La fatigue mentale affecte-elle la performance technique chez le sportif ? Une revue systématique

Oct 29 / Victor OSWALD
La performance technique est définie comme la capacité à performer à un haut niveau de manière efficace et efficiente, et est déterminante dans le résultat sportif. Par exemple, dans des sports de ballon comme le basketball ou le rugby, elle fait référence à la manière avec laquelle les athlètes manipulent le ballon, en faisant des gestes efficaces (c’est-à-dire des passes, des tirs ou des dribbles) et des récupérations au bénéfice de leur équipe. Plus important encore, la performance technique nécessite une prise de décision rapide et précise. Les compétences techniques requises varient en fonction du rôle (offensif ou défensif) et une étude qui néglige les différences entre les rôles et postes des athlètes dans une équipe peut conduire à des résultats non-concluants et/ou à des problèmes méthodologiques. De manière significative, il a été démontré que les performances techniques diminuent souvent dans les derniers instants de la performance sportive, avec une diminution attribuée à la fatigue et aux compétences de prise de décision.
La fatigue est un phénomène complexe et multifactoriel qui se traduit par une diminution de la capacité à effectuer une performance maximale et à l’incapacité d’accomplir une tâche qui était auparavant réalisable dans un délai raisonnable. L’influence de la fatigue sur les performances sportives a principalement été étudiée d’un point de vue métabolique et neuromusculaire (fatigue physique). Cependant, des discussions récentes sur le rôle de la fatigue mentale dans la performance sportive ont divergé de ce facteur commun de « fatigue physique ».

La fatigue mentale est un état psychobiologique causé par une durée prolongée d’activité cognitive, qui se caractérise par des sentiments de « fatigue » et de « manque d’énergie ». La fatigue mentale altère les performances cognitives, qui elles-mêmes sont liées à une altération des fonctions exécutives. Il a été suggéré que les fonctions exécutives sont fortement liées aux performances techniques. Par exemple, dans les sports de ballon, de nouvelles décisions doivent être prises concernant une passe, lorsque les mouvements des adversaires ou l’emplacement du ballon ont tendance à inhiber l’action initialement prévue (inhibition des fonctions exécutives). Cependant, la fatigue mentale altère cette inhibition.
Les effets de la fatigue mentale sur la performance physique ont été bien étudiés dans la littérature. Cependant, les effets de la fatigue mentale sur les performances techniques restent flous. Le but de cette étude est de faire une revue systématique complète examinant les effets de la fatigue mentale sur les performances techniques des athlètes.

Méthodes

Une revue systématique de la littérature a été réalisée en utilisant 4 bases de données principales : PubMed, Web of Science, EBSCOhost et Scopus pour des études publiées jusqu’en janvier 2021.

Critères d’éligibilité

La méthode PICO a été utilisée pour la sélection de la littérature :
  • Participation : Athlète(s)
  • Intervention : Fatigue aigue induite par des tâches cognitives
  • Comparaison : Athlètes fatigués mentalement (Groupe MF) vs Athlètes non-fatigués mentalement (Groupe Contrôle)
  • Résultat (Outcome) : performance technique sportive

La littérature sélectionnée devait également être disponible en anglais et entièrement publiée dans une revue avec comité de lecture.

Analyse des données
Cette revue a analysé les résultats pour 3 aspects :
  • Les performances techniques offensives
  • Les performances techniques défensives
  • Les performances techniques de prises de décisions

Résultats

Sélection de la littérature
Il y avait initialement 1242 résultats sur les 4 bases de données principales, ainsi que 2 résultats supplémentaires venant d’une référence et de Google Scholar. Au final, après avoir retiré les doublons (n=932), analysé les titres et résumé (n=42) puis l’intégralité du texte pour certains articles (n=13), 11 études ont été retenues dans cette revue systématique.

