Vitesse Maximale Aérobie : L’Illusion de la Précision

🔥 Vitesse Maximale Aérobie : Pourquoi on mesure mal un outil qui pourrait être utile

L’heure de l’honnêteté a sonné sur ce que JE pense de la V.M.A. Depuis des années, on vous a dit que la V.M.A. (Vitesse Maximale Aérobie) était votre boussole pour concevoir les séances d’entraînements. Donc que pour progresser, il suffisait de connaître cette métrique. Mais combien de fois vous êtes-vous senti trahi en course ou aux entraînements alors que vos chiffres vous promettaient que vous alliez courir vite ?

En tant que coach, je l’affirme et ça reste mon avis. La V.M.A. une estimation simpliste. J’ai utilisé cette métrique pendant des années sans succès, sans cesse confronté à des incompréhensions entre le résultat des tests V.M.A. (car il en existe plusieurs…) et la réalité du terrain. Vous méritez mieux que des données bancales. Vous méritez la précision de la science moderne. Il est temps d’abandonner le confort de la V.M.A. pour débloquer votre véritable potentiel. Voici pourquoi je pense cela…

🤯 L’Amateurisme de la Mesure de Vitesse Maximale Aérobie

La V.M.A. est censée être le point culminant de votre moteur aérobie soit votre VO₂max, mais elle est en réalité l’une des données (la V.M.A.) les plus volatiles et trompeuses que vous utiliserez. Car la vérité est qu’un test V.M.A. est censé vous donner votre VO₂max. Du moins c’est ce que promettent certains tests de terrains. Et le souci vient de là. Je ne remets pas en cause la métrique de VO₂max mais bien celle de la V.M.A.. Ce n’est pas parce que votre V.M.A. baisse que votre VO₂max baisse ! Et cela est valable aussi pour l’inverse. Ce n’est pas parce que votre V.M.A.augmente que votre VO₂max augmente.

• Le Mythe de la Vitesse Unique : Des travaux scientifiques majeurs, notamment ceux de Véronique Billat (VO₂max à l’épreuve du temps, De Boeck Supérieur, 2013), prouvent que votre VO₂max peut être atteinte à différentes vitesses ! Votre V.M.A. peut chuter avec la fatigue alors que votre VO₂max reste la même !
• V.M.A. lente : Imaginez-vous en fin de course d’un triathlon XXL ou d’un marathon, vos jambes brûlent. Vous courez bien en-dessous de votre V.M.A. théorique, mais vous êtes à l’épuisement total. Pourquoi ? Parce que la V.M.A. vous a menti. Elle n’a pas pris en compte votre fatigue, l’humidité, ou la dégradation de votre foulée.
• V.M.A. sprint : Même un sprinteur peut atteindre sa VO₂max mais pas forcément au moment où il va le plus vite mais durant sa phase de décélération. Incroyable n’est ce pas. Dans le livre de Véronique Billat vous verrez pourquoi, d’ailleurs spoiler alerte : il dépasse sa VO₂max…

L’Expérience des Deux Tests de Vitesse Maximale Aérobie

Le test VAMEVAL

Un YouTubeur scientifique réalise deux tests de Vitesse Maximale Aérobie en navette (type Léger-Boucher/Vameval) pour illustrer l’impact de la fatigue.

1. Premier Test (en pleine forme) : L’athlète atteint le Palier 10 [08:54], correspondant à une VO₂max estimée (j’insiste bien sur le mot « estimée ») de 52,1 ml/kg/min [09:03]. La courbe de consommation d’oxygène atteint son plateau maximal VO₂max vers la fin du test [14:57].
2. Deuxième Test (En État de Fatigue) : Le test est réitéré avec très peu de récupération pour simuler l’effet de la fatigue. L’athlète décroche plus tôt et atteint de justesse le Palier 9 [12:12], ce qui correspond à une V.M.A. et une VO₂max estimées plus basses 47,6 ml/kg/min [12:21].

