Combien de nourriture emporter : le nombre qui compte, c'est les calories par gramme

Partir d'une équation, pas d'une règle empirique

L'équation de Pandolf a été publiée en 1977 par Pandolf, Givoni et Goldman au US Army Research Institute of Environmental Medicine, et elle reste l'outil de référence pour prédire le coût métabolique de la marche avec charge. Elle additionne trois termes : un coût de station debout proportionnel à la masse corporelle, une pénalité de portage croissant avec le carré du rapport charge/corps, et un terme de marche proportionnel à la masse totale, au carré de la vitesse, à la pente et à un facteur de terrain sans dimension. C'est ce facteur de terrain qui la rend utile hors route. Le bitume vaut 1,0, une piste 1,1, une broussaille légère 1,2, une broussaille dense 1,5, un marécage 1,8, le sable meuble 2,1, et la neige molle va de 2,5 à 4,1 selon l'enfoncement.

Elle suppose beaucoup, et ces suppositions méritent d'être nommées. Elle a été ajustée sur des soldats marchant sur tapis roulant : elle décrit donc une marche en régime établi sur sol uniforme, non de l'escalade facile, des ressauts ou de la recherche d'itinéraire. Elle a été validée pour des charges jusqu'à environ 40 kg, des vitesses jusqu'à environ 6 km/h et des pentes de 0 à 10 %, elle est donc hors domaine dans un col raide. Elle n'a aucun terme de descente : les pentes négatives demandent une correction distincte, car descendre coûte moins que le plat jusqu'à un certain point, puis davantage. Et elle n'est pas prudente comme on l'espérerait : une étude de 2017 sur le portage militaire contemporain l'a trouvée sous-estimant la dépense mesurée, avec un biais moyen d'environ 125 watts. En termes de préparation, le nombre qu'elle te donne est un plancher, pas un plafond.

Il existe une alternative plus simple, l'équation de marche de l'ACSM, qui estime la consommation d'oxygène à partir de la seule vitesse et de la pente. Elle est plus facile à utiliser et présente un défaut rédhibitoire ici : elle n'a aucun terme de charge, elle ne peut donc pas répondre à la question que se pose un randonneur. Pandolf est le bon outil précisément parce que le sac est l'une de ses entrées.

Une journée, calculée de bout en bout

Un randonneur de 70 kg avec un sac de 15 kg, marchant huit heures à 4,5 km/h sur un sentier correct — facteur de terrain 1,2, la valeur broussaille légère — ressort à environ 352 watts de dépense métabolique, soit 303 kcal par heure et 2 422 kcal pour la journée de marche. Les seize autres heures ne sont pas gratuites : avec un métabolisme de repos d'environ 1 640 kcal par jour, seize heures de tâches de camp et de sommeil coûtent près de 1 314 kcal. Total, environ 3 736 kcal, soit 3 700 et des poussières pour la planification.

Deux choses font beaucoup bouger ce nombre, et il vaut la peine de savoir lesquelles. Le terrain d'abord : la même journée de huit heures sur bitume donne environ 3 462 kcal, sur piste 3 599, en broussaille dense 4 147, et dans le sable meuble près de 4 970. Entre une route forestière et un champ de dunes, la journée varie de 1 500 kcal, soit à densité réaliste près de 300 g de nourriture en plus. La pente ensuite, et elle est brutale : tout le reste étant fixe, la même marche sur une pente de cinq pour cent voit la dépense bondir de 63 %. Trois heures en pente dans une journée de huit heures font passer le total de 3 700 à environ 4 300 kcal.

La contrainte qui mord est la masse : planifie donc en calories par gramme

Savoir qu'il faut 3 700 kcal ne dit rien de ce qui entre dans le sac, car les calories ne pèsent rien. Ce qui pèse, c'est la nourriture, et le taux de change entre les deux est la densité énergétique. C'est pourquoi les planificateurs expérimentés raisonnent en kcal par gramme et non en kcal par jour : le chiffre calorique est un besoin, la densité est une décision, et c'est dans la décision que se trouve tout le levier.

Le tableau ci-dessus applique la même journée de 3 700 kcal à toute la fourchette réaliste. À 4,0 kcal/g, une journée pèse 925 g et sept jours d'autonomie pèsent 6,47 kg. À 5,5 kcal/g, la même journée pèse 673 g et la semaine 4,71 kg. Presque 1,8 kg d'écart, sans changer une seule calorie de ce que tu manges. Pour comparaison, 1,8 kg, c'est une tente deux places, ou tout le duvet d'un sac de couchage chaud, ou près de deux litres d'eau.