Les sports
  • Football : 9 études
  • Basket-ball : 1 étude
  • Tennis de table : 1 étude
La majorité des études se sont concentrées sur des athlètes de haut niveau, professionnels (4 études) et semi-professionnels (2 études). De plus, la plupart des études se sont d’avantage concentrées sur les performances techniques offensives plutôt que défensives.

Intervention et manifestation de la fatigue mentale
Pour induire la fatigue mentale :
  • 5 études ont utilisé une tâche de Stroop informatisée de 15 et/ou 30 minutes
  • 3 études ont utilisé une tâche de Stroop en version imprimée de 30 minutes
  • 1 étude a utilisé un AX-continuous performance test (AX-CPT) de 90 minutes
  • 2 études ont étudié l’effet d’une exposition aux applications de réseaux sociaux sur smartphone pendant 15, 30 et 45 minutes avec pour l’une d’entre elle, une exposition supplémentaire à 30 minutes de jeux vidéo


Pour démontrer l’état de fatigue mentale :
  • 7 études ont choisi la mesure subjective avec une Echelle Visuelle Analogique (EVA) de 0 (pas du tout épuisé) à 100 (complètement épuisé)
  • 4 études ont choisi la mesure de la performance cognitive
  • 5 études ont également utilisé une EVA pour évaluer la motivation et aucune différence significative n’a été retrouvée entre le groupe fatigue mentale et le groupe contrôle. Les effets de la fatigue mentale sur la performance technique ne sont donc pas causés par la motivation.
  • Les résultats démontrent que 30 minutes de tâches cognitives induisent une réduction significative du temps de réaction et de la précision chez les athlètes.
Résultats sur la performance technique
Compétences offensives

7 études ont évalué les compétences offensives.

  • Football :
     . Loughborough Soccer Shooting Test (LSST) : les athlètes doivent faire une série de mouvements puis marquer un but
     . La fatigue mentale affecte la précision et la vitesse des athlètes lorsqu’ils tirent au but 
     . Loughborough Soccer Passing Test (LSPT) : les athlètes doivent faire 16 passes contre 4 bancs le plus rapidement possible et sont pénalisés de temps supplémentaire pour chaque erreur.
     . Temps de pénalités plus élevés, plusieurs erreurs et de cibles manquées dans une étude comparant un groupe expérimental fatigué mentalement (MF) et un groupe témoin 
     . Pas de différence significative dans le temps pour terminer la tâche entre les 2 groupes (MF = 47,8 ± 4,9 ; Contrôle = 47,9 ± 4,1) 
     . Plus d’erreurs (MF = 4,0 ± 2,8 ; Contrôle = 2,5 ± 2,1) et moins de passes parfaites (MF = 5,6 ± 1,4 ; Contrôle = 6,6 ± 1,5) dans le groupe MF

Une étude a comparé le LSPT et le LSST pour 3 groupes d’âge différent (U14, U16 et U18) et des différences ont seulement été retrouvées pour le groupe U18 (temps de pénalité : MF = 15,3 ± 4,7 ; contrôle = 8,0 ± 3,1 ; temps de performance : MF = 67,2 ± 7,4 ; contrôle = 57,2 ± 6,7)

  • Jeu réduit : 
     . Baisse de la précision des passes (différence moyenne (MD) : 2,1 % et 7 % dans deux études) et des tirs (MD = 36,9 % pour une étude)

Basketball :
  • Jeu réduit : 
     . Les athlètes fatigués mentalement commettaient un nombre élevé d’erreurs

Tennis de table :
  • Stroke Performance Test : 
     . La fatigue mentale affecte la vitesse de la balle et la précision, et augmente le risque de commettre des fautes

Compétences défensives

Seulement 2 études sélectionnées ont étudié les performances techniques défensives (dans le football) :
  • L’une d’entre-elles trouve que le pourcentage de tacles réussis est environ 28% plus faible chez les athlètes fatigués mentalement
  • L’autre ne trouve pas de différence significative
  • Aucune des 2 études ne trouve de différence dans le nombre total de tacles

