[mental] Le gouverneur central — Le cerveau arbitre-t-il la fatigue ?

Quand on commence à avoir mal partout, que la tête nous demande de mettre le clignotant, est-ce que la machine est vraiment à sec ? Est-ce qu’on est sur la réserve ? Et si on est sur la réserve, elle est grande comment ?

Cette question m’intéresse parce que j’entends beaucoup de choses à ce sujet. Dans les publications Instagram, les vidéos YouTube, les discussions d’après-course. Mais je ne sais pas toujours sur quoi reposent réellement ces idées, ni quelles en sont les bases scientifiques.

Fidèle à ma méthode, je me suis donc plongé dans la littérature scientifique. J’ai commencé à regarder les premiers modèles qui tentent d’expliquer la gestion du mental pendant l’effort, et à voir comment tout cela résonne — ou pas — avec ce que l’on vit concrètement sur le terrain.

Cet article se situe volontairement à la frontière entre théorie et pratique. Il ne cherche pas à dire ce qu’il faudrait faire, ni à proposer des recettes, mais à éclairer comment certaines idées sur le mental se sont construites, et ce qu’elles expliquent réellement quand on parle d’effort, de fatigue et de régulation.

Aujourd’hui, je vais m’intéresser à la théorie de Noakes, du gouverneur central.

Attention, c’est une théorie parmi d’autres qui a été largement remise en question et complétée par des modèles plus récents et plus précis.

Quand la fatigue était surtout une affaire de muscles

Pendant longtemps, la fatigue a été pensée de manière assez simple : on s’arrête parce que le corps n’en peut plus.

Moins de carburant disponible, plus de désordre interne, une capacité musculaire qui s’effondre progressivement. Dans ce cadre, la décision d’arrêter n’est même pas une décision : c’est une conséquence.

Ce modèle explique une partie des choses, évidemment. Mais en lisant les travaux scientifiques, un décalage apparaît rapidement.

Des travaux en neurophysiologie montrent notamment qu’à l’arrêt volontaire de l’effort, la capacité neuromusculaire n’est pas totalement épuisée. Même en situation de fatigue sévère, il reste possible de recruter davantage d’unités motrices via une stimulation externe, ce qui indique une capacité fonctionnelle résiduelle (Gandevia, 2001).

Et d’ailleurs, quand il te reste 500 mètres avant la ligne d’arrivée, bizarrement, t’as plus mal nulle part et t’es capable de courir comme un lapin ! “Hasard ? Je ne crois pas !”.

C’est à partir de ce type d’observations qu’un autre regard sur la fatigue a commencé à émerger.

L’hypothèse du gouverneur central : réguler avant de casser

Entre 1997 et 2000, le physiologiste de l’exercice Timothy Noakes propose ce qu’il appelle la théorie du central governor, à partir d’un constat simple : dans de nombreuses situations d’endurance, l’arrêt de l’effort ne correspond pas à une défaillance physiologique totale.

Dans un article de synthèse publié en 2000, Noakes suggère que la fatigue ne serait pas uniquement la conséquence d’un épuisement périphérique, mais aussi un mécanisme de régulation centrale visant à protéger l’organisme.

Dans ce cadre, le cerveau intégrerait en permanence :

• des signaux physiologiques (température, état neuromusculaire, disponibilité énergétique) ;
• des éléments contextuels (durée restante de l’effort, environnement) ;
• l’expérience passée et les attentes.

Sur cette base, il ajusterait le comportement d’exercice — allure, engagement, perception de l’effort — afin d’éviter une situation jugée trop coûteuse ou potentiellement dangereuse pour l’homéostasie (Noakes, 2000 ; Noakes, 2012).

Un point clé de ce modèle est son caractère anticipatif. Le cerveau ne réagirait pas uniquement à l’état instantané du corps, mais chercherait à anticiper l’évolution future de l’effort. Cela permet d’expliquer des phénomènes bien documentés en endurance, comme le pacing précoce ou la capacité à produire une accélération finale malgré un état de fatigue avancé (Abbiss & Laursen, 2005).

