Le blog du Prof
C’est une idée qui circule beaucoup, y compris chez des entraîneurs sérieux : les femmes sentiraient mieux leur corps. Elles auraient un accès plus fin à leurs signaux internes, donc une meilleure capacité à caler leur allure sur la sensation. Si c’était vrai, il faudrait en tirer les conséquences et cesser de donner les mêmes consignes aux uns et aux autres. Alors regardons ce que disent les données.
Une équipe américano-brésilienne vient de publier une étude qui attaque le problème par le bon bout. Plutôt que de demander aux coureurs ce qu’ils ressentent, elle mesure le plus petit écart d’effort qu’ils sont capables de détecter.
Le principe est emprunté à la psychophysique de Weber et Fechner : le seuil différentiel, c’est-à-dire la plus petite variation de stimulus qu’un individu sait détecter. Weber l’établit dès 1834 sur des poids soulevés, Fechner en fait une discipline en 1860. Ce qui est neuf, c’est de l’appliquer à l’effort et de le chiffrer en oxygène plutôt qu’en grammes. Cette filiation-là est récente : l’échelle de perception de l’effort vient de Borg dans les années soixante, et c’est l’école de Robertson à Pittsburgh qui a porté le seuil différentiel sur ergomètre.
Concrètement, on installe le coureur à une allure de référence, ici 70 % de VO₂max sur tapis, puis on lui demande d’aller chercher lui-même le premier cran au-dessus, celui où il se dit « ça y est, c’est plus dur ». Puis le premier cran en dessous. Il tape sur la main courante pour réclamer un ajustement, l’expérimentateur bouge la vitesse par pas de 0,1 km/h sans lui dire de combien, et on fige la dernière minute pour être sûr que la VO₂ est stabilisée. L’écart perçu est alors chiffré en points de pourcentage de VO₂max.
Soixante-quatre coureurs récréatifs sont passés par là, trente femmes à 48 ml·kg⁻¹·min⁻¹ de VO₂max en moyenne, trente-quatre hommes à 57. Le résultat tient en une ligne : 6,83 % de VO₂max chez les femmes, 6,23 % chez les hommes. Rien. Un d de 0,18, autant dire du bruit. Même chose pour le temps qu’il leur faut pour se décider.
Ce qui diffère, en revanche, c’est le moteur. Les femmes tournent tout au long des blocs à un niveau relatif plus élevé, trois points et demi de VO₂max au-dessus, avec une courbe de cinétique d’oxygène dont la forme n’est pas celle des hommes. Et c’est là, à mon sens, que se cache le vrai résultat. À sensation égale, à RPE égal, à seuil différentiel égal, elles travaillent plus haut dans leur propre réserve. Leur fréquence cardiaque monte d’ailleurs quand elles vont chercher le cran au-dessus, ce qui n’est pas le cas chez les hommes.
Dit autrement : elles ne perçoivent pas mieux, elles encaissent davantage pour la même sensation. Pas plus sensibles au changement de puissance relative, mais plus dures au mal. Je le formule comme une hypothèse et non comme une conclusion, parce que l’étude n’a pas été construite pour tester cela : c’est un résultat secondaire, sorti d’un modèle qui cherchait autre chose. Mais il mérite qu’on aille le vérifier pour lui-même.
Reste une observation que je trouve plus intéressante encore que la question du sexe : chez tout le monde, monter coûte plus cher que descendre. Il faut un changement plus ample, un point et demi de RPE en plus, une vingtaine de secondes de délibération supplémentaires, pour oser dire « c’est plus dur ». Descendre, on le sent tout de suite.
Les auteurs concluent que c’est le niveau d’entraînement, et non le sexe, qui façonne l’acuité perceptive. Je pense qu’ils ont raison. Mais je ne m’arrêterais pas là, parce que l’étude a été faite sur tapis, à une seule intensité, et que ces deux détails changent beaucoup de choses.
Le tapis n’est pas la piste
Sur tapis, la vitesse est subie. C’est l’expérimentateur qui la modifie, par crans qu’il a choisis, pendant que le coureur se contente de la constater. En course libre, ajuster son allure engage la cadence, l’amplitude, la posture, le souffle, tout ce qui fait qu’un coureur sait où il en est bien avant de regarder sa montre. On mesure donc, sur tapis, une version appauvrie de ce qu’on cherche. Il faudrait refaire ce protocole sur piste, allure pilotée par l’athlète, VO₂ portable. C’est faisable.
Et si on ne mesurait pas du tout la sensibilité ?
Vient ensuite le point qui me tracasse vraiment. L’article rappelle en passant un résultat obtenu chez des coureurs masculins entraînés : le plus petit écart perceptible vaut environ 6,1 % de VO₂max quand on travaille à 70 %, et seulement 4,2 % quand on travaille à 80 %. La lecture spontanée, c’est de dire qu’on devient plus fin quand on monte en intensité. J’en doute.
