Physiologiques essentielles au métier de pompier

Puissance et endurance aérobies

Le système aérobie est la principale filière énergétique soutenant le travail de pompier (Perroni et al. 2010). Une capacité aérobie maximale élevée permet de réaliser un travail sous-maximal avec un effort cardiovasculaire moins important (Sheaff et al. 2010). Par conséquent, la fréquence cardiaque (FC), la consommation d’oxygène (V02) la fréquence respiratoire (FR) et le débit d’air ventilé (VE) durant l’effort sont moins élevés pour une même charge de travail. En d’autres mots, cela signifie que la charge relative de travail est moins exigeante pour une personne possédant une capacité aérobie plus élevée (Holmér et Gavhed 2007). Indépendamment du sexe de l’individu, un sujet ayant une capacité aérobie maximale réduite requiert une contribution plus importante de la filière énergétique anaérobie pour effectuer une tâche de travail donnée. La sollicitation accrue du système anaérobie peut accélérer l’apparition de l’épuisement durant une activité de durée prolongée (Bilzon et al. 2001); la production d’ions hydrogène dans le muscle squelettique est accrue, diminuant ainsi le pH et l’activité des enzymes engagées à la production d’énergie pour la contraction musculaire (Wilmore, Costill et Kenney 2009). En résumé, une faible capacité cardiovasculaire augmente la dépendance au système anaérobie, conduisant à l’épuisement précoce lors d’une période de travail intense, observé par l’augmentation de la lactatémie et du quotient respiratoire pour une charge de travail donnée (Bilzon et al. 2001). De plus, un bon niveau d’endurance aérobie est aussi important pour bien récupérer entre chaque effort intense et pour mieux dissiper la chaleur, un élément à ne pas négliger dans les programmes d’entraînement (Dreger et Petersen 2007; Rhea et al. 2004).

Plusieurs études ont identifié les valeurs de consommation maximale en oxygène nécessaires pour accomplir les tâches du métier. Celles-ci ont été identifiées en se basant sur la consommation moyenne en oxygène des pompiers lors de tests représentant une intervention en situation réelle. Les valeurs obtenues se situent entre 40 et 45 mI02’kgl’min-l avec des variations allant de 25 mI02’kg1’min-1 , jusqu’à plus de 55 mI02’kgl’min-l (Bilzon et al. 2001; Gledhill & Jamnik 1992; Holmér et Gavhed 2007; Lemon et Hermiston 1977; von Heimburg et al. 2006). L’utilisation de méthodologies différentes entre les études a pu jouer un rôle dans la variation des valeurs obtenues. En moyenne, lors d’un test simulant les tâches du métier, les pompiers atteignent un pic de consommation d’oxygène représentant 80-85% de leur V02max (Bilzon et al. 2001; Dreger et Petersen 2007; Gledhill et Jamnik 1992; Sothmann, Saupe, Jasenof et Blaney 1992; von Heimburg et al. 2006). Les auteurs suggèrent alors d’avoir une consommation maximale d’oxygène d’au moins de 45 mI02·kgl·min-l.

Une étude démontre aussi que les candidats démontrant un V02max absolu plus faible ont été ceux qui étaient les plus lents à un test reproduisant certaines tâches du métier de pompier (von Heimburg et al. 2006). D’autres études ont aussi démontré que la fréquence cardiaque du pompier atteint presque la fréquence cardiaque maximale lors de l’exécution de certaines tâches du métier (Eglin 2007; Sothmann, Saupe et al. 1992). La fréquence cardiaque ne peut pas être une estimation de la consommation d’oxygène durant les simulations des tâches du pompier, car la fréquence cardiaque est aussi influencée par l’hyperthermie, la déshydratation et le stress psychologique (Abel, Mortara et Pettitt 2011; Louhevaara, Ilmarinen, Griefahn, Künemund et Makinen 1995; Sothmann, Saupe et al. 1992; Sothmann et al. 1991). Par exemple, il a été observé que la fréquence cardiaque augmente d’environ 50 bpm immédiatement après le son de l’alarme mobilisant pour une intervention (Barnard et Duncan 1975).

Puissance et capacité anaérobies

La filière du système énergétique anaérobie est aussi sollicitée lors de la réalisation des tâches du métier de pompier. Quelques études ont démontré qu’un meilleur développement de la puissance et de la capacité des système alactique et lactique améliore les performances des pompIers lors de l’exécution des tâches spécifiques du métier (Dreger et Petersen 2007; Gledhill et Jamnik 1992; Michaelides et al. 20 Il; Rhea et al. 2004; Sheaff et al. 2010; Williford et al. 1999). Une autre étude affirme que le métabolisme anaérobie participe pour environ 30 à 40% de la production d’énergie pendant les tâches simulées pour pompiers (Bilzon et al. 2001). On observe aussi que, après seulement quelques tâches, le quotient respiratoire (QR) est supérieur à 1,00 jusqu’à la fin d’une intervention ou d’un test (Dreger et Petersen 2007; Harvey et al. 2008). L’étude de Harvey et al. (2008) démontre aussi que le quotient respiratoire est plus élevé, à 60-70% du V02max, lors des tâches simulées chez les pompiers en comparaison à celui observé chez les cyclistes et les coureurs de fond.

