La mesure de la VO2max - la consommation maximale d’oxygène - a souvent été définie comme le principal facteur de performance dans les sports d’endurance.
Cependant, la VO2max n'est pas le seul facteur à considérer et n'a pas l'importance que l'on a souvent essayé de lui donner. Explications en 2 parties d'après une étude sur 16 des meilleurs coureurs au monde lors du projet Breaking2.

aerobie

Après avoir lu la première partie de l’étude consacrée aux tests réalisés et aux tests physiologiques de laboratoire :

https://www.lepape-info.com/actualite/actualite-running/la-fin-du-mythe-de-la-vo2max-premiere-partie/ 

voici la seconde partie où il est question de seuil aérobie, anaérobie, critique, d’économie de course et d’autres aspects sans oublier le côté marketing autour du défi Breaking2.

 

Rappel de quelques définitions bien utiles pour bien comprendre la suite de l’analyse.

 

Seuil aérobie, 1er seuil ventilatoire, SV1, seuil lactique, seuil :

Dans toute la « zone énergétique » se situant en-dessous de ce marqueur physiologique, l’organisme parvient à s’ajuster facilement à la demande et une seule des trois usines va répondre en très grande partie à l’appel d’offres : la filière aérobie.

Celle-ci utilise des matières présentes en grande quantité telle que l’oxygène et s’avère également écolo-durable. En effet, les déchets qu’elle produit sont en quantité raisonnables et facilement éliminées par l’organisme. Un signe simple pour se savoir dans l’allure verte : vous pouvez parfaitement tenir une conversation avec vos partenaires sans que l’air ne vienne à vous manquer.

Clairement, ce sont les allures d’échauffement, de footing. À partir du basculement de ce premier seuil, les besoins en ATP demeurent toujours majoritairement assurés par l’usine aérobie, mais son apport ne sera plus suffisant, la filière lactique va donc venir lui prêter main forte. Il s’en traduit une augmentation du « fameux » taux de lactate dans le sang.

Cependant, votre organisme parvient toujours à conserver un état de fonctionnement relativement stable puisque les déchets libérés par l’usine lactique sont éliminés à la même vitesse que celle de leur production. Cependant l’effort commence à devenir plus pénible. De façon intéressante il est encore assez simple de la déterminer par soi-même. Elle correspond lors d’une sortie, à l’allure à partir de laquelle votre ventilation s’accélérera (pour évacuer les déchets lactiques sous forme de dioxyde de carbone, soit ce que vous expirez). Vous ventiliez donc plus intensément mais n’avez pas perdu l’usage de la parole, simplement vos réponses seront plus courtes

 

Seuil anaérobie, 2ème seuil ventilatoire, SV2 :

C’est le signal de l’entrée dans la troisième zone il n’est plus question de discuter.

En effet, la filière aérobie approche de son maximum et elle devient vraiment insuffisante pour apporter l’énergie nécessaire à l’allure souhaitée. Pour contrecarrer ce manque d’énergie, la filière anaérobie lactique va prendre une part de plus en plus importante. Le point positif est que cela va vous permettre d’augmenter encore l’allure. Le point négatif est que votre temps de course sera compté. En effet, cette nouvelle augmentation du taux de lactate dans le sang va accélérer le taux d’acidification progressive des tissus, ce qui empêchera de poursuivre l’effort encore très longtemps.

Encore une façon simple de se rendre compte du passage de l’orange au rouge : un nouveau point d’inflexion de votre respiration apparaitra, il s’agit du second seuil. Vos inspirations et expirations deviennent très prononcées et cette fois-ci il n’est vraiment plus question de discuter mais de simplement donner une réponse la plus rapide possible : « oui » « non » « à boire », etc.

Ce passage dans la zone rouge pourra être tenu 30 à 50’ suivant les profils nous sommes donc assez proche de l’allure 10 km en course à pied. Les sensations deviennent donc franchement intenses mais encore tenables.