La Découverte Cruciale Mesure de VO₂max

Sauf que cet athlète a utilisé un masque qui mesure les échanges gazeux. C’est du vrai matériel de pro qui mesure le débit d’oxygène et il révèle les points essentiels suivants [13:03].

• Atteinte de la VO₂max : Les mesures montrent que, même lors du deuxième test (Palier 9), l’athlète est bien remonté à sa valeur réelle maximale de consommation d’oxygène (VO₂max), mais il l’a atteinte plus tôt (vers la fin du palier 8/début du palier 9) [15:55].
• Conclusion : VO₂max Constante, V.M.A. Variable : L’analyse conclut que, fatigue ou pas fatigue, l’athlète a atteint sa VO₂max, mais n’a pas réussi à maintenir la même Vitesse Maximale Aérobie [16:17].

L’explication : La baisse de la V.M.A. est attribuée à la dégradation de la technique de course et également aux mouvements parasites dus à la fatigue. Ces mouvements ont consommé de l’énergie de manière inefficace, empêchant l’athlète d’atteindre le palier de vitesse supérieur [16:22], même si son moteur aérobie (VO₂max) était sollicité à son maximum !

Cette expérience illustre parfaitement que la VO₂max est une capacité physiologique fondamentale, mais la V.M.A. mesurée sur le terrain est une métrique instable car elle est contaminée par des facteurs extérieurs comme la fatigue, l’économie de course, la température, la pression atmosphérique…

Ne vous en voulez plus. Ce n’est pas votre manque de volonté, c’est l’outil qui vous a induit en erreur. Votre performance est trop importante pour être laissée aux mains d’une métrique aussi sensible au contexte.

😥 L’Indice d’Endurance (IE) : Le Coût du « 6 Minutes Théoriques »

Pour corriger l’instabilité de la V.M.A. , on nous a vendu l’Indice d’Endurance (IE), basé sur cette formule.

IE = \frac{(\%VMA \text{ maintenu} - 100)}{\ln(T_{\text{course}} / 6 \text{ minutes})}

• Arbitraire : Ce fameux temps de soutien théorique de 6 minutes est une convention, une moyenne, mais pas votre réalité. Combien d’entre vous ont couru pendant 6 minutes autour d’une piste d’athlétisme pendant 6 minutes pour déterminer votre V.M.A. ? Ces 6 minutes viennent de cette équation, il faut courir 6 minutes pour qu’elle fonctionne.
• Le Potentiel Gâché : Si vous êtes un athlète naturellement endurant (triathlon XL, Ultra-Trail), vous tenez votre V.M.A. peut-être 7 ou 8 minutes. La formule de l’IE théorique vous sous-estime. À l’inverse, si vous êtes plus rapide que résistant, elle vous donne une fausse confiance. Combien d’heures d’entraînement sont gâchées en ciblant une allure basée sur une moyenne qui ne vous correspond pas ?
• Le temps de maintien : Donc il suffit de connaître son temps de maintien pour le mettre dans l’équation ? Sauf que pour connaître se temps de maintien, il faut avoir la bonne VO₂max et vous estimez cette métrique avec votre V.M.A. (une donnée volatile) votre temps de maintien sera également faussé.

Vous êtes un athlète unique, avec une physiologie unique. Refusez d’être réduit à une moyenne arbitraire ! Votre plan d’entraînement doit être aussi précis que vos ambitions.

😠 L’Économie de Course (EC) : Pourquoi la Simplicité est une Hérésie

La performance n’est pas que la Vitesse Maximale Aérobie, c’est aussi le coût énergétique moyen de locomotion ou économie de Course (EC).

