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Pourquoi disions-nous en introduction de la rubrique GÉNÉRALITÉS que la fatigue était un phénomène complexe ? Il suffit d’observer le schéma ci-dessous qui présente les causes possibles de la fatigue de l’athlète pour s’en convaincre.

Mais la fatigue, ce n’est pas seulement dans les muscles ! Et cela est bien moins connu. Que se passe-t-il dans le cerveau lors d’un exercice fatiguant ?

Tout d’abord il peut y avoir l’apparition progressive de fatigue dite centrale. En résumé, même en donnant le maximum, on n’est plus capable de recruter l’ensemble des fibres musculaires. Cela peut se mesurer en stimulant le muscle ou directement le cerveau, alors que l’athlète essaye de produire la plus grande force possible : on s’aperçoit alors que la force augmente, preuve en est que le muscle est capable de faire davantage, mais que la limite se situe dans le système nerveux. Bizarrement, cette fatigue centrale est majeure après un ultra-marathon… et après un effort maximum de 2 minutes sans pause. Même si les raisons qui expliquent cette fatigue centrale peuvent être très différentes, la cause est à chercher : soit dans le cerveau, soit dans la moelle épinière, soit en lien avec des fibres sensitives dont les capteurs sont dans les muscles, les tendons, les articulations.

Lorsque l’on se fatigue, on note aussi une hausse de la perception de l’effort pour une tâche physique donnée. Prenez l’exemple de l’exercice de la chaise contre un mur. Vous n’êtes pas plus lourd au bout de 2 minutes qu’au début. Et pourtant c’est plus difficile, pourquoi ? Deux mécanismes sont impliqués :

Feed-back : les fibres sensitives, dont nous parlions plus haut, envoient des informations douloureuses au cerveau en réponse aux modifications chimiques et mécaniques qui surviennent à l’effort dans les muscles.

Feed-forward : lorsque les muscles se fatiguent ou que les motoneurones de la moelle épinière deviennent moins excitables, le cortex moteur doit augmenter la quantité de signal qu’il envoie en direction de la périphérie si l’on souhaite maintenir la même intensité d’effort (e.g. maintenir la même vitesse de course). Or, une copie de ce signal est envoyée au cortex sensitif et l’exercice paraît plus difficile.

Puisque cette sensation de pénibilité ne peut pas augmenter indéfiniment, on décide soit de réduire l’allure à un niveau qui nous semble supportable (quand c’est possible, cas d’un marathon par exemple), soit on abandonne l’affaire (cas de la chaise contre le mur). Dans tous les cas, c’est bien le cerveau qui a le dernier mot, les muscles ne sont pas limitants. 

 En réalité, la perception de l’effort est plus compliquée que cela. D'autres facteurs peuvent l’influencer et c’est pour cette raison qu’a été créé le Flush model. Par exemple, lorsque l’on réalise une tâche mentale fatigante ou que l’on est en manque de sommeil, on part avec un certain niveau d’eau dans la cuve. Le flush model présente aussi l’intérêt de bien mettre en évidence ce que l’on appelle la réserve de sécurité et qui explique pourquoi, contrairement aux chevaux, l’être humain ne meurt pas d’épuisement. Tout cela est bien expliqué ici.