Il est important de le préciser : cette théorie du gouverneur central reste une hypothèse discutée, et non un mécanisme neurophysiologique localisé. Mais elle a profondément influencé la manière dont la fatigue est pensée, en plaçant la régulation centrale et le ressenti au cœur du débat.

Ce que cette théorie ne dit pas

La théorie du gouverneur central est parfois utilisée pour soutenir l’idée qu’il existerait une large réserve d’énergie « cachée », qu’il suffirait d’aller chercher mentalement.

Sur ce point, les papiers scientifiques sont beaucoup plus prudents.

Ce que montrent les données, c’est que l’arrêt volontaire de l’effort survient fréquemment avant l’épuisement physiologique total, et qu’il existe une marge fonctionnelle résiduelle (Gandevia, 2001 ; Enoka & Duchateau, 2016).

Mais cette marge :

• n’est ni fixe,
• ni chiffrable simplement,
• ni indépendante du contexte.

Les stratégies de pacing observées en endurance, ainsi que la possibilité d’un end spurt, sont incompatibles avec l’idée d’un épuisement linéaire jusqu’à zéro des ressources (Abbiss & Laursen, 2005).

Il ne s’agit donc pas d’une batterie cachée, mais d’un équilibre dynamique entre contraintes physiologiques et régulation centrale.

Perception de l’effort : le véritable point de bascule

En avançant dans la littérature, un concept devient central : la perception de l’effort.

C’est elle qui traduit, à un instant donné, le coût global de continuer. Ce que « tenir » représente réellement, ici et maintenant.

Cette perception est étudiée depuis longtemps à travers le RPE (Rating of Perceived Exertion), développé par Gunnar Borg (1970). Loin d’être un simple indicateur subjectif, le RPE :

• augmente de façon prévisible avec l’intensité et la durée ;
• est fortement associé à la décision de ralentir ou d’arrêter ;
• peut varier à charge physiologique comparable.

Deux efforts objectivement similaires peuvent donc être vécus de manière très différente.

Ce RPE, on le retrouve dans nos montres et il sert à calculer les charges de nos séances (Foster).

Quand le mental modifie le ressenti, pas la physiologie

Dans l’étude désormais classique de Marcora et al. (2009), des sujets réalisent d’abord une tâche cognitivement exigeante, destinée à induire une fatigue mentale, puis un exercice d’endurance jusqu’à épuisement.

Le résultat est net : la performance diminue. Le temps jusqu’à l’épuisement est plus court.

“Our study provides experimental evidence that mental fatigue limits exercise tolerance in humans through higher perception of effort rather than cardiorespiratory and musculoenergetic mechanisms” (Marcora et al., 2009)

Ce qui est frappant, c’est que les réponses physiologiques classiquement mesurées pendant l’exercice (fréquence cardiaque, ventilation, échanges gazeux) ne montrent pas de différence majeure entre les conditions. En revanche, la perception de l’effort augmente plus rapidement, et l’arrêt survient à un niveau maximal de RPE atteint plus tôt (Marcora et al., 2009).

Ces résultats ont depuis été confirmés et synthétisés dans plusieurs revues, qui convergent vers la même interprétation : la fatigue mentale n’altère pas directement la capacité physiologique périphérique, mais augmente le coût perçu de l’effort, réduisant la tolérance à celui-ci (Pageaux & Lepers, 2016 ; Van Cutsem et al., 2017).

Cela montre que la fatigue ne peut pas être réduite à une simple question de muscles ou de réserves énergétiques. Elle dépend aussi de la perception de l’effort, de la tolérance au coût ressenti et des mécanismes de régulation associés.

Ce que j’en retiens pour l’endurance

Je ne vois clairement pas la théorie du gouverneur central comme une explication définitive.

Cette théorie est critiquée, complétée par d’autres modèles, notamment le modèle psychobiologique de la fatigue, qui met davantage l’accent sur la perception consciente de l’effort et la motivation.