Plus on approche du plafond, moins il reste d’espace au-dessus. Le saut se resserre parce que la marge se resserre. Ce n’est pas la perception qui s’affine, c’est le terrain de jeu qui rétrécit.
| Le saut de perception n’est pas seulement une propriété du système perceptif. Il est inféodé à la réserve de puissance disponible au-dessus de l’allure testée. |
Si cette hypothèse tient, elle repose la question homme/femme dans des termes complètement différents. La réserve de puissance, c’est-à-dire l’écart entre la vitesse maximale que la mécanique musculaire autorise et la vitesse aérobie maximale, est en moyenne plus étroite chez la femme. Entre facile et moyen, et encore entre moyen et dur, il reste de la marge : on mesure bien quelque chose qui ressemble à de la sensibilité. Entre dur et très dur, on ne mesure plus rien de tel. On mesure le plafond. Et si le saut apparaît plus petit chez la femme dans cette zone, on conclura à une finesse perceptive supérieure alors qu’on aura simplement constaté qu’il ne lui reste pas de turbo. Ce n’est pas la même chose et il ne faut surtout pas confondre les deux.
Le petit diesel sans turbo
Le raisonnement ne s’arrête pas au sexe, il vaut pour l’entraînement. Prenez un coureur nourri au gros volume en zone 2, sans jamais rien au-dessus. Il a un moteur économique et aucune réserve mécanique. Ma prédiction est qu’il discriminera très bien entre facile et moyen, puisqu’il ne connaît que ça et qu’il y a passé des milliers d’heures, mais que tout se tassera dans un mouchoir de poche entre moyen et dur, faute d’espace disponible. On le prendra pour un fin percepteur. Il sera juste à l’étroit.
Ce qui veut dire qu’aucune comparaison entre deux groupes n’est propre si l’histoire d’entraînement n’est pas contrôlée. Un groupe de femmes et un groupe d’hommes ne diffèrent jamais seulement par le sexe.
Ce que je vais chercher dans les tests RABIT
La bonne nouvelle, c’est que les données existent déjà. Les tests RABIT font parcourir les quatre allures-sensations, facile, moyenne, dure, très dure. Il n’y a qu’à sortir, pour chaque palier, le pourcentage de VO₂max atteint et le pourcentage de fréquence cardiaque de réserve, puis à calculer les trois sauts successifs.
Et à les calculer deux fois. Une première fois en brut, en points de VO₂max, ce qui donne la mesure naïve, celle qui mélange allègrement sensibilité et réserve. Une seconde fois rapporté à l’étendue qui reste disponible au-dessus de l’allure de départ. Cinq points de saut chez quelqu’un qui en a trente devant lui, ce n’est pas le même événement perceptif que cinq points chez quelqu’un qui n’en a que douze. Si l’écart entre hommes et femmes s’évapore une fois cette normalisation faite, la réponse est donnée : ce n’était pas une différence de sensibilité, c’était une différence de réserve. S’il résiste, alors on tient quelque chose.
Pour trancher pour de bon, il faudra un plan intra-sujet, sur piste, avec la réserve de vitesse anaérobie en covariable et le volume d’entraînement des douze derniers mois en contrôle. Le sous-groupe le plus instructif sera celui que personne ne constitue jamais : des femmes à grosse réserve comparées à des hommes à petite réserve. C’est le seul appariement qui sépare enfin le sexe de la réserve.
Un dernier point de méthode, qui vaut aussi pour l’étude dont je viens de parler. On ne démontre jamais l’absence de différence avec un p supérieur à 0,05. On la démontre avec un test d’équivalence, contre une borne fixée à l’avance : de combien faudrait-il que les sauts diffèrent pour que cela change quoi que ce soit à ce que je prescris à l’entraînement ? Un point de VO₂max ? Deux ? Cette borne-là, c’est la physiologie qui la donne, pas la statistique.
Deux mots sur le seuil bêta, parce que tout se joue là (pour ceux qui veulent aller plus loin mais ce sont les vacances !!)
On peut se tromper de deux façons dans un test statistique. Voir une différence qui n’existe pas, c’est l’erreur de type I, celle que le fameux seuil à 5 % est censé contenir, et tout le monde la connaît. Passer à côté d’une différence bien réelle, c’est l’erreur de type II, le fameux bêta, qu’on fixe d’ordinaire à 20 %. La puissance de l’étude, c’est son complément : 1 moins bêta. Alpha protège des fausses découvertes, bêta protège des fausses tranquillités, et c’est presque toujours le second qu’on néglige.