 

Seuil critique :

Les seuils aérobie et anaérobies sont donc des marqueurs physiologiques déterminés à partir d’inflexions fortes lors de mesures en laboratoires (échanges gazeux-ventilatoires, lactatémie) sur un test incrémental, qui démontrent le changement de proportions des filières énergétiques aérobie et anaérobie. Le seuil critique se situerait donc le plus souvent entre ces deux zones.

De nombreuses formules existent pour le déterminer. Mais, finalement son principe repose avant tout sur un principe assez simple : à quelle vitesse (ou puissance pour un cycliste) maximale pouvez-vous avancer sans qu’une dérive anaérobie s’installe et limite votre performance dans le temps. D’autres ont décrit une performance  à faire sur une certaine durée. Dans les deux cas cela ne sera pas toujours parfait car chaque sportif présente un profil unique.

À la lecture de cet article vous comprendrez bien que cette valeur sera influencée par de nombreux facteurs, ne serait-ce que par l’économie de course. En clair, c’est l’allure maximale que vous pourrez soutenir sans dérive anaérobie, la durée étant ensuite dépendante de votre résistance à la fatigue (des 4 facteurs de performance  sur marathon auxquels nous pourrons ajouter : réserves glucidiques, capacité d’oxydation lipidiques, niveau d’hydratation, mental, etc.).

 

Être économique à l’allure cible.

Pour la mesure d’économie de course à 21 km/h, l’objectif était évidemment de courir en aérobie, la consommation d’oxygène étant utilisée comme indicateur de la consommation d’énergie. Si vous devez brûler beaucoup d’énergie anaérobie pour maintenir le rythme, l’estimation de l’énergie sera inexacte.

Fait intéressant, seuls 7 des 16 coureurs ont été en mesure de remplir cette exigence malgré leur niveau, soit courir à un rythme de 2h sans dérive physio malgré le temps faible d’effort et avec une économie de course préservée (188 ml/kg/km), du moins pour 6 tours de piste.

 

En clair ?  Ces 7 seuls athlètes se situaient sous le seuil critique.

Ce seuil critique rendu populaire en cyclisme ou triathlon longue distance, notamment par la méthode Coggan de seuil critique sur 1h. Mais pour rendre à César ce qui appartient à César, ses lettres de noblesses proviennent du marathon où pour un athlète entraîné, endurant et relativement économe, il était recherché la vitesse la plus fine à laquelle le sportif était en capacité de courir sans dériver. En clair, juste sous le seuil d’accumulation des lactates sanguins (ou plus précisément des ions H+). Soit, sur un effort à majorité aérobie sans être dépendant d’une accumulation au niveau musculaire des ions H+, ceux qui vous chatouilleront sur vos séances lactiques. Et donc, également en minorant au maximum la demande énergétique en glycogène.

 

On comprend donc l’intérêt de connaitre le seuil lactique ou aérobie, soit l’intensité à partir de laquelle l’anaérobie prendra une part du marché en besoin énergétique pour produire l’énergie demandée. 

 

Mais, il s’avère que les top marathoniens sont en réalité capables de parcourir la distance à une vitesse légèrement supérieure à leur seuil lactique. Dans cette étude, les coureurs ont atteint leur seuil aérobie à 83% de la vitesse à VO2max en moyenne. Leur vitesse critique s’est produite en moyenne à 92% de la vitesse à VO2 max. Le rythme sur marathon a tendance à se situer quelque part entre ces deux marqueurs, l’économie jouant donc une grande part pour être le plus proche possible de 100%. Soit courir le plus vite possible avec l’impression de ne pas subir l’effort et repousser au maximum une dérive physiologique qui serait influencée par la fatigue.

 

Le type d’entraînement requis pour obtenir un Critical Speed (vitesse critique) élevé et pour permettre à une fraction élevée de VO2max d’être maintenue pendant un marathon n’est pas tout à fait clair.