Compétences de prises de décisions
  • La première étude sur les compétences de prises de décision a été menée en laboratoire avec un film de simulation. Les résultats ont démontré que la capacité de prise de décision des athlètes est altérée après avoir effectué une tâche cognitive, en termes de précision et de temps de réponse.
  • 3 autres études ont tenté d’examiner les effets de la fatigue mentale sur les capacités de prise de décision chez les footballeurs, en particulier lors de la passe. Les 3 études ont montré que la fatigue mentale influence la prise de décision lors de la passe chez les footballeurs après 30 minutes ou plus de tâche induisant une fatigue mentale. 
  • En se basant sur les résultats de la première étude, Trecroci et al. ont mené une expérience sur un jeu réduit (4 contre 4 avec un joker) pour examiner les compétences de prise de décision dans un contexte plus pertinent par rapport à la pratique réelle. La fatigue mentale affecte non seulement le nombre total de décisions de passes (MF = 2,4 ± 1,1 ; Contrôle = 1,5 ± 1,2), mais aussi la précisions des passes (MF = 81,5 ± 9,5 ; Contrôle = 88,2 ± 10,4) et des dribbles (MF = 41,3 ± 32,2 ; Contrôle = 75,3 ± 35,5)

DISCUSSION

Les sports

Sans surprise, les 11 études sélectionnés se sont principalement concentrées sur des sports de balle (football, basketball et tennis de table), car les exigences cognitives dans ces sports sont extrêmement élevées. En effet, les trajectoires des mouvements des athlètes et de la balle sont généralement imprévisibles avec des changements de direction, diverses obstructions et perturbations visuelles. C’est pourquoi les athlètes doivent rester concentrés tout au long du jeu, ce qui augmente la fatigue mentale.

La plupart des études sélectionnées se sont concentrées sur des athlètes de haut niveau car les risques de fatigue mentale sont exceptionnellement élevés chez ces athlètes soumis à une pression extrême. Cependant, les études sur les athlètes d’une autre catégorie sont également importantes, car de nombreuses études ont montré que des facteurs non liés aux activités sportives sont également responsables de la fatigue mentale des sportifs. Les études futures devraient considérer cette dimension particulière.

Intervention et manifestation de la fatigue mentale
La tâche de Stroop a été utilisé dans la plupart des études sélectionnées. Il s’agit d’une méthode classique pour mesurer le contrôle inhibiteur et l’attention soutenue, qui sont des fonctions exécutives. Selon une étude précédente, ces fonctions sont fortement liées à la performance technique dans le sport ; une diminution de ces capacités peut nuire aux performances des athlètes. De plus, conformément à des études récentes, une tâche de Stroop de 30 minutes peut-être utilisée pour induire efficacement une fatigue mentale chez les sportifs de tout niveau.
Conformément à Smith et al., cette revue systématique montre que l’évaluation subjective est un moyen fiable pour mesurer la fatigue mentale. Des études antérieures ont montré que les évaluations subjectives peuvent détecter la fatigue lorsqu’une évaluation objective n’est pas possible. De plus, il a été suggéré que la fatigue mentale subjective précède toute baisse de performance. L’EVA semble en particulier être un instrument efficace, rapide et facile à interpréter et a été largement mis en œuvre.

Les effets de la fatigue mentale sur les performances techniques
Compétences offensives et défensives
La majorité des études sélectionnées se sont concentrées sur les compétences offensives car les ressources cognitives sont plus épuisées lors de ces phases de jeu que lors des phases défensives. Par conséquent, les sportifs sont plus susceptibles de ressentir de la fatigue mentale lors de l’exécution de techniques offensives que défensives, car la perception de l’effort augmente davantage dans les premières que dans les secondes. Cependant, cette hypothèse devrait être confirmée dans de futures études par une comparaison directe de ces deux compétences techniques utilisées dans le même sport.

