exercise, a consisté à faire marcher 1600 mètres à 1,4 mètre par seconde (m/s) à 24 volontaires, puis à les faire courir la même distance à 2,8 m/s. Résultat : à la marche, les participants ont brûlé en moyenne 81 calories (kcal) pour franchir un mile, contre 114 à la course — soit 41 % de plus, ce qui est quand même considérable.

Une autre étude plus récente parue dans le Journal of Strength and Conditioning Research est arrivée à des conclusions semblables, soit 27 % plus d’énergie dépensée à la course (sur 1600 m encore) pendant l’exercice, et 43 % en comptant les dépenses après l’exercice (le temps de récupérer).

Fait intéressant, et signe que c’est principalement la mécanique de la marche et de la course qui est ici en jeu, une autre étude encore a montré qu’une fois qu’on a délaissé la marcher pour se mettre à courir, la dépense ne s’accroît plus beaucoup si on augmente la cadence. En effet, ses auteurs ont fait courir deux fois 8000 m à 14 volontaires : une fois à un rythme équivalent à 70 % du «seuil anaérobique» (soit le degré d’effort à partir duquel l’oxygène respiré ne suffit plus à la tâche et où le corps doit recourir à la fermentation lactique pour obtenir plus d’énergie, ce qui n’est généralement pas soutenable plus de quelques minutes), et une autre fois à 95 % de ce seuil. Or lors de leur course plus rapide, malgré un effort nettement plus intense, les participants n’ont dépensé que 3,8 % plus d’énergie sur ces 8 km.

Bref, si la «mécanique» de la course fait dépenser plus d’énergie que celle de la marche, il semble qu’une fois cette mécanique adoptée, augmenter la vitesse ne change plus grand-chose.

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