La chimie au profit du sport
Marine Champenois
Bien que cela puisse paraître étonnant, la chimie et le sport sont des domaines étroitement liés. La chimie joue un rôle essentiel dans la nutrition et l’hydratation des sportifs, dans la récupération musculaire, mais également dans l’amélioration des performances sportives, en développant des équipements pour les athlètes. Par exemple, en fournissant une unique combinaison pour la nage, le cyclisme et la course, les triathlètes n’ont plus à se changer. Dès lors, la chimie influence le monde du sport. [1]
1. La chimie dans la nutrition
Afin d’optimiser leurs performances sportives, les athlètes ont besoin d’une alimentation équilibrée, riche en protéines, glucides et matières grasses. Au cours de la digestion, des réactions chimiques complexes transforment les glucides en glucose, les protéines en acides aminés, et les lipides en acides gras. Ces glucides fournissent de l’énergie aux muscles pendant l’exercice, tandis que les protéines et les acides gras jouent un rôle essentiel dans le développement et la réparation des tissus musculaires. Dès lors, la nutrition sportive permet aux athlètes d’optimiser leurs entraînements et de récupérer rapidement, en réduisant la fatigue et le risque de blessures. [2], [3]
Les boissons énergétiques sont également formulées pour fournir un regain d’énergie instantané. La caféine est l’un des ingrédients actifs les plus courants dans ces boissons. En bloquant l’adénosine, un neurotransmetteur qui favorise la somnolence, elle stimule le système nerveux et augmente l’attention, la vigilance et l’énergie. De plus, ces boissons contiennent des glucides sous forme de sucres simples qui, décomposées via des réactions chimiques, libèrent de l’énergie pour les muscles et le cerveau. Parmi les nombreux composants des boissons énergétiques, des électrolytes tels que le sodium, le potassium et le calcium permettent de maintenir l’équilibre hydrique et électrolytique dans le corps, aidant ainsi à prévenir la déshydratation et les crampes musculaires. [4]
La chimie de récupération après l’effort physique est également un domaine essentiel dans le monde du sport. La récupération efficace implique plusieurs processus chimiques qui aident à réparer les tissus musculaires, à restaurer l’énergie et à réduire l’inflammation. [2]
2. Le développement et l’amélioration des équipements sportifs
La chimie joue un rôle crucial dans le développement et l’amélioration des équipements sportifs, contribuant à l’optimisation des performances des athlètes.
Pour le sportif, le confort dans l’action, l’accroissement de la performance et de la sécurité sont recherchés. Les vêtements de sport sont souvent fabriqués à partir de textiles techniques, qui intègrent des fibres synthétiques telles que le polyester ou le nylon, issues de polymères. En modifiant la structure des monomères constitutifs, les fils textiles auront des caractéristiques et des propriétés spécifiquement définies pour une application souhaitée. Dès lors, le textile participe activement à la performance grâce à son ergonomie, son élasticité et la compression, activant le flux sanguin, ou encore sa capacité à sécher rapidement. Les équipements de protection tels que les casques, les genouillères ou encore les protège-dents sont fabriqués à partir de polymères et de mousses conçues pour absorber les chocs. La chimie est utilisée pour développer des matériaux qui sont à la fois légers et capables de fournir une protection maximale en cas d’impact. [5]
Par ailleurs, de nombreuses qualités sont également recherchées dans les équipements sportifs, tels que les raquettes de tennis, les clubs de golf, les skis, les perches de saut… Ils sont souvent fabriqués à partir de matériaux composites avancés, créés en mélangeant des polymères avec des fibres de carbone, de verre ou de Kevlar. La chimie est utilisée pour développer des résines polymères spéciales qui assurent la liaison des fibres tout en maintenant légèreté et résistance. [6]
Les balles de divers sports, comme le tennis ou le golf, sont généralement faites de caoutchouc, de plastique et d’uréthane. Ces matériaux sont traités chimiquement afin d’obtenir des propriétés de rebond et de durabilité. Les surfaces des terrains de sport, quant à elles, qu’elles soient synthétiques ou naturelles, sont traitées chimiquement pour améliorer leur durabilité et leurs propriétés d’adhérence. Par exemple, sur les terrains de tennis en terre battue, la composition chimique de la surface est ajustée pour offrir une bonne quantité de friction tout en permettant aux joueurs de glisser correctement.