Le Mansec et al., Smith et al. et Filipas et al. ont tous trouvé que la fatigue mentale réduit la précision et la vitesse donnée à la balle. Généralement, un compromis vitesse-précision se produit pendant la performance dans des conditions de fatigue mentale, l’objectif de performance de vitesse (principal) étant maintenu au détriment de l’objectif de précision (secondaire). Cette revue systématique met en évidence les effets négatifs de la fatigue mentale sur les performances techniques sportives en général mais les effets varient en fonction de la tâche demandée. Ces informations peuvent être utilisées pour développer un plan d’entraînement.

Compétences de prise de décision
Smith et al. ont mené la première étude sur les performances de prise de décision dans le sport, démontrant que la fatigue mentale influence négativement la vitesse et la précision des athlètes dans les prises de décisions urgentes en laboratoire. Trecroci et al. ont étendus les résultats au terrain (jeux réduits), ce qui est plus pertinent pour la compétition dans le monde réel. Des performances médiocres ont été observées dans les deux études, probablement en raison de déficiences des capacités cognitives telles que les fonctions exécutives et le traitement de l’information, ce qui peut influencer les capacités de prise de décision des sportifs. Selon les chercheurs, le comportement de recherche visuelle des athlètes a également été lié à une baisse des performances de traitement de l’information. Bien que les athlètes des groupes expérimentaux et témoins aient extrait des informations de sources similaires, la capacité à identifier et à utiliser les informations de manière appropriée a été compromise par les athlètes dans le groupe expérimental. Les résultats suggèrent que la fatigue mentale peut affecter l’attention, qui est contrôlée par la fonction exécutive « inhibition ». Trois des études sélectionnées se sont concentrées sur la capacité de prise de décision lors d’une passe. Deux des trois études ont cherché à étudier l’exposition prolongée aux smartphones et aux jeux vidéo comme cause possible de fatigue mentale et l’impact ultérieur sur les prises de décisions. La 3ème a cherché à analyser directement les effets de la fatigue mentale sur les prises de décisions. Les résultats des 3 études démontrent que la fatigue mentale altère les capacités de prise de décision lorsque les sportifs sont exposés à une tâche cognitive de 30 ou 45 minutes mais l’exposition à une tâche cognitive de 15 minutes n’a aucun effet. Par conséquent, il est conclu que la durée d’une tâche cognitive doit être d’au-moins 30 minutes pour induire expérimentalement une fatigue mentale.

Mécanisme potentiel
Comprendre les mécanismes sous-jacents potentiels peut aider au développement d’interventions pour contrer l’effet négatif de la fatigue mentale sur la performance technique. Il est inévitable de considérer la perception de l’effort (RPE) qui est le seul paramètre à moduler l’effet de la fatigue mentale sur la performance d’endurance dans la littérature sur la performance physique. Cependant, cette revue systématique n’a pas trouvé de preuve cohérente car le niveau de RPE n’était pas significativement différent dans la majorité des études. Moreira et al. ont constaté que la fatigue mentale augmente la testostérone salivaire qui peut être associé à l’augmentation des erreurs techniques. En effet, la testostérone serait impliquée dans la régulation du système de récompense mésolimbique impliquant la dopamine. Moreira et al. ont proposé que des niveaux inférieurs de testostérone puissent influencer la transmission de la dopamine chez les athlètes fatigués mentalement. Cette découverte montre que la fatigue mentale diminue la dopamine dans le cortex cingulaire antérieur (CCA), altérant les fonctions exécutives.
L’altération des compétences techniques a été fortement liée à l’orientation de l’attention. En effet, il a été démontré que la fatigue mentale déplace l’attention d’un objectif vers des stimuli qui ne sont pas pertinents pour les performances ultérieures. Au football, la prise de décision repose fortement sur la capacité du cerveau humain à percevoir les informations pertinentes d’un environnement complexe, tout en bloquant les distractions non pertinentes. Cependant, cette capacité est altérée par la fatigue mentale.
Une autre explication possible est que les athlètes sont incapables de répondre aux signaux pour se préparer aux décisions à venir car la fatigue mentale nuit à la préparation et à la planification. Pour prendre une bonne décision, les athlètes doivent interpréter et/ou anticiper le mouvement de leurs coéquipiers, des adversaires et/ou du ballon, etc. Cependant, l’exécution des processus de préparation et de planification est sensible à la fatigue mentale.

