Exigence mentale du pédalage excentrique en modalités isopuissance et isocinétique

Abstract

Objectif : Le pédalage excentrique peut-être prescrit en modalité isopuissance ou isocinétique. En isopuissance, le participant régule la cadence et l’ergomètre ajuste sa résistance pour produire la puissance cible. En isocinétique, la cadence est imposée par l’ergomètre, le participant doit à chaque coup de pédale moduler le moment de force développé pour produire une puissance exigée. Le but de cette étude est de comparer l’effet de l’isopuissance et de l’isocinétique sur l’exigence mentale du pédalage excentrique, ainsi que d’examiner l’impact de la cadence et de l’intensité associées à ces deux modalités. Nous posons l’hypothèse que l’isocinétique sera mentalement plus exigeant que l’isopuissance. Méthodes : Vingt participants de 18 à 39 ans en bonne santé ont visité le laboratoire à trois occasions. La visite 1 était dédiée à la familiarisation et l’évaluation du pic de puissance aérobie et du pic de la fréquence cardiaque en pédalage concentrique. Les visites 2-3, effectuées dans un ordre aléatoire, étaient dédiées soit à la manipulation de l’intensité (puissance à 60, 70 et 85% du pic de la fréquence cardiaque (FCpic) ou de la cadence (15, 30, 60 rpm) lors de blocs de 5 min de pédalage excentrique. La perception de la charge de travail incluant les six dimensions du NASA-TLX (exigence mentale, physique et temporelle ainsi que la performance, l’effort et la frustration), les perceptions de l’effort et de la douleur mesurées par l’échelle de BORG modifiée CR100 et finalement l’affect par le feeling scale et la fréquence cardiaque ont été mesurées durant chaque bloc de pédalage. Résultats : Indépendamment de l’effet des cadences ou des intensités étudiées du pédalage excentrique, les perceptions d’exigence mentale, d’effort, de frustration, étaient plus élevées en modalité isocinétique cependant la performance et l’affect étaient plus élevés en modalité isopuissance. D’autre part, l’ensemble des variables évaluées étaient significativement affectées par la faible cadence, soit 15 rpm, et par la haute intensité, soit 85% de la FCpic en comparaison aux autres cadences et intensités évaluées. Conclusion : Les résultats de l’étude effectuée dans le cadre de ce mémoire de maitrise suggèrent que lors d’une tâche de pédalage excentrique, la modalité isocinétique est mentalement plus exigeante que la modalité isopuissance. De plus, une cadence basse (15 rpm) et une intensité élevée (85 % du pic de la fréquence cardiaque) augmentent également la perception de l’exigence mentale et influencent les perceptions de l’exigence physique et temporelle, les perceptions de l’effort, de la performance, de la frustration et de la douleur ainsi que l’affect. Ces observations mettent en évidence l’importance de la modulation des paramètres de pédalage pour ajuster la charge cognitive et perceptuelle. Elles ouvrent des perspectives d’application, notamment en entraînement et en réadaptation, où l’ajustement de la modalité, de la cadence et de l’intensité pourrait être optimisée en fonction des besoins spécifiques des différentes populations. Aim: Eccentric cycling can be prescribed in either isopower or isokinetic mode. In isopower mode, the participant regulates the cadence, while the ergometer adjusts resistance to maintain the target power. In isokinetic mode, the cadence is imposed by the ergometer, requiring the participant to modulate the torque applied at each pedal stroke to generate the required power output. This study aims to compare the effects of isopower and isokinetic eccentric cycling on mental demand, as well as to examine the impact of cadence and intensity associated with these two modalities. We hypothesize that isokinetic cycling will impose a greater mental demand than isopower cycling. Methods: Twenty healthy participants (aged 18–39 years) visited the laboratory on three occasions. The first visit was dedicated to familiarization and the assessment of Peak Power Output (PPO) and peak heart rate (HRpeak) during concentric cycling. Visits 2 and 3, performed in a randomized order, were dedicated to either the manipulation of intensity (target power set at 60, 70, and 85% of HRpeak) or cadence (15, 30, and 60 rpm) during 5-minute bouts of eccentric cycling. The perceived workload, including the six dimensions of the NASA-TLX (mental, physical, and temporal demand, as well as perceived performance, effort, and frustration), perceived effort and pain perception (CR100), affect (Feeling Scale) and heart rate were assessed during each cycling block. Results: Regardless of cadence or intensity, mental demand, perceived effort, frustration were significantly higher, while perceived performance and affect was lower in isokinetic compared to isopower cycling. Additionally, all measured variables were significantly affected by low cadence (15 rpm) and high intensity (85% HRpeak), which resulted in greater cognitive and perceptual demands compared to the other cadence and intensity conditions. Conclusion: The findings observed during the research study that was conducted as an integral part of this academic of this master's research suggest that, during eccentric cycling, the isokinetic mode is mentally more demanding than the isopower mode. Furthermore, a low cadence (15 rpm) and a high intensity (85% HRpeak) further increase mental demand, as well as physical and temporal demand, perceived effort, frustration, performance, pain and affect. These findings highlight the importance of modulating cycling exercise parameters during eccentric cycling to adjust cognitive and perceptual load. They open new perspectives for application, particularly in training and rehabilitation, where the choice of modality, cadence, and intensity should be optimized according to the specific needs of different populations.