3. Le dopage
Difficile de parler de l’apport de la technologie et de la chimie sans aborder la question du dopage. Il représente un aspect sombre de la relation entre la chimie et le sport. Ces substances, telles que les anabolisants, les hormones de croissance, les stimulants et l’EPO (érythropoïétine) ont des effets puissants sur le corps humain. De nombreux athlètes à travers le monde ont recours à ces substances chimiques, pourtant interdites, pour améliorer leurs performances, mettant ainsi en péril leur santé et l’intégrité du sport.
Les stéroïdes anabolisants sont des dérivés de la testostérone, une hormone naturelle, et favorisent la synthèse de protéines dans les cellules musculaires, augmentant ainsi la masse musculaire et la force. Cependant, leur utilisation à long terme peut entraîner des effets secondaires graves, tels que des troubles hormonaux, des lésions hépatiques et des problèmes cardiovasculaires.
Les hormones de croissance, quant à elles, stimulent la croissance des cellules musculaires et osseuses. Les sportifs les utilisent pour augmenter la taille de leurs muscles et améliorer la récupération. Cependant, leur usage abusif peut provoquer un déséquilibre hormonal, affectant la croissance normale et entraînant des troubles métaboliques.
Les stimulants tels que la caféine et les amphétamines sont utilisés pour accroître la vigilance, la concentration et l’endurance. Cependant, ils peuvent provoquer des palpitations cardiaques et des troubles du sommeil.
Enfin, l’EPO est une hormone qui stimule la production de globules rouges dans le corps. Les athlètes l’utilisent pour améliorer le transport de l’oxygène vers les muscles. Cependant, l’utilisation excessive d’EPO peut entraîner une surproduction de globules rouges, augmentant le risque de thrombose et d’accident vasculaire cérébral.
Pour lutter contre le dopage, des organismes tels que l’Agence Mondiale Antidopage (AMA) ont mis en place des contrôles et des tests visant à détecter ces substances interdites. Ils reposent sur des avancées technologiques et chimiques telles que la chromatographie en phase liquide (HPLC) et la spectroscopie de masse (SM) pour détecter les traces de substances dopantes dans le corps des athlètes. [7]
Pour conclure, la chimie est au cœur de la performance sportive, de la nutrition à la récupération. En comprenant les réactions chimiques qui se produisent dans leur corps, les athlètes peuvent optimiser leurs entraînements, améliorer leur endurance et accélérer leur récupération. En parallèle, la chimie joue un rôle central dans le développement et l’amélioration des équipements sportifs en créant des équipements légers, performants et durables, aidant ainsi les athlètes à booster leurs performances. Cependant, l’influence de la chimie ne se limite pas aux aspects positifs du sport. Le dopage, une pratique largement condamnée, exploite les propriétés chimiques des substances interdites pour améliorer artificiellement les performances des sportifs.
[2]L. K. Purcell, « La nutrition sportive des jeunes athlètes », Paediatr. Child Health, vol. 18, no 4, p. 203‑205, avr. 2013.
[3]W. McArdle, F. I. Katch, et V. L. Katch, Nutrition et performances sportives. De Boeck Supérieur, 2004.
[4]K. I. Stanistas, « Expertise scientifique dTMune boisson énergétique maltée à base dTMorge ».
[5]Textiles a Usage Technique. Ed. Techniques Ingénieur.
[6]Les Composites dans les Sports et les Loisirs. Ed. Techniques Ingénieur.
[7]P. Franques, M. Auriacombe, et J. Tignol, « Sport, dopage et addictions ».