Faites le calcul sur l’étude en question. Il tient en une ligne d’algèbre, une fois qu’on a vu d’où elle vient. Un test compare un signal à du bruit : le signal, c’est l’écart entre les deux moyennes ; le bruit, c’est l’erreur standard de cet écart, qui vaut σ√(2/n) quand on dispose de n sujets par groupe. Le rapport des deux, ce qu’on appelle le paramètre de non-centralité, vaut donc λ = d √(n/2). Pour conclure, il faut que ce λ franchisse deux obstacles à la fois : le seuil critique fixé par alpha, soit 1,96 en bilatéral à 5 %, et une marge supplémentaire de 0,84 pour que la distribution sous l’hypothèse alternative tombe du bon côté quatre fois sur cinq. On isole n et il ne reste que ceci.
n = 2 (z₁₋α/₂ + z₁₋β)² / d²
Le reste est de l’arithmétique. 1,96 plus 0,8416 font 2,8016 ; au carré, 7,849 ; multiplié par deux, 15,698 ; divisé par 0,18², c’est-à-dire 0,0324, on obtient 484,5. Soit 485 sujets par groupe. J’ai vérifié en exact, avec la loi de Student non centrée plutôt que l’approximation normale : la puissance atteint 0,7996 à 485 et 0,8004 à 486. L’approximation se trompe d’un sujet, autant dire de rien. Et si l’on voulait 90 % de puissance au lieu de 80, il faudrait passer à 650 par groupe.
Le calcul inverse est plus parlant encore. Avec leurs effectifs réels, trente et trente-quatre, la non-centralité vaut 0,72 et la puissance du test tombe à 11 %. Si un écart de 0,18 existait vraiment dans la population, ils avaient donc 89 chances sur 100 de ne pas le voir. Leur p à 0,82 n’est pas une information sur l’absence de différence, c’est une information sur la taille de leur échantillon. Le plus petit effet qu’ils pouvaient espérer détecter avec quatre chances sur cinq était de 0,71, c’est-à-dire un effet franc. Tout le reste était condamné d’avance. Les auteurs le disent d’ailleurs eux-mêmes, ce qui est à leur honneur, et cela n’enlève rien à la qualité de leur travail : c’est la structure du problème qui veut ça.
Deux détails de cette formule méritent qu’on s’y arrête. Le d au dénominateur y figure au carré : diviser par deux l’effet que l’on cherche multiplie par quatre l’effectif nécessaire. Fixer à l’avance la borne d’effet minimal pertinent n’est donc pas une coquetterie méthodologique, c’est la variable qui décide si l’étude est faisable ou non. Quant au facteur 2 du numérateur, il vient de ce que deux groupes indépendants apportent chacun leur variance.
Et c’est précisément ce facteur 2 qui saute en plan apparié, où il devient 2(1−r), avec r la corrélation entre les mesures répétées d’un même sujet. Avec un r de 0,6, le même écart de 0,18 ne demande plus mille coureurs mais environ deux cents. Quand chaque athlète devient son propre témoin, l’énorme variance entre individus sort de l’équation. Pour une interaction sexe par niveau de sensation sur quatre mesures répétées, on descend à quelques dizaines de sujets pour un effet modéré. Mais ce chiffre dépend entièrement de r, que personne ne connaît tant qu’on ne l’a pas estimé. D’où la première étape, très modeste : une vingtaine de dossiers RABIT déjà en archive, uniquement pour mesurer la stabilité des sauts. Le dimensionnement viendra après.
Ce que la machine ne fera pas à ma place
On me demande souvent si l’intelligence artificielle va changer la recherche en physiologie. Sur la partie calcul, oui, et tant mieux : proposer un modèle mixte cohérent avec la question posée, dimensionner un échantillon en fonction du seuil bêta, repérer une covariable oubliée, signaler que le test réalisé ne répond pas à l’hypothèse annoncée, tout cela fait gagner un temps considérable et évite de vraies erreurs.
Mais rien de tout cela ne voit qu’il faut retourner la question. Que derrière « les femmes sont-elles plus sensibles » se cache peut-être « les femmes ont-elles moins de réserve au-dessus de l’allure testée ». Qu’un écart perceptible qui rétrécit à haute intensité n’est peut-être pas une victoire de la perception mais un effet de bord. Choisir ce qu’on mesure, et savoir de quoi c’est la mesure, reste un travail de physiologiste. Le calcul, lui, s’apprend en une après-midi.
C’est ce que je vais mettre en place sur les tests RABIT dès que j’en aurai le telps car le plus long est de sélectionner les fichiers et les trier et même si je ne prends jamais de vacances pratiquant plutôt le « un peu de vacances chaque jour » (ballade chien, lecture, musique) je priorise écriture de livre et de blog et d’articles scientifiques e ce moment. Je vous en donnerai les premiers résultats. D’ailleurs si vous voulez donnez un coup de main à cette démarche de recherche de personnalisation de l’entraînement adhérez à l’ASEP ! et parlez-en autour de vous vers des personnes appétentes à la connaissance !
Véronique Billat, BillaTraining Lab
L’étude commentée : Antonio DS, Bigliassi M, Krause MP. Perceptual acuity ability in endurance runners: how cardiorespiratory fitness, not biological sex, shapes interoceptive awareness. International Journal of Sports Science & Coaching, 2026.
Laisser un commentaire