• L’Imposture des Montres : Si la V.M.A. est votre pilier de votre entraînement, il doit être complété par l’EC. Or, la seule mesure fiable de l’EC nécessite un analyseur d’échanges gazeux en laboratoire. Les estimations de votre montre ne mesurent qu’une approximation de l’efficacité mécanique (la force), pas le coût métabolique réel (l’oxygène) !
• L’Exigence : Le coach expert ne peut pas se contenter de « simples » estimations ou d’approximations. Utiliser la V.M.A., c’est se contenter de données à moitié vraies pour planifier et programmer toutes vos séances. Baser toutes vos séances sur une métrique fausse c’est rarement bon.

VO₂max = 3,5 * V.M.A.

Pourquoi investir dans un test en laboratoire possédant du matériel de pointes quand il suffit d’utiliser cette simple équation où « 3,5 » représente le coût énergétique moyen au-delà des conditions de repos pour déplacer le poids d’un corps par unité de distance. Cela ne vous choque pas ? Et pourtant combien l’utilise ? Et d’où vient ce « 3,5 » ?

L’origine de cette équation

Dans les années 1986 (ça ne date pas d’hier pourtant), les physiologistes (notamment Astrand & Rodahl) observent qu’en course à pied, le coût énergétique moyen de locomotion est de 1 kcal/kg/km. Ces travaux ont été confirmés par di Prampero en 1986 ainsi que par Bunc et Heller en 1989.

E = C \times V + E_0

Dans cette équation nous avons :

• E qui est la dépense énergétique totale en ml O₂/min (millilitre d’oxygène par minute) ;
• C qui est le coût énergétique de déplacement en ml O₂/kg/m ( millilitre d’oxygène par kilogramme par mètre ou J/kg/m (Joules par kilogramme par mètre) qui est défini par le Quotient respiratoire Qr ;
• V est la vitesse de déplacement en m/min (mètre par minute) ;
• E0 est la dépense énergétique de repos en ml O₂/min (millilitre d’oxygène par minute).

Première transformation

Par simplification pédagogique ou parce que l’on souhaite mesurer l’énergie consommée nette ou parce qu’on considère que l’énergie de repos est négligeable l’équation devient celle-ci :

E = C \times V

Voilà comment, pour simplifier la vie aux utilisateurs, on arrive à déformer une équation de base et qui dès lors n’apportera que des résultats faussés, particulièrement aux basses vitesses, là où l’erreur est maximale et où un C mal mesuré, contaminé par l’absence de E₀, perd toute valeur comparative entre athlètes ou entre études.

L’énergie devient un volume d’oxygène

Comme vous avez pu le remarquer, E s’exprime en ml O₂/min. Comme la dépense énergétique aérobie est directement proportionnelle à la consommation d’oxygène. On exprime E en équivalent oxygène soit VO₂. Ce sont deux façons d’exprimer la même grandeur ce qui est valable à condition de rester en régime aérobie pur !

VO₂ = C \times V

Ce qui est faux dès qu’on s’approche du seuil anaérobie ou qu’on le dépasse. On perd donc la contribution anaérobie qui n’apparaît pas dans le masque en régime transitoire.

Donc à chaque simplification, on s’éloigne un peu plus de la réalité physiologique, tout en conservant une apparence de rigueur grâce aux unités cohérentes.

Le coût énergétique C et le substrat utilisé : pourquoi le QR est indispensable

Nous avons établi que C s’exprime en ml O₂/kg/m — c’est-à-dire en oxygène consommé par unité de distance et de masse. Mais l’oxygène n’est pas l’énergie elle-même. Il est le vecteur de l’oxydation des substrats. Or, oxyder 1 litre d’O₂ ne libère pas la même quantité d’énergie selon que l’organisme brûle des lipides ou des glucides. Pour savoir ce que représente réellement C en termes d’énergie, il faut donc connaître la nature des substrats effectivement utilisés pendant l’effort. C’est précisément ce que mesure le Quotient Respiratoire (QR).