Mais elle a un mérite essentiel : elle oblige à prendre au sérieux le rôle du ressenti dans la gestion de l’effort. Ça paraît évident aujourd’hui puisqu’on est habitué à répondre à la question “Comment s’est passé la séance aujourd’hui ?” et à indiquer un RPE entre 1 et 10, mais ceci est la conséquence des recherches menées par Noakes, Foster et bien d’autres.

En trail (mais également dans tous les sports d’endurance), tenir longtemps ne consiste pas à ignorer la fatigue. Il s’agit plutôt de composer avec elle, d’interpréter correctement les signaux, et de maintenir une forme de lucidité quand l’effort devient coûteux.

En guise de conclusion

Bon, alors, ce gouverneur central ?

Et bien la théorie suggère que tout n’est pas « dans la tête », mais se sentir « à bout » ne signifie pas forcément être vidé. Cela signifie plutôt que l’effort a atteint un seuil de tolérance perceptive.

Ce seuil n’est ni magique, ni universel. Ça dépend du contexte, de l’expérience, de l’attention portée à l’effort, de l’état mental du moment.

À partir de là, une question devient difficile à éviter : est-il possible de repousser ce seuil ?

Et si oui, de quoi parle-t-on exactement quand on dit « repousser » : mieux tolérer l’inconfort, mieux interpréter les signaux, mieux réguler l’effort… ou autre chose encore ?

Ce sont ces questions que j’ai envie d’explorer dans la suite. C’est pas pour se dire qu’on peut toujours aller plus loin, mais pour comprendre dans quelles conditions cette limite se déplace, et dans quelles conditions elle ne devrait peut-être pas l’être.

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Références

En cliquant sur les codes DOI, on arrive (normalement) directement sur l’article (en anglais). La plupart sont accessibles directement au format PDF.

• Borg, G. (1970). Perceived exertion as an indicator of somatic stress. Scandinavian Journal of Rehabilitation Medicine, 2(2), 92–98.

• Noakes, T. D. (2000). Physiological models to understand exercise fatigue and the adaptations that predict or enhance athletic performance. Scandinavian Journal of Medicine & Science in Sports, 10(3), 123–145. DOI: 10.1034/j.1600-0838.2000.010003123.x

• Noakes, T. D. (2012). Fatigue is a brain-derived emotion that regulates the exercise behavior to ensure the protection of whole body homeostasis. Frontiers in Physiology, 3:82. DOI: 10.3389/fphys.2012.00082

• Abbiss, C. R., & Laursen, P. B. (2005). Models to explain fatigue during prolonged endurance cycling. Sports Medicine, 35(10), 865–898. DOI: 10.2165/00007256-200535100-00004

• Marcora, S. M., Staiano, W., & Manning, V. (2009). Mental fatigue impairs physical performance in humans. Journal of Applied Physiology, 106(3), 857–864. DOI: 10.1152/japplphysiol.91324.2008

• Pageaux, B., & Lepers, R. (2016). Fatigue induced by physical and mental exertion increases perception of effort and impairs subsequent endurance performance. Frontiers in Physiology, 7, 587. DOI: 10.3389/fphys.2016.00587

• Van Cutsem, J., Marcora, S., De Pauw, K., et al. (2017). The effects of mental fatigue on physical performance: A systematic review. Sports Medicine, 47(8), 1569–1588. DOI: 10.1007/s40279-017-0692-2

• Gandevia, S. C. (2001). Spinal and supraspinal factors in human muscle fatigue. Physiological Reviews, 81(4), 1725–1789. DOI: 10.1152/physrev.00015.2001

Petit warning

Avertissement : je suis data scientist, pas spécialiste de physiologie de l’exercice. Ce que tu lis ici, c’est le carnet de bord d’un trailer curieux qui aime comprendre ses données — pas un cours magistral. Les sources sont là pour que tu puisses vérifier.