D'où vient la densité ? Des facteurs d'Atwater, que la FAO expose : les lipides fournissent environ 9 kcal par gramme, glucides et protéines environ 4 chacun, et l'eau rien du tout. Résous pour la part de lipides d'un mélange sec et l'arithmétique est impitoyable. Pour atteindre 4,5 kcal/g, environ un dixième de la masse sèche doit être du gras. Pour 5,0, un cinquième. Pour 5,5, environ 30 %. Le plafond théorique est 9 kcal/g — du gras pur, auquel cas la journée entière pèse 411 g — et personne ne mange cela. La fourchette pratique n'est donc pas une préférence : c'est un trait tiré entre ce que la physique autorise et ce qu'un humain avale encore le cinquième soir.

Le plafond : on n'absorbe pas une quantité arbitraire

Le calcul suppose jusqu'ici que tu manges ce que tu portes et absorbes ce que tu manges. Sur quelques jours, cela tient. Sur des semaines, non, et la raison est mesurable. Thurber et ses collègues ont rassemblé les dépenses énergétiques d'événements d'endurance humains allant d'une demi-journée à plus de 250 jours, en y ajoutant leurs propres mesures sur des coureurs traversant un continent. Le motif est une courbe : plus l'effort est long, plus le multiple soutenable du métabolisme de base est bas, avec un plateau sous trois fois la base. En croisant cela avec des études de suralimentation, ils ont identifié une limite d'apport alimentaire autour de 2,5 fois le métabolisme de base — un plafond de ce que l'intestin peut réellement livrer, au-delà duquel la différence sort des réserves du corps.

Confrontons-y les chiffres de notre randonneur. Son métabolisme de base vaut environ 1 640 kcal, son plafond alimentaire environ 4 106 kcal par jour. La journée à plat calculée coûte 3 736 kcal, soit 2,27 fois la base — largement en dessous. La journée avec pentes coûte 4 312 kcal, soit 2,63 fois la base, et cela dépasse la ligne. Sur l'itinéraire pentu, il perdra du poids quel que soit le soin apporté au sac, car la limite n'est pas ce qu'il a emporté mais ce qu'il peut assimiler. La bonne réponse n'est pas plus de nourriture. C'est de prévoir le déficit, de le maintenir petit, et d'accepter qu'un long parcours difficile est un lent tirage sur les réserves plutôt qu'un équilibre.

L'eau pèse plus lourd que la nourriture, et c'est un autre problème

Un litre d'eau pèse un kilogramme, et contrairement à la nourriture c'est une masse entièrement indigeste, de densité énergétique nulle. La prise de position conjointe de l'Academy of Nutrition and Dietetics, des Diététistes du Canada et de l'ACSM donne des taux de sudation à l'effort allant de 0,3 à 2,4 litres par heure selon l'intensité, la durée, la forme, l'acclimatation et les conditions, et note qu'un kilogramme de masse corporelle perdu correspond à peu près à un litre de sueur. Prends un taux moyen de 0,7 litre par heure sur six heures de marche : la perte hydrique de la journée est de 4,2 litres, pesant 4,2 kilogrammes. C'est 5,7 fois la masse de toute la nourriture de la journée à 5 kcal/g.

Le salut vient de ce que l'eau est un problème de flux et non de stock. La nourriture doit être portée pour toute la section ; l'eau seulement entre deux points d'eau. Sur un sentier bien arrosé, la bonne réponse est souvent de porter un demi-litre et de boire à chaque ruisseau ; sur une section sèche, de porter l'écart et rien de plus. La même prise de position note qu'un déficit hydrique au-delà d'environ deux pour cent du poids corporel commence à dégrader la performance aérobie et la cognition, surtout à la chaleur, et qu'un apport de 0,4 à 0,8 litre par heure convient à la plupart des gens et des épreuves. Entre ces deux nombres tient tout l'art de la section sèche : savoir où est le prochain point d'eau, savoir ce que l'écart coûte en kilogrammes, et ne pas porter un litre au-delà d'une source.

L'arithmétique du ravitaillement, et pourquoi la nourriture ne se rembourse pas

La masse de nourriture décroît linéairement à mesure qu'on la mange : le poids moyen d'une section vaut donc la moitié de son poids de départ. Sept jours à 740 g par jour commencent à 5,18 kg et font 2,59 kg en moyenne. Coupe la même semaine par un ravitaillement et la section commence à 2,59 kg pour une moyenne de 1,29 kg — le pic est divisé par deux, la moyenne aussi. Voilà tout l'argument du ravitaillement en une ligne, et il est solide : le pic, ce sont tes hanches le premier matin après le village ; la moyenne, c'est tout le reste.