Le Quotient Respiratoire (QR)

Le quotient respiratoire est le rapport entre le volume de CO₂ produit et le volume d’O₂ consommé par l’organisme :

QR = \frac{\dot{V}CO_2}{\dot{V}O_2}

Sa valeur renseigne directement sur la nature des substrats énergétiques utilisés à un instant donné.

Pour l’oxydation complète du glucose :

C_6H_{12}O_6 + 6O_2 \rightarrow 6CO_2 + 6H_2O \quad \Rightarrow QR = \frac{6}{6} = 1,0

Pour l’oxydation d’un acide gras typique (acide palmitique) :

C_{16}H_{32}O_2 + 23O_2 \rightarrow 16CO_2 + 16H_2O \quad \Rightarrow QR = \frac{16}{23} \approx 0,70

En pratique, le QR se situe entre ces deux extrêmes selon l’intensité de l’effort :

Ce que le QR implique pour la valeur calorique de l’oxygène

L’énergie libérée par litre d’O₂ consommé n’est pas constante. Elle dépend du substrat oxydé :

Conséquence directe sur le coût énergétique

La valeur C ≈ 1 ml O₂/kg/m est mesurée en régime stable, à intensité soutenue, donc implicitement à QR ≈ 0,96. Elle suppose un substrat majoritairement glucidique et un état métabolique stable.

Fixer C comme une constante universelle revient à fixer simultanément et silencieusement le QR, le substrat, l’intensité et l’état métabolique de l’athlète, cela fait 4 hypothèses jamais explicitées dans l’équation VO₂max = 3,5 × V.M.A. !

Le coût énergétique C

Nous avons vu que la dépense énergétique de locomotion s’écrit E = C·V, et que C s’exprime en ml O₂/kg/m. Mais que représente concrètement cette valeur, comment se mesure-t-elle, et dans quelles conditions est-elle valide ?

C est le coût métabolique unitaire du déplacement. C’est donc la quantité d’oxygène consommée par kilogramme de masse corporelle pour parcourir un mètre. C’est l’indicateur de référence de l’économie de course.

C ne se calcule pas ! il se mesure en conditions contrôlées :

• Vitesse constante sur terrain plat
• Régime métabolique stable (VO₂ plateau)
• Calorimétrie indirecte par masque et analyseur de gaz
• QR enregistré simultanément

On obtient alors :

C = \frac{VO_2}{V}

avec C en ml O₂/kg/m en ml O₂/kg/min et V en m/min.

Les mesures expérimentales de Margaria (1963), di Prampero, Cavagna et Daniels (1970) convergent vers :

C \approx 1 , ml , O_2/kg/m

Mais cette valeur est une moyenne de population, mesurée en régime stable, sur terrain plat, à intensité soutenue (QR ≈ 0,96). La réalité expérimentale montre une fourchette de 0,8 à 1,2 ml O₂/kg/m selon les individus.

Les facteurs qui font varier C

« C » n’est pas une constante car il varie selon :

Fixer C = 1 ml O₂/kg/m comme constante universelle, c’est donc supposer que tous les athlètes ont la même économie de course, courent sur terrain plat, sans fatigue, en régime stable, avec le même QR et que ces conditions restent vraies du début à la fin de l’effort.

Le problème du tissu adipeux

VO₂max absolue VS relative

Le tissu gras (la masse grasse) est métaboliquement peu actif pendant l’effort. Vos cellules graisseuses ne contractent pas de myofilaments et ne demandent quasiment aucun apport supplémentaire en oxygène lors d’un test de course. Ce sont les muscles squelettiques (la masse maigre) qui consomment l’oxygène !

