VO2max, PAM, VAM : l’ABC des déterminants de la performance

Quel que soit le sport d’endurance qu’on pratique, il faut un jour ou l’autre avoir recours à des méthodes structurées d’entraînement pour s’améliorer. Sinon, même avec une pratique assidue (non structurée) et une détermination en béton, on atteindra inévitablement un plateau.

Or, les méthodes et formules d’entraînement éprouvées comportent des éléments complexes qui peuvent laisser perplexe. Voici donc un survol des principaux concepts utilisés dans l’univers de l’entraînement pour les sports d’endurance.

Les déterminants de la performance

Les déterminants sont les qualités physiologiques qui, comme leur nom l’indique, « déterminent » la performance. C’est leur variation qui fait fluctuer le niveau de performance. En sports d’endurance, les principaux déterminants sont la consommation maximale d’oxygène (VO2max), la puissance aérobie maximale (PAM), la vitesse aérobie maximale (VAM) et… l’endurance elle-même!

Le VO2max est le terme dont on entend le plus souvent parler. Il s’agit de la quantité maximale d’oxygène que le corps peut utiliser lors d’un effort très intense. Cette mesure s’exprime en millilitres d’oxygène consommé par kilogramme de poids, par minute.

On confond souvent VO2max et endurance. Or celle-ci, comme le VO2max, est l’un des déterminants (distincts et indépendants) de la performance dans les sports… d’endurance. Un peu désorientant, convenons-en, mais patience : tout va s’éclaircir.

On peut faire évaluer directement et précisément son VO2max dans un laboratoire de physiologie, où l’oxygène consommé lors d’un effort progressif et maximal est mesuré. Il est également possible d’obtenir une bonne estimation avec des tests sur le terrain; le plus simple consiste à courir la plus grande distance en 5 minutes, à calculer ensuite sa vitesse moyenne et l’intégrer dans la formule suivante :

 VO2max = 14,49 + 2,143 x V + 0,0324 x V2

Dans cette formule, le « V » représente la vitesse moyenne en km/h lors du test.

Ainsi, si la distance parcourue en 5 minutes pendant le test est de 1 200 m, la vitesse moyenne sera de 14,4 km/h. En remplaçant la variable « V » par 14,4 dans la formule, on obtient donc un VO2max de 52,1 ml/kg/min.

Si le VO2max est un excellent indice de l’efficacité des systèmes respiratoire, cardiaque, circulatoire et musculaire, il ne permet pas de prédire la performance. On ne l’utilise d’ailleurs pas vraiment dans les formules d’entraînement, car il est impossible de connaître sa consommation d’oxygène en temps réel… sauf en laboratoire!

La PAM (puissance aérobie maximale), en revanche, est d’une très grande utilité. Elle est l’élément principal de bien des programmes d’entraînement en sport d’endurance (surtout en vélo). Il s’agit de la puissance développée lors d’un exercice où la consommation d’oxygène par le système cardiorespiratoire est à son maximum (VO2max). Elle peut se mesurer simplement avec un ergocycle qui affiche la puissance (en watts) en temps réel, en réalisant un test progressif et maximal par paliers de 1 minute.

Après un échauffement approprié, on peut commencer à pédaler à une intensité de 100 watts, puis augmenter de 10 watts par minute. La puissance enregistrée lors du dernier palier d’une minute entièrement complété correspond à la PAM.

Quant à la VAM (vitesse aérobie maximale), on y a recours lorsqu’il est impossible d’utiliser la PAM, faute de pouvoir mesurer la puissance en temps réel. Elle correspond à la vitesse maximale atteinte lorsque la consommation d’oxygène est à son maximum (VO2max). On peut l’évaluer en effectuant un test maximal de 5 minutes dans n’importe quel sport aérobie (course, natation…).

Pour ce faire, il suffit de parcourir la plus grande distance en 5 minutes et de calculer la vitesse moyenne lors du test. Celle-ci correspond approximativement à la vitesse aérobie maximale (VAM). Pour obtenir un résultat le plus près possible de la réalité, il faut toutefois être très motivé et se pousser au maximum.

Et l’endurance?

L’endurance n’est pas le VO2max, ni la PAM ou la VAM. Il s’agit d’une autre qualité physique indépendante qui influence (aussi) la performance dans les sports d’endurance, particulièrement dans les épreuves de très longue durée. On la définit comme l’aptitude à maintenir longtemps un effort d’une intensité relative donnée.

Par exemple, un coureur qui parvient à maintenir 90 % de sa PAM ou de sa VAM pendant 30 minutes a une endurance plus élevée qu’un coureur possédant le même VO2max, mais qui ne peut les maintenir au même niveau que pendant 25 minutes.

Les scientifiques québécois François Péronnet et Guy Thibault (Université de Montréal) ont proposé une mesure assez concise de l’endurance, l’indice d’endurance, ou IE (voir le tableau), mais elle requiert des calculs assez complexes, pour lesquels seuls les « crinqués » vont sortir leurs calculatrices!

Connaître sa PAM ou sa VAM suffit pour s’adonner aux nombreux programmes d’entraînement où l’on fixe les intensités des séances en pourcentage de la PAM ou de la VAM. Il faut aussi ne pas oublier que ces déterminants s’amélioreront avec l’entraînement. Il faut donc les réévaluer de temps en temps. Soyez prêt à souffrir un peu, toutefois : effectuer les tests que nous vous proposons est très exigeant.

Quelques VO2max… à couper le souffle

• Oskar Svendsen (cyclisme) : 97,5 ml/kg/min
• Bjorn Daehlie (ski de fond) : 96,0 ml/kg/min
• Greg LeMond (cyclisme) : 92,5 ml/kg/min
• Lance Armstrong (cyclisme) : 84,0 ml/kg/min

Le VO2max moyen de la majorité des jeunes adultes est inférieur à 45 ml/kg/min.

Pour mesurer l’indice d’endurance

Prenons l’exemple d’un coureur dont le record personnel au 10 km est de 40 minutes. Il peut courir à une vitesse de 15 km/h, et sa vitesse aérobie maximale (VAM) est de 17 km/h. Avec un chrono de 40 minutes, l’intensité relative de sa course de 10 km est de 88,2 % (100 % étant sa vitesse de 17 km/h).

La formule à utiliser est la suivante : 

IE = (% de la VAM-100) ÷ (In(t) – ln(7)), In étant le logarithme naturel et t, le temps record de notre coureur.

Dans le cas de notre coureur, le calcul va comme suit :

IE = (88,2-100) divisé par (ln(40) – ln(7))
IE = -11,8 ÷ (3,689 – 1,946)
IE = -11,8 ÷ 1,743
EI = -6,77 %VAM/In(t)

Des normes établies auprès de 2 464 coureurs révèlent que l'endurance moyenne est d'environ -7,5 et l'endurance la plus élevée d'environ -3,5 % VAM/In(t). Notre coureur aurait donc une endurance sensiblement plus élevée que la moyenne. Toutefois, certains sportifs peu performants possèdent une endurance élevée, mais l'inverse est aussi vrai : plusieurs coureurs d'élite ont une VAM si élevée qu'ils réussissent très bien en répit d'une endurance à peine plus élevée que la moyenne.

Pour en savoir plus sur les déterminants de la performance
Entraînement cardio : sports d’endurance et performance, par Guy Thibault, Vélo Québec Éditions, Montréal, 2013, 35 $