Il existe un second argument tentant qui se révèle faible, et il faut le tuer. Porter moins devrait coûter moins d'énergie, donc un sac plus léger devrait réduire le besoin alimentaire, qui réduirait encore le poids du sac. Fais le calcul. Diviser la charge par deux, de 15 à 7,5 kg, fait tomber la dépense de 352 à 325 watts, soit environ 187 kcal d'économie sur une journée de huit heures. À 5 kcal/g, cela fait 37 g de nourriture. Le terme quadratique de pénalité de charge se comporte bien de façon spectaculaire — il est divisé par 4,4 — mais il ne pesait que 7,8 watts sur 352 au départ : le spectacle est invisible dans le total. Allège ton sac parce que porter moins est plus agréable et plus sûr, non parce que la nourriture te remboursera. Elle ne le fera pas.

Questions fréquentes

Sur combien de calories par jour faut-il tabler ?

N'utilise pas un nombre unique, utilise l'équation, car la fourchette honnête est énorme. La même personne, sur les mêmes huit heures, coûte environ 3 462 kcal sur route et environ 4 970 dans le sable meuble, et trois heures à cinq pour cent de pente ajoutent encore 600 kcal. Ce qui déplace la réponse, par ordre d'importance : la pente, le terrain, la vitesse, la charge et ta masse corporelle. Une habitude raisonnable pour une journée de sentier avec un sac moyen tourne autour de 3 500 à 4 000 kcal, mais dès que l'itinéraire est raide, mou ou long, calcule plutôt que de supposer, et rappelle-toi que cette équation s'est montrée sous-estimatrice plutôt que sur-estimatrice.

Existe-t-il une densité cible en calories par gramme ?

La cible traditionnelle est d'environ 4,5 kcal/g, et le calcul explique sa longévité : elle s'atteint avec de la nourriture ordinaire, ne demande qu'environ un dixième de la masse sèche en lipides, et place sept jours d'autonomie à 5,76 kg. Pousser à 5,5 kcal/g économise 1,05 kg de plus sur la semaine mais exige environ 30 % de lipides dans la masse sèche, ce qui a un vrai coût de palatabilité au cinquième soir. En dessous de 3,5 kcal/g, la nourriture transporte de l'eau dont tu n'as pas besoin. Ta place dans cette bande doit suivre la durée : sur deux nuits la densité importe peu et il faut bien manger ; sur neuf jours d'autonomie, c'est le plus grand levier sur le poids du sac.

Pourquoi mon appétit disparaît-il les deux premiers jours puis explose-t-il ?

Le schéma est assez répandu pour que les marcheurs expérimentés le prévoient, même si les mécanismes ne sont pas tranchés et que toute explication trop nette dépasse les preuves. Ce qui n'est pas discuté, c'est la conséquence pratique, et elle est utile : un déficit accumulé les jours un et deux devra être remboursé plus tard, et plus tard c'est quand le sac est le plus léger et que le ravitaillement est peut-être déjà derrière toi. La réponse pratique est de charger l'avant en appétence plutôt qu'en calories — mets au début ce que tu auras réellement envie de manger — et de garder les aliments les plus denses pour la seconde moitié de la section, quand l'appétit a rattrapé et que chaque gramme économisé plus tôt a déjà été porté.

Faut-il prévoir de perdre du poids sur une longue sortie ?

Sur un itinéraire dur, il faut s'y attendre, car le plafond alimentaire en fait de l'arithmétique et non de la volonté. L'apport énergétique soutenable plafonne autour de 2,5 fois le métabolisme de base : dès que la dépense du jour dépasse cela, le manque sort des réserves quoi que tu emportes. La journée pentue de notre randonneur, à 2,63 fois la base, est déjà au-delà. La bonne réponse est de garder le déficit modeste et délibéré plutôt que de le combattre : mange à l'appétit, privilégie la densité sur les longues sections, et considère une semaine de marche difficile comme un lent retrait plutôt qu'un compte équilibré. Un déficit devenu important est une autre affaire : il dégrade le jugement et la tolérance au froid, ce qui sur un itinéraire isolé relève de la sécurité et non de la nutrition.

Combien d'eau faut-il réellement porter ?

Porte l'écart, pas la journée. L'eau est le seul objet lourd de ton dos qui se remplace en route : la bonne quantité est donc celle qui te mène au prochain point d'eau fiable avec une marge, et rien de plus. Les taux de sudation à l'effort vont de 0,3 à 2,4 litres par heure selon la chaleur, l'intensité et l'acclimatation, et un apport de 0,4 à 0,8 litre par heure convient à la plupart : une section sèche de trois heures par temps chaud est un problème à deux litres, pas à cinq. Pèse-toi avant et après une longue journée chaude si tu veux ton propre chiffre : un kilogramme perdu vaut environ un litre de sueur. Et surveille le seuil plutôt que le total — au-delà d'environ deux pour cent du poids corporel, le déficit coûte de la performance et de la lucidité.