Prenons l’exemple de deux athlètes ayant exactement le même cœur, les mêmes poumons et la même VO₂max absolue de 4500 mL O2/min :

• Athlète A (70 kg, 10% de masse grasse) :
  • Masse maigre : 63 kg
  • VO₂max relative au poids total = 4500 / 70 = 64,3 mL/min/kg
• Athlète B (80 kg, 21% de masse grasse – soit 10 kg de graisse en plus) :
  • Masse maigre : 63 kg (exactement la même masse musculaire que A)
  • VO₂max relative au poids total = 4500 / 80 = 56,2 mL/min/kg

Si vous utilisez un test V.M.A. ou une montre pour évaluer le « moteur » de l’Athlète B, sa vitesse sera dégradée de plus de 12% par rapport à l’Athlète A, simplement parce qu’il transporte du leste (de la masse grasse). Son système cardiovasculaire (sa VO₂max absolue) est pourtant rigoureusement identique !

La VO₂max rapportée à la Masse Maigre

Pour évaluer la véritable qualité du tissu musculaire et la capacité d’extraction mitochondriale sans être pollué par le taux de masse grasse, la recherche scientifique utilise la VO₂max rapportée à la masse maigre (FFM – Fat-Free Mass).

Dans notre exemple :

• Athlète A : 4500 / 63 = 71,4 mL/min/kg
• Athlète B : 4500 / 63 = 71,4 mL/min/kg

Rapporter la VO₂max à la masse maigre montre que le « moteur métabolique » de l’athlète B est tout aussi puissant que celui de l’athlète A. Son seul frein en course à pied est un problème de coût mécanique (il doit déplacer une charge inerte supplémentaire), et non une faiblesse cardiovasculaire.

C’est une nuance cruciale pour le coach. Une baisse de V.M.A. ou de VO₂max estimée par une montre après les fêtes de fin d’année par exemple, ne traduit pas une détérioration de votre système cardiovasculaire, mais simplement une modification du ratio poids/puissance mécanique.

Voilà pourquoi l’équation « 3,5*V.M.A. » et les estimations des montres, qui se basent aveuglément sur votre poids total sans connaître votre pourcentage de masse grasse ni votre coût énergétique réel, accumulent les erreurs d’interprétation. Elles mélangent la capacité cardiaque, l’efficience mécanique et la composition corporelle dans un seul chiffre fourre-tout.

VO₂max et l’équation de Fick

Après avoir vu toutes ces approximations mécaniques (C, 3,5, masse grasse), revenons à la source : qu’est-ce que la VO₂max mesure RÉELLEMENT sur le plan physiologique ? C’est ici qu’intervient l’équation de Fick.

L’histoire de l’équation de Fick marque le moment où la médecine est passée de l’observation intuitive à la mesure physique et mathématique. C’est le fondement même de la cardiologie et de la physiologie de l’exercice moderne.

Adolf Eugen Fick (1829–1901) était un physiologiste allemand. À une époque où la médecine était encore très descriptive, Fick a apporté une approche de biophysicien.

En 1870, la grande énigme médicale était de mesurer le débit cardiaque (Q) — la quantité de sang que le cœur expulse par minute — sans avoir à ouvrir le thorax du patient.

Fick a eu un éclair de génie mathématique en appliquant le principe de conservation de la masse. Son raisonnement était le suivant :

« La quantité d’une substance (l’oxygène) prélevée par un organe (le corps entier) est égale au débit de sang traversant cet organe multiplié par la différence de concentration de cette substance entre l’entrée (artère) et la sortie (veine). »

C’était une révolution car il venait de transformer un problème de mécanique cardiaque en un problème de calcul de concentration gazeuse en appliquant cette équation :

VO_2 = Q * ( a-v)O_2

• VO2 : Consommation d’oxygène.
• Q : Débit cardiaque (volume d’éjection systolique * fréquence cardiaque).
• (a – v)O2 : Différence artério-veineuse en oxygène (la capacité des muscles à extraire l’O₂ du sang).

Cette équation ne fait aucune supposition sur la technique de course ou l’économie de mouvement. Elle décrit également la capacité réelle de la machine humaine à transformer l’énergie chimique en potentiel de travail.

Adolf Fick a conçu cette équation pour mesurer le débit cardiaque de manière non invasive (en mesurant l’O₂ expiré et les gaz du sang). Un siècle plus tard, nous l’utilisons pour définir la VO₂max comme l’indicateur de la longévité, le fameux âge biologique.

