Auswahl der wissenschaftlichen Literatur zum Thema „Cryothérapie corps entier“

Cette thèse a été effectuée sous le couvert d’une convention CIFRE issue d’une collaboration entre la Société Cryantal (Lognes, France) et les laboratoires universitaires C3S (EA 4660) et MOVE (EA 6314) de Franche-Comté et de Poitiers. Elle a été articulée autour du développement d’une nouvelle technologie de chambre de Cryothérapie Corps Entier (CCE). Le travail mené au cours de ces quatre années a eu pour objectifs : 1) L’identification des besoins technologiques et méthodologiques à partir d’études conduites sur le terrain et de l’analyse de la littérature scientifique ; 2) Le développement d’un prototype de chambre CCE à partir des besoins identifiés ; 3) La validation technologique du prototype en vue de son industrialisation ; 4) D’apporter des perspectives d’évolutions futures pour le développement du prototype afin qu’il devienne une chambre CEE commercialisable. Afin de répondre à ces objectifs, la thèse a été divisée en deux parties distinctes.La première partie met en évidence les applications pratiques et les besoins technologiques afin d’identifier les limites et avantages des différentes méthodes et techniques utilisées en vue du développement d’un nouveau prototype de chambre CCE. Les études conduites sur le terrain dans les conditions réelles de compétition ont montré que la CCE n’était pas vécue comme une contrainte importante par les athlètes et qu’elle leur permettait d’améliorer la qualité de leur sommeil perçu. Nous avons également montré que des individus avec un indice de masse corporel moins élevé supportaient moins bien les expositions au froid extrême en cabine comparé à ceux possédant un indice de masse corporel plus important. La revue de littérature scientifique a mis en évidence le manque crucial de données valides concernant les températures d’exposition dans les chambres et cabines. Elle pointe également pour la première fois, l’ensemble des protocoles d’expositions utilisés à ce jour dans les domaines d’applications relatifs aux pathologies traumatiques et de récupération physique. Elle crée le lien indispensable entre les différents domaines d’utilisation de la CCE et les différentes technologies utilisées.La seconde partie expose l’ensemble du développement technologique du prototype de la nouvelle chambre CCE, sa validation et son optimisation pour pouvoir prétendre à sa commercialisation. Elle comporte une étude scientifique de validation technologique du prototype de chambre de CCE basé sur la variation de la température cutanée des individus exposés. Les résultats ont montré que les variations de température cutanée engendrées par l’exposition avec la nouvelle technologie étaient similaires aux variations rapportées avec les autres technologies existantes. Les mesures préliminaires réalisées sur le prototype ont permis d’apporter des perspectives d’évolutions futures en vue de la commercialisation de la chambre
This thesis has been completed as part of a CIFRE agreement between the research and development department of the Cryantal Company (Lognes, France) and the C3S (EA4660) and MOVE (EA6314) laboratories from the Universities of Franche-Comté and Poitiers. The aim of the thesis was the development of a new technology of whole-body Cryotherapy (WBC) chamber. The various studies that we conducted centred on : – the identification of technological and methodological requirements from field studies and the analysis of scientific literature; – the development of a WBC chamber prototype according to the identified requirements; – the technological validation of the prototype to its industrialization; and – the evolution of the prototype toward a marketable version. The thesis was divided into two parts. The first part highlights the practical applications and the technological requirements to identify the limits and the advantages of the existing methodologies and technologies in order to develop a new WBC chamber device. Studies performed in the field during competitions showed that WBC is well tolerated by athletes and can be used during heavy competition periods and/or during training periods. We also demonstrated that female athletes with lower body-mass indexes seem to be much more sensitive to cold than female athletes with higher body-mass indexes. The literature review reported a lack of data concerning the actual temperature inside the WBC chamber and cabin. The lack of methodological information for the exposure protocol was also pointed out. It creates the link between the field of application of the WBC and the different technology used. The second part presents the technological development of the new WBC chamber prototype, its validation, and its optimisation in order to be commercialized. This part includes a validation study of the prototype based on the effects of a 3-minute exposure on the skin temperature decrease of exposed individuals. The results showed a similar decrease to those observed with other WBC existing technologies. This is certainly due to the homogeneity of the temperature of exposure and the new technology developed. Preliminary measurements of the prototype allowed for the prospect of the commercialization of this new WBC chamber