Les efforts répétés quasi maximaux sont probablement la cause de la contribution supérieure du métabolisme anaérobie. En plus du quotient respiratoire, les valeurs de concentration sanguine en lactate à la fin d’un test spécifique aux tâches du métier se situent normalement entre 2,2 et 13 mmol/L (Eglin, Coles et Tipton 2004; Gledhill et Jamnik 1992; Holmér et Gavhed 2007; von Heimburg et al. 2006) et peuvent même atteindre jusqu’à 15,5 mmol/L (Petersen, Dreger, Williams et McGarvey 2000). Ces résultats démontrent que le métabolisme anaérobie est sollicité de façon importante lors de la réalisation de tâches simulées spécifiques au métier de pompier. Finalement, des chercheurs mentionnent que la combinaison de la capacité anaérobie et du V02max absolu est le meilleur prédicteur de performance aux tâches individuelles comme le tirage de sections de tuyau, le lever de l’échelle, l’entrée par effraction et le sauvetage d’une victime (Sheaff et al. 2010).

L’acclimatation à la chaleur En plus de l’endurance aérobie, des qualités musculaires et de la capacité anaérobie, la résistance à la chaleur pour éviter l’épuisement est une autre qualité requise chez le pompier. Cette capacité est définie comme étant l ‘habileté à éliminer la chaleur corporelle lors du métabolisme et de l’exposition à un environnement chaud. Lorsque la production métabolique de chaleur est augmentée, les équipements de protection personnelle (EPP) et la température du feu rendent très difficile la libération de chaleur à l’extérieur du corps. Cet équipement de protection limite la dissipation de la chaleur créée par le travail physique, en empêchant l’évaporation de la sueur (Petruzzello, Gapin, Snook et Smith 2009; SkOldstrom 1987). Des chercheurs mentionnent que le plus important effort physiologique des pompiers pendant un test sur ergocycle dans un environnement de chaleur provient du stress thermique provoqué par le microclimat humide développé dans l’habit protecteur (Faff et Tutak 1989). On a mesuré une température moyenne d’environ 48°C et une température maximale de 62°C entre l’EPP et les sous-vêtements (Rossi 2003). Ces facteurs augmentent le risque d’épuisement lié à la chaleur, c’est-à-dire un désordre résultant de l’inaptitude du système cardiovasculaire à subvenir aux différents besoins de l’organisme exposé à une ambiance chaude. Ce désordre se caractérise par l’élévation de la température corporelle, l’essoufflement, un rythme cardiaque rapide, une fatigue extrême et des étourdissements (Wilmore et al. 2009).

De plus, la déshydratation joue un rôle important dans l’élévation de la température rectale et de la fréquence cardiaque (Gavhed et Holmér 1989). Ils mentionnent aussi que la perte de masse corporelle par la sudation peut atteindre 1,5% et ainsi augmenter le risque de déshydratation et de coup de chaleur (Gavhed et Holmér 1989). Des chercheurs démontrent aussi que trois heures de travail intermittent en situation réelle de feu amènent une diminution d’environ 3,3% du volume plasmatique chez le pompier (Fernhall, Fahs, Hom, Rowland et Smith 2012). De plus, une étude a permis de mesurer une augmentation de la fréquence cardiaque en milieu chaud causant ainsi une augmentation du débit cardiaque pour activer les muscles et pour augmenter la dissipation de la chaleur en augmentant la circulation cutanée (Eglin 2007). Le volume d’éjection systolique étant maximal à 50% du V02max, l’augmentation du débit cardiaque doit alors être relayée par une augmentation de la FC (Eglin 2007). Plusieurs autres études ont des résultats intéressants face à cette problématique.

Table des matières

RÉSUMÉ
REMERCIEMENTS
LISTE DES ABRÉVIATIONS
LISTE DES TABLEAUX
LISTE DES FIGURES
INTRODUCTION
Statistiques relatives à la santé et au métier
CADRE THÉORIQUE
Environnement de travail et exigences du métier
Description des tâches du métier.
Qualités physique et physiologiques essentielles au métier de pompier
Puissance, force et endurance musculaires
Puissance et endurance aérobies
Puissance et capacité anaérobies
Acclimatation à la chaleur
Composition corporelle
Effets de l’ARA et du port de 1 ‘EPP
Effets de l’âge sur la condition physique et le métier de pompier
Différences physiologiques intersexuelles et le métier de pompier
Autres facteurs liés à la performance du pompier
PROBLÉMATIQUE
HYPOTHÈSES
ARTICLE
Abstract
Introduction
Materials and methods
Results
Discussion
Conclusion
Practical implications
References
CONCLUSION GÉNÉRALE
LIMITES, PERSPECTIVES ET RETOMBÉES
RÉFÉRENCES

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