La déficience a également été attribuée à la capacité réduite de la stratégie de recherche visuelle. Dans les sports collectifs, les sportifs fatigués mentalement ont tendance à passer plus de temps à se concentrer sur leurs adversaires, tout en passant moins de temps à se concentrer sur leurs coéquipiers, ce qui nuit à la capacité de prise de décision.
Les enjeux et directions futures
  • De futures études pourraient examiner des stratégies pour contrer la fatigue mentale tout en surveillant les effets sur les performances.
  • L’impact du temps après des tâches cognitives devrait être pris en compte par de futures études. Bien que la durée de la fatigue mentale soit inconnue, Smith et al. ont rapporté qu’un individu peut se remettre d’une fatigue mentale aigue après 60 à 135 minutes.
  • La plupart des études se sont intéressées aux footballeurs qui sont confrontés à des exigences cognitives extrêmement difficiles lors de la compétition. Cependant, une attention particulière doit également être accordée aux athlètes d’autres sports car des études récentes ont démontré que la fatigue mentale peut être causée par des facteurs non liés aux activités sportives (par exemple les smartphones, les jeux vidéo, etc.)
  • Les sportifs évoluant à des postes offensifs pourraient être plus sensibles à la fatigue mentale que ceux évoluant à des postes défensifs, notamment dans certains sports collectifs comme le football. Cette suggestion devrait être considérée par les entraîneurs : les athlètes offensifs pourraient avoir besoin de faire plus d’entraînement mental.
  • Lors de tâche cognitive intense, les athlètes doivent mettre en œuvre une fonction exécutive pour maintenir leur vigilance. Si ce processus se prolonge, une fatigue mentale peut s’installer. De futures études devraient évaluer la potentielle amélioration des performances techniques en augmentant la capacité des athlètes à remplir une fonction exécutive
Limites de l’étude
  • Il s’agit d’une revue systématique conduite de façon rigoureuse mais sans méta-analyse
  • Elle se concentre uniquement sur la performance technique, excluant la performance physique. Etant donné qu’elles sont étroitement liées, de futures recherches devraient les étudier ensemble afin d’obtenir des résultats plus complets
  • Seuls les articles rédigés en anglais ont été retenus, ce qui peut également limiter la représentation des résultats

Conclusion

  • La fatigue mentale affecte un large éventail de composantes de la performance sportive chez les athlètes de haut-niveau. Les compétences techniques et de prises de décisions sont des éléments importants, en particulier lorsque les athlètes jouent des rôles offensifs.
  • Une tâche de Stroop de 30 minutes est suffisante pour induire une fatigue mentale. De plus, l’EVA est efficace pour la mesure subjective.
  • Les résultats suggèrent que les athlètes devraient éviter les tâches cognitives avant la compétition ou l’entraînement pour obtenir des performances optimales. Cela inclut l’exposition aux écrans et aux jeux vidéo.
  • Le mécanisme possible de l’effet de la fatigue mentale sur les performances techniques est l’augmentation de la concentration d’adénosine dans le cortex préfrontal activé par des tâches cognitives, altérant une série de fonctions exécutives.
  • De nouvelles études avec des interventions pour contrer cet effet négatif de la fatigue mentale sont nécessaires.

L'article

Sun H, Soh KG, Roslan S, Wazir MRWN, Soh KL (2021) Does mental fatigue affect skilled performance in athletes? A systematic review. PLoS ONE 16(10): e0258307. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0258307

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