Ce travail de thèse présente la modélisation numérique CFD du comportement thermique cutané humain en cryothérapie corps entier (CCE), un traitement par le froid qui consiste à exposer l'ensemble du corps à des températures très basses (-110°C) pendant 3 à 4 minutes. L'objectif est d'optimiser les protocoles de cryothérapie spécifiques et propres à chaque personne. Des approches expérimentales (cartographies cutanées de températures par thermographies infrarouges) et des mesures de températures réelles dans la chambre principale de cryothérapie sont réalisées pour alimenter lesconditions aux limites d’entrée des simulations d’une part et de valider les résultats numériques d’autre part. Un modèle mathématique a été établi permettant de prédire le refroidissement de la température cutanée dans différentes zones du corps au cours d'une séance de cryothérapie corps entier CCE pour différentes populations et morphotypes.Des simulations numériques ont été réalisées pour étudier le comportement thermo-aéraulique de la chambre de cryothérapie vide et occupée. Ces simulations ont montré que la présence d'une personne perturbe les champs thermiques et aérauliques dans la chambre pendant la séance de CCE, entraînant une augmentation de la température de la chambre due à la dissipation de chaleur par la personne. Ce phénomène devient plus remarquable lorsque le nombre de sujets augmente. D'autres simulations ont été réalisées pour étudier la cinétique de refroidissement cutané pour différents morphotypes pendant une séance de CCE. Les modèles numériques ont été validés par les résultats expérimentaux, démontrant ainsi une bonne concordance entre les deux résultats
This thesis presents the CFD modelling of human cutaneous thermal behaviour in whole-body cryotherapy (WBC), a cold treatment that involves exposing the entire body to very low temperatures (-110°C) for 3 to 4 minutes. The objective is to optimize cryotherapy protocols that are specific and tailored to everyone. Experimental approaches (cutaneoustemperature mapping by infrared thermography) and measurements of actual temperatures in the main cryotherapy chamber are carried out to provide input boundary conditions for simulations, on the one hand, and to validate numerical results on the other hand. A mathematical model has been developed to predict the cooling of skin temperature in different body areas during a whole-body cryotherapy (WBC) session for various populations and morphotypes.Numerical simulations were conducted to determine the thermo-aerodynamic behaviour of both the empty and occupied cryotherapy chamber. These simulations revealed that the presence of a person disrupts the thermal and airflow fields within the chamber during the WBC session, leading to an increase in chamber temperature due to heat dissipation bythe person. This phenomenon becomes more pronounced as the number of subjects increases. Further simulations were carried out to investigate the cutaneous cooling kinetics for different morphotypes during WBC sessions. The numericalmodels were validated against experimental results, demonstrating a good agreement between the two results

Cette thèse a été menée dans le cadre d’une convention CIFRE, issue d’une collaboration entre le Laboratoire C3S (Culture, Sport, Santé, Société – EA 4660) et l’entreprise Besançon Fitness. Le travail réalisé s’est orienté sur l’étude de la combinaison de l’entraînement en altitude et de la cryothérapie-cryostimulation corps entier (CCE) pour l’optimisation des performances sportives et de la récupération. À notre connaissance, bien que ces deux stimulations soient reconnues pour leurs bienfaits en termes d’entraînement et/ou de récupération, aucun protocole de recherche n’a été réalisé pour étudier leur combinaison. Ainsi les différentes phases de ce travail se sont articulées autour des combinaisons d’expositions au stress hypoxique, allant de l’exposition aigue à l’exposition chronique, et à la CCE.La première étude, menée auprès de seize cyclistes entrainés (âge : 21 ± 3 ans, taille : 178,8 ± 6,5 cm, masse corporelle : 70,4 ± 7,8 kg), a permis l’analyse des réponses psychophysiologiques liées à un entraînement unique de type répétitions de sprints en hypoxie (RSH) combiné à une exposition à la CCE. Les résultats de cette étude ont montré que l'ajout d’une exposition à la CCE pré-RSH ne modifiait pas la puissance produite au cours de l’effort, mais pourrait être bénéfique pour des exercices prolongés en hypoxie en maintenant l'oxygénation musculaire. L’ajout de la CCE pré- ou post-RSH a positivement influencé la perception de récupération des participants. Enfin, l’analyse du sommeil n’a pas mis en évidence de détérioration de la qualité de celui-ci à la suite d’une séance RSH. Il semblerait néanmoins que l’ajout de la CCE-post RSH puisse positivement influencer ce paramètre avec la réduction de la quantité de mouvement durant la nuit. D’autres investigations sont nécessaires pour déterminer plus précisément l’effet de cette association sur le