Cependant, on sait que la puissance critique (CP, qui est analogue à CS) dans le cyclisme est liée à une proportion élevée de fibres musculaires de type I hautement oxydantes et résistantes à la fatigue et à la capillarité musculaire. Dans cette optique, il peut être pertinent de noter que les coureurs de marathon de top niveau mondial effectuent un volume d’entraînement relativement élevé (170-230 km/sem) mais avec 2-3 séances par semaine à une intensité plus élevée que la CS, comprenant des tempos continus de 30-40 km sur des allures marathon ou des intervalles à un rythme de course autour de l’allure 10 km (par exemple 25-30 x 400 m, 10-15 x 1000 m ou 6-8 x 1500).

 

Pour mettre des chiffres sur des mots, l’utilisation du seuil aérobie comme vitesse au marathon prédisait une moyenne médiocre de 2:15.24. Celle de la vitesse critique prédisait elle 2:02:55. L’utilisation de la valeur Goldilocks de 88% de VO2max, en revanche, donne une prédiction de 2:08.31 correspondant presque exactement à leur niveau au moment des faits (2:08.40 pour rappel).

La vitesse critique recalculée offre donc une assez bonne estimation du rythme du marathon pour des athlètes économes. Même si elle ne garantira pas une estimation fiable à 100% devant les différents facteurs de performance, elle restera quelque chose d’assez fiable car mesurant une évolution physiologique sur un effort long et continu.

Donc comme sur marathon elle renseignera sur la réponse physio au stress demandé (courir à X vitesse) et légitime l’utilisation des tests scientifiques s’ils sont réalisés à bon escient en fonction des besoins de l’activité, de l’athlète/entraîneur et surtout bien interprétés.

 

 

L’importance de la combinaison de ces variables est soulignée par le fait que, pris isolément, VO2max, le coût de locomotion, et la cinétique du taux de lactate dans le sang en fonction de la vitesse n’étaient pas significativement corrélées avec la performance au marathon. Mais lorsque ces 3 facteurs ont été considérés ensemble, le temps au marathon était souvent assez proche de la réalité.

 

Il est d’ailleurs intéressant de noter ensuite à quel point chaque facteur influencera la performance terminale en compétition, ici sur marathon. Pour la moyenne d’économie du groupe à 21km/h (191 ml/kg/km) et de poids (59kg), cela représente 4.0 L/m de VO2 (67 ml/kg/min) pour une VO2max moyenne de 4,5 L/min (76 ml/kg/min), soit une intensité correspondant à 88% de la VO2max à soutenir sur 2h.

Pour anticiper la dérive liée à la fatigue, même si cela n’est pas aussi simple que ce qui va suivre, des choix d’entraînement pourraient être réalisés suivant la connaissance des sportifs. Réussir à augmenter la VO2max à 80 ml/kg/min pour une économie maintenue pourrait théoriquement permettre de réduire le niveau d’intensité sur 2h à 84% de la VO2max.

Autre schéma, entretenir cette VO2max qu’il serait sans doute compliqué de changer pour un athlète élite expérimenté au passif de pistard, pour améliorer son économie de course à 21 km/h (de 191 ml/kg/km à 180 ml/kg/km), ça ne vous fait pas penser à quelque chose (Vaporfly) ? Alors la demande ne serait plus que de 3,8 L/min, soit 83% de la VO2max. Une belle illustration qu’il n’y a pas une recette à la performance, mais des choix à faire !    

 

 

Le marketing

Après tous ces tests, l’équipe a donc sélectionné Kipchoge, Desisa et Tadese. Kipchoge s’est depuis avéré être le choix parfait !

Desisa n’a sans doute pas été au bon endroit au bon moment : blessé avant Breaking2, il n’a pas couru particulièrement vite depuis, mais a tout de même démontré sa classe remportant les derniers mondiaux devant Geremew (celui qui fit 2ème après une haute lutte face à Kipchoge à Londres en 2019 en 2:02.55, Kipchoge battant le record de l’épreuve) et New York notamment devant Kamworor, célèbre comme partenaire d’entraînement de Kipchoge mais avant tout quadruple champion du monde du semi et double vainqueur à New York. Mais une des infos qui a filtré est qu’il possède la plus haute économie de course mesurée.