Adolf Fick a ainsi donné aux scientifiques les outils pour regarder à l’intérieur du « moteur ». La V.M.A. et son coefficient 3,5 sont une tentative (maladroite) de deviner ce qui se passe à l’intérieur en regardant simplement la vitesse à laquelle on se déplace avec toutes les suppositions, approximations et estimations qui font que la V.M.A. ne donne PAS une bonne mesure de VO₂max.

VO₂max reste important, mais pas pour mesurer la Vitesse Maximale Aérobie

N’allez pas dire ce que je n’ai pas dit

Soyons clairs sur une chose. Je ne remets absolument pas en cause l’importance de la VO₂max telle que Fick l’a définie… Ce que je rejette, c’est de vouloir la résumer à la V.M.A. via la formule simpliste 3,5 * V.M.A..

Le débit de consommation maximale d’oxygène est une mesure fondamentale de la capacité aérobie (d’ailleurs cet article scientifique parle de la VO₂max de Tadej Pogacar). Donc, améliorer sa VO₂max est indispensable pour repousser son plafond de performance en endurance. Mais associer VO₂max à la V.M.A. n’est pas une bonne chose à faire.

D’ailleurs je me sers des résultats des tests sur 6 minutes (demi-Cooper) et/ou sur 12 minutes (Cooper). Mais je les intègre dans le calcul du profil de vitesse et D’ (je reviendrai plus tard sur ces notions).

Je m’en sers également pour évaluer le rendement énergétique, ou Économie de Course EC. En effet, l’équation populaire VO₂max = 3,5 * V.M.A. est souvent présentée comme le Graal de l’efficacité pour savoir si un athlète possède un bon rendement. Mais entre nous, je n’utilise pas cette méthode car cela reviendrait à prendre en considération cette équation qui n’est pas assez précise pour moi.

Je préfère raisonner ainsi : l’athlète X revient d’un test en laboratoire avec une VO₂max mesurée de 59,5 ml /kg/min. S’il possédait une Économie de Course optimale, il devrait pouvoir atteindre sa VO₂max à une certaine vitesse que l’on appellera V1 très élevée. Si, en revanche, le laboratoire indique qu’il atteint sa VO₂max à une vitesse V2 significativement plus faible que V1, c’est que son rendement énergétique n’est pas bon (il consomme trop d’oxygène pour la vitesse produite) et il va falloir bosser dessus. L’écart entre V1 et V2 est un indicateur de l’Économie de Course. Mais à condition que le test soit fait avec du matériel qui mesure les échanges gazeux !!

VO₂max et Âge Biologique : La Métrique de la Longévité

De plus, cette capacité à lier la VO₂max à l’âge biologique (ou « âge de forme physique ») est une donnée scientifiquement reconnue et très puissante.

• Marqueur de Santé Cardiovasculaire : La VO₂max reflète l’efficacité avec laquelle votre corps peut transporter l’oxygène (via le cœur, les poumons et le sang) et l’utiliser dans les muscles. Plus cette capacité est élevée, plus le système cardiovasculaire est résilient et sain.
• Indicateur Pronostique : De nombreuses études scientifiques (notamment celles qui utilisent le concept du MET, ou Équivalent Métabolique de Tâche) ont établi une corrélation inverse entre la VO₂max et le risque de mortalité toutes causes confondues. Une VO₂max élevée à un âge donné est associée à une meilleure espérance de vie en bonne santé cognitive et physique.
• L’Âge de Forme Physique : On peut donc estimer son « âge biologique » en comparant sa VO₂max mesurée à la valeur médiane des personnes plus jeunes. Par exemple, si votre VO₂max est celle d’une personne de 35 ans alors que vous avez 48 ans (votre âge réel), votre « âge de forme physique » est de 35 ans.

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