sommeil, avec notamment l’étude de son architecture.La seconde étude de thèse a impliqué vingt-huit cyclistes français de haut niveau dont neuf hommes (âge : 21 ± 4 ans, taille : 184,9 ± 6,5 cm, masse corporelle : 71,8 ± 7,0 kg, V̇O2max : 63,5 ± 5,9 ml.min.kg-1) et dix-neuf femmes (âge : 18 ± 4 ans, taille : 168,1 ± 6,1 cm, masse corporelle : 62,4 ± 8,8 kg, V̇O2max : 54,5 ± 5,3 ml.min.kg-1), a été menée conjointement avec le projet HypoxPerf 2024 financé par du Programme Prioritaire de Recherche « Sport de Très Haute Performance » en prévision des Jeux Olympiques de Paris 2024. Cette étude avait pour objectif d’investiguer l’association d’une exposition chronique à l’altitude aux stress thermiques de façon plus large : la CCE mais aussi la chaleur. Ainsi, un stage LHTHL (Live High-Train High and Low ; vivre en altitude et s’entraîner en altitude et au niveau de la mer) de 14 jours avec 6 séances de RSH a été mis en place et associé à des expositions à la CCE ou à la chaleur en fonction des conditions expérimentales. L’objectif était de déterminer les effets des conditions expérimentales sur l’amélioration des performances mais aussi sur l’acclimatation des participants pendant le stage. Les résultats confirment que les adaptations psychophysiologiques consécutives à un stage LHTLH permettent l’augmentation des performances physiques principalement avec une hausse de la puissance maximale aérobie (PMA) immédiatement et trois semaine après le stage. Néanmoins, l’ajout d’un stress thermique n’a pas d’effet significatif sur l’augmentation de PMA. De même, les variables physiologiques et psychologiques (variabilité de fréquence cardiaque, saturation artérielle en oxygène, qualité de sommeil, charge de travail) mesurées lors du stage sont elles aussi significativement impactées par l’exposition à l’altitude mais pas par les stress thermiques
This thesis was carried out under a CIFRE agreement, resulting from a collaboration between the C3S Laboratory (Culture, Sport, Health, Society - EA 4660) and the Besançon Fitness company. The work focused on studying the combination of altitude training and whole-body cryotherapy-cryostimulation (WBC) to optimise sports performance and recovery. To our knowledge, although these two stimuli are recognised for their benefits in terms of training and/or recovery, no research protocol has been carried out to study their combination. The different phases of this work were therefore designed to study combinations of exposure to hypoxic stress, ranging from acute to chronic exposure, and to WBC.The first study, carried out on sixteen trained cyclists (age: 21 ± 3 years, height: 178.8 ± 6.5 cm, body mass: 70.4 ± 7.8 kg), analysed the psychophysiological responses associated with a single training session involving repeated sprint in hypoxia (RSH) combined with exposure to WBC. The results of this study showed that the addition of pre-RSH exposure to WBC did not modify the power output during subsequent exercise but could be beneficial for prolonged exercise in hypoxia by maintaining muscle oxygenation. The addition of WBC pre- or post-RSH positively influenced participants' perception of recovery. Finally, sleep analysis did not reveal any deterioration in sleep quality following an RSH session. However, it would appear that the addition of WBC-post RSH may have a positive influence on this parameter, with a reduction in the amount of movement during the night. Further investigations are needed to determine more precisely the effect of this association on sleep, including a study of its architecture.The second Ph.D. study involved twenty-eight high-level French cyclists, including nine men (age: 21 ± 4 years, height: 184.9 ± 6.5 cm, body mass: 71.8 ± 7.0 kg, V̇O2max: 63.5 ± 5.9 ml.min. kg-1) and nineteen women (age: 18 ± 4 years, height: 168.1 ± 6.1 cm, body mass: 62.4 ± 8.8 kg, V̇O2max: 54.5 ± 5.3 ml.min.kg-1), was conducted in association with the HypoxPerf 2024 project funded by the « Sport de Très Haute Performance » Priority Research Programme in anticipation of the Paris 2024 Olympic Games. The aim of this study was to investigate the association between chronic exposure to altitude and thermal stress in a broader sense: WBC but also heat. A 14-day LHTHL (Live High-Train High and Low) training camp with 6 RSH sessions was set up and associated with exposure to WBC or heat, depending on the experimental conditions. The aim was to determine the effects of the experimental conditions on performance improvement and also on the participants' acclimatization during the training camp. The results confirm that the psychophysiological adaptations following a LHTLH protocol lead to an increase in physical performance, mainly with an increase in maximal aerobic power (MAP) immediately and three weeks after the intervention. However, the addition of thermal stress had no significant effect on the increase in MAP. Similarly, the physiological and psychological variables (heart rate variability, arterial oxygen saturation, sleep quality, workload) measured during the course were also significantly affected by exposure to altitude, but not by thermal stress