 

Que manquait-il à Tadese ? Décrit comme « dilettante au grand talent » dans le reportage de National Geographic commandé à l’époque par Nike pour suivre les 3 sélectionnés, faut-il rappeler qu’il était celui possédant la plus grosse base de vitesse, l’homme le plus rapide et imbattable sur semi après une très belle première partie de carrière sur 5000 – 10 000 m face à Gebreselassie, Shine, Lagat, Mosop, Limo, déjà Kipchoge et Bekele avec 11 finales mondiales-olympiques comprenant 2 médailles (encore 8ème du 10 000m à Rio) auquel il faut ajouter un titre planétaire sur cross.

 

La 5ème pièce du puzzle

Jones et ses collègues suggèrent que le modèle mathématique a besoin d’une cinquième variable, qu’ils appellent « résistance à la fatigue », représentant « l’étendue de la détérioration des quatre autres variables au fil du temps » auquel on pourra ajouter la dimension mentale.

Une étude précédente des chercheurs de Breaking2 a exploré comment la vitesse critique change sur deux heures de course. Evidemment cela dérive et certaines personnes ont un déclin plus important que d’autres.

En clair, la fatigue détériorera les quatre variables de Joyner (VO2max, fraction de VO2max, seuil, économie) provoquant une perte d’efficacité au fil du temps, soit un coût en O2 augmenté à la vitesse cible.

Il faudrait donc parler de cinq facteurs principaux de performance sur marathon : VO2max, %VO2max, seuil, économie, ampleur de la fatigue sur les 4 premiers).

Peut-être que Kipchoge est exceptionnellement doué à cet égard à l’inverse de Tadese qui ne tirera plus les marrons du feu au-delà de l’heure d’effort. Il semble clair que la résistance à la fatigue est un ingrédient important pour le succès sur marathon, mais il n’existe pas de moyen pratique de la mesurer, autre que de courir un marathon.

 

Et évidemment seront à ajouter d’autres variables, c’est la magie de la performance et des choix d’entraînement :

  • Individuels : l’endurance musculaire, capacités mentales (lâcher prise, tolérance à la douleur, prise de décisions, etc.), la thermorégulation, le niveau de raideur muscle/tendon notamment tendons d’Achilles-mollets, le poids corporel du coureur et de la partie inférieure de ses jambes, la longueur des foulées associée au pic vertical de force et au niveau d’oscillation verticale à 21,1km/h, la fourniture énergétique permettant l’apport aérobie, etc.
  • L’adaptation des qualités personnelles au contexte : parcours, altitude, température, humidité, vent, etc.
  • La réponse aux stratégies d’allures : pacing, concurrence, drafting, etc.
  • Un nutrition et hydratation optimisée pré-course (quantité et qualité utiles à la performance) et course par l’entraînement, la tolérance personnel et les choix.
  • Puisque c’est ce qui a été retenue du Breaking2 : les chaussures ! Oui mais plutôt que de simplement enfiler des Vaporfly ou des Next pour suivre le mouvement, maintenant que toutes les marques ont pris le pli, trouver celles qui correspondent le mieux à sa biomécanique de course (quelques athlètes Olympiens Nord-Américains ont bifurqué de cette façon vers d’autres modèles que ceux à la virgule). Et puisque la course à pied ne se limite plus à une paire de running et à un débardeur quelconque… Les vêtements peuvent potentiellement être un nouveau levier entre meilleur efficience et thermorégulation optimisée. Comme le vélo a pu le faire, la course en pied prend le chemin de la recherche technologique, mais comme l’UCI a su le faire, il sera de bon ton que World Athletics apprenne à légiférer plus rapidement et justement.

 

 

Un dernier levier à exploiter ?

Il n’y a qu’à faire un marathon pour le savoir, les deux principaux challenges sont mécaniques/musculaires et énergétiques.

Nike nous a appris à courir… Pour le versant mécanique/musculaire, Nike et maintenant tous leurs concurrents se sont engouffrés dans la brèche. Encore en cette fin d’année une infographie a été réalisée pour montrer comment chaque marque s’est appropriée les plaques de carbone. Nike a décidemment toujours été très bon pour marqueter ses produits et faire fantasmer les foules.

Rappelons que la plaque de carbone n’est rien, surtout sur marathon sans le pain du sandwich qui l’entoure.

À savoir la mousse Nike Zoom X, du Pebax (élastomère en bloc de polyamide) une semelle intercalaire cousinée ultra épaisse que l’on retrouvait auparavant à l’extérieur de leurs chaussures et qui cette fois préserve mieux l’énergie de chaque foulée pour la restituer au mieux.

Son objectif restant de diminuer l’activité musculaire de la cheville et moins solliciter les mollets.

 

Le rôle principal de la plaque est plutôt à rendre moins flexible la chaussure pour que les muscles des pieds qui stabilisent les articulations des orteils aient moins à travailler.

Vous savez les qualités de pied et de proprioception qui justement caractérisent les athlètes d’exception, souvent le point faible des amateurs et qu’il faudra travailler presque quotidiennement, bien que pour un(e) dévoreur de bitume cela soit si ennuyeux.

 

À cela on ajoute un talon de 31 mm et alors la diminution du coût énergétique et notamment lors de la phase de propulsion devient très importante. Ce qui différencie des athlètes d’exception en 2h02-2h05 de ceux en 2h05-2h10 serait donc notamment une diminution du temps de contact au sol, action très énergivore ?

 

Les nouvelles chaussures ont pour but de faciliter l’impulsion propulsive lors de la seconde moitié du temps de contact au sol pour compenser l’action de freinage. En exagérant le trait, lorsque l’on court nous devons nous « battre » à chaque foulée pour qu’après le contact de notre pied avec le sol, l’énergie élastique soit la mieux restituée et donc que l’on prenne le moins possible « un coup de frein » à chaque pas qui demanderait beaucoup d’énergie, d’autant plus exacerbée avec la fatigue.

 

La chaussure ne donne donc pas plus d’énergie comme cela est dit, mais permettrait d’en perdre moins lorsque le pied frappe le sol. A cela on ajoute une semelle surchargée en hauteur, avec l’ambition de prolonger la longueur de la jambe et ainsi diminuer le coût de transport.

 
En conclusion, Nike n’a fait que 2 choses :

 – prendre le temps de cibler les leviers de performance et les travailler sous différentes formes : athlètes, technologie, nutrition, hydratation, parcours, météo, drafting pour réussir son objectif :

 – faire le buzz pour vendre des chaussures et du textile à une niche : les passionnés de running. Nous passionnés de course à pied sommes déçus que nos illustres anciennes Chantal Langlacé, Grete Waitz, Chatherine Ndereba, Paula Radcliffe… et anciens Abebe Bikila, Steve Jones, Khalid Khannouchi, Paul Tergat, Haile Gebrselassie… paraissent faire-valoir.

 

Mais, en tant que « sport scientist « nous ne pouvons que féliciter Nike qui s’est tout simplement engouffré dans des règlements si ouverts et qui ne se sont jamais refermés ».

Rappelons-nous qu’il y a déjà plus de 20 ans, Joyner prédisait des records très abaissés en jouant sur les mêmes leviers (https://www.lepape-info.com/actualite/moins-de-2h-au-marathon-theoriquement-envisageable/).

 

Force est de constater qu’il y aura un avant et un après Vaporfly. À la lecture des classements il semble que l’ordre établi soit peu modifié, les plus forts restant les plus forts, et les marques s’alignant les unes sur les autres, nous devrions pouvoir nous reconcentrer sur les batailles entre concurrents en ne nous souciant plus tellement du chrono ou du moins sans se comparer à « l’ancien temps ».

Rappelons-nous tout de même qu’assez logiquement, à moyen terme, les plus grand(e)s bénéficiaires devraient être ceux avec l’efficience de course la plus médiocre. Le travail de qualité athlétique devrait donc garder ses lettres de noblesses, car si tout le monde court sur mousse épaisse entourant des plaques de carbone, ceux à l’avant des classements devraient rester les plus athlétiques.

 

 

 

Le levier énergétique

Nous savons également depuis l’époque de Joyner qu’une des limites aux exercices supérieurs à 90 min est un apport insuffisant en glucides devant la consommation nécessaire à la fourniture d’énergie pour l’effort demandé. Certes il faut prendre du recul chez les athlètes élites des hauts plateaux africains, ceux-ci étant à la genèse du travail sous déplétion en glycogène à l’entraînement visant à adapter notre physiologie vers une meilleure capacité à « taper » dans les graisses au profit des sucres (https://www.lepape-info.com/entrainement/entrainement-running/progresser/les-seances-a-jeun-aussi-se-planifient/).

Malgré tout, la stratégie de Kipchoge depuis son suivi par les équipes de Joyner et de Beaverton, notamment avec ses 12 ravitaillements personnels à la limite des règlements mais avec le concours des organisateurs du BMW Marathon de Berlin 2018.

 

Pour rappel, la quantité de sucres que notre intestin est capable d’assimiler à chaque heure d’effort est principalement reliée aux transporteurs disponibles dans notre estomac pour assurer le transfert des sucres de notre tube digestif vers le sang (puis les muscles).

Dans le cas du glucose que l’on trouve en majorité dans les boissons d’effort, le taux d’assimilation maximum par heure est d’environ 60 grammes. Au-delà, le glucose ingéré s’accumule dans l’intestin et crée des troubles gastro-intestinaux. La bonne nouvelle est qu’il existe dans notre intestin, d’autres transporteurs spécifiques à d’autres sucres tels que le fructose, que l’on retrouve également souvent dans les boissons d’effort.

 

Lors d’épreuves d’ultra-endurance, il est ainsi possible d’augmenter ses apports jusqu’à 90 grammes par heure voire plus, mais il conviendra de veiller à combiner différents types de sucres durant la course, de sorte que les apports en glucose n’excèdent jamais 60g/h. 

Enfin, cela ne s’improvise pas ! Pour éviter de finir aux toilettes pendant le marathon, il conviendra d’entraîner son intestin de façon progressive à cet objectif et aux intensités souhaitées. Il est de notoriété publique que Gerbrselassie a battu son premier World Record sur marathon à l’eau démontrant bien le recul qu’il est nécessaire de prendre sur les études occidentales, avant de prendre le pli des apports en sucres pendant l’épreuve pour ses marathons suivants. Il semblerait que Kipchoge vise 100g/h depuis le Nike Project à partir d’un mélange de maltodextrine et de fructose, des sucres relativement lents lorsqu’ils sont bien choisis.

 

Cette étude nous envoie beaucoup d’informations.

Ce qu’il faut retenir ? Oubliez les « il faut faire cela ou cela ! ».

Soyez plutôt curieux, essayez de comprendre ce que vous faites, pourquoi vous le faites, votre activité, ses besoins, vos besoins, vos motivations, bref devenez décisionnaire de votre projet ou du moins acteur.

Loin de nous l’idée de penser que nous détenons la vérité et encore moins la science infuse, mais notre leitmotiv reste justement de vous offrir des éléments de réflexion sur votre pratique. Avec plus d’une centaine d’articles publiés sur le site Lepape-info, vous devriez bien trouver un nouvel élément de réflexion dans cette base de données (https://www.lepape-info.com/author/anael-aubry-sport-scientist/).

 

N’hésitez pas à commenter cet article, si nous n’avons jamais été sur un sujet qui vous plairez dans votre pratique ou un déjà écrit à dépoussiérer, pourquoi pas y réfléchir ensemble. 

 

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@AUBRYANAEL
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Anaël Aubry
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Anaël Aubry Sport Scientist

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 réaction à cet article

  1. Merci beaucoup pour ces 2 articles ultra pertinents!!!

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  2. Superbe analyse: pas facile à adapter au quidam mais comme le souligne l’auteur, il faut être curieux et comprendre à son niveau individuel! Merci

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