La Capacité Aérobie
Il existe plusieurs filières énergétiques permettant le mouvement. Ces filières sont : anaérobie alactique, anaérobie lactique, aérobie.
Connaître sa VMA, c’est pouvoir s’entraîner de façon plus spécifique.
Par ailleurs, c’est aussi pouvoir anticiper un futur temps sur un marathon, sans vouloir trop forcer l’organisme et par-là même éviter toute fatigue inutile, qui pourrait conduire à des accidents non seulement ostéo-articulaires, mais également cardiaques.
- La VMA est un index d’aptitude aérobie permettant d’être un indicateur de performances en course à pied.
- La VMA mesurée peut être de 1 à 2 km en dessous de votre vitesse maximale de course.
Qu’est-ce que la VMA ou vitesse maximale aérobie ?
La vitesse maximale aérobie ou VMA est la vitesse maximale obtenue sur le terrain (ou sur le tapis roulant), permettant de solliciter au maximum la VO2Max. La capacité de travail avec oxygène correspond à ce que l’on appelle la Capacité Maximale Aérobie.
Celle-ci dépend de facteurs génétiques, mais elle peut être améliorée grâce à l’entraînement et se développer progressivement. Cette puissance maximale aérobie peut être exprimée en vitesse maximale aérobie (VMA) ou consommation maximale d’oxygène (VO2Max).
Les sources d’énergie utilisées pour cette filière sont variées. Elles proviennent tout d’abord du glucose, provenant de nos réserves hépato musculaires puis les lipides prennent le relais. Toutefois, au bout d’un certain temps de sollicitation, lorsque nos capacités énergétiques diminuent, l’organisme commence à fabriquer un déchet, appelé acide lactique, véritable facteur limitant de l’effort.
Le saviez-vous ?
Les fonctions du muscle
Le muscle est constitué d’un groupement de faisceaux venant s’attacher sur nos articulations. Il existe de nombreux types de muscles dans notre organisme. Certains sont très puissants, d’autres, au contraire, sont plus fins et longs, certains sont plus larges et toniques. Mais tous assurent le même rôle : se contracter afin d’assurer la mobilisation de nos articulations.
Rôles des muscles :
- Assurer un mouvement normal et harmonieux ;
- Adapter et de respecter son équilibre ;
- Entretenir constamment le travail du cœur ;
- Réguler le bon fonctionnement de nos viscères ;
- Permettre la digestion, la respiration et la circulation sanguine ;
- Produire de la chaleur ;
- Protéger contre choc, chute ou traumatisme.
Lire notre article : Comment bougeons-nous ?
Un peu d’histoire
De nombreux spécialistes ont développé des protocoles permettant de mesurer cette filière aérobie.
Dès 1968, Cooper proposait un test, qui porte d’ailleurs son nom, dit des 12 minutes de Cooper. Toutefois, dès 1954, Astrand et Ryhming mettaient au point une épreuve d’effort sous-maximale pour calculer cette filière aérobie.
Depuis, on peut citer de nombreux auteurs comme Léger et Boucher, Léger et Lambert, Vodak et Wilmore, Lacour, Cazorla et l’équipe dirigée par Michel Gerbeaux et Serge Berthoin, qui s’est surtout préoccupé des aptitudes et des pratiques aérobie chez l’enfant et l’adolescent.
A savoir que tous les tests présentés sur le terrain ne possèdent pas un niveau de pertinence suffisant pour tester scientifiquement l’aptitude aérobie. Toutefois, ces différents tests peuvent être utiles à réaliser une évaluation au long cours.
Les filières énergétiques
Le geste sportif est réalisé par l’addition de contractures musculaires provoquant le mouvement. Au cours de l’effort musculaire, le corps humain utilise de l’énergie à partir de trois réseaux ou filières différentes mais complémentaires, le but de ces filières étant d’apporter aux muscles de l’ATP (Adénosine Tri-Phosphate), pour permettre le mouvement à partir des carburants fournis par l’alimentation.
Il existe plusieurs filières ou chemins énergétiques permettant le mouvement. Ces filières sont :
- Anaérobie alactique
- Anaérobie lactique
- Aérobie
| Caractéristiques/Filières | Anaérobie Alactique | Anaérobie Lactique | Aérobie |
|---|---|---|---|
| Substrats énergétiques | ATP Phosphocréatine | Glucose | Glucose Acides Gras |
| Métabolites (hors chaleur) | ADP Créatine | H+ Acide Lactique | CO2 H2O (urée) |
| Bilan énergétique par molécule de substrat | 1 ATP | 2-3 ATP / Glycosyl | >36 ATP/Glycosyl |
| Présence d’oxygène | Non | Non | Oui |
| Réserves d’énergie | Muscle | Muscle | Muscle Tissus adipeux |
| Type de fibre musculaire | IIA IIB rapides | IIA et IIB rapides – blanches – glycolytiques – phasiques | I et IIA I : rouges – lentes – toniques |
| Durée des épreuves couvertes | 0 à <20 sec | 20 sec à <2mn | 2mn à plusieurs heures |
| Capacité (quantité d’énergie) | 15 à 30 kJ | 100 à 200 kJ | 1 à 400 mJ |
| Débit (puissance) | 4 à 12 Kw | 3 à 8 Kw | 0.8 à 1.7 Kw |
| Exemples d’exercices | Force Vitesse | Résistance | Endurance |
| Exemples d’épreuves sportives | Haltérophilie – 100m plat – Lancer – Saut | 400m plat – 100 m natation – km (vélo) | du 1500 m au marathon |
| Facteur limitant la puissance | Neuromusculaire | Activités enzymatiques | Débit cardiaque – masse musculaire |
| Facteur limitant la capacité | Phosphocréatine | pH – Lactate | Glycogène musculaire |
| Délai de récupération | 2 à 10 mn | 1h et plus (lactate) | Quelques heures à quelques jours |
La filière anaérobie (ou sans oxygène)
Cette filière permet la mise en route brutale d’un groupe musculaire pour réaliser un geste ou un effort intensif et bref. Cette filière utilisera de l’ATP mise en réserve et stockée dans nos muscles. La puissance maximale possible de contraction lors de ce geste est très importante, utilisant deux propriétés essentielles du muscle : excitabilité et contractilité.
Dans le cadre de la réalisation de ce geste puissant et bref, si la durée de l’effort dépasse la possibilité de stockage de l’énergie, l’organisme sera donc en déficit, et il y aura production d’un déchet appelé acide lactique.
Les phases de contractions sans oxygène sont courtes, sans production de déchets, elle ne dépassera pas 30 secondes.
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La filière anaérobie lactique
Elle est limitée par le déchet musculaire produit pendant cet effort et ne dépassera que rarement la minute.
La filière aérobie (ou avec oxygène)
Cette filière utilise la transformation de l’ATP en présence d’oxygène, à partir de nos échanges gazeux respiratoires, par la dégradation ou l’oxydation du glucose (glucides), des acides gras (lipides), et plus accessoirement des acides aminés (protéines) provenant de notre alimentation…
Cette filière aérobie correspond aux efforts d’endurance d’une durée prolongée de quelques minutes à quelques heures comme la réalisation d’un marathon.
Comment mesurer la VMA ?
Il faut mettre tout d’abord en garde tout sportif car l’évaluation de la vitesse maximale aérobie n’est pas facile. Par ailleurs, l’extrapolation de cette vitesse en capacité d’endurance dépend de trop nombreux facteurs pour qu’il puisse y avoir une corrélation systématique. Toutefois, plusieurs tests permettent d’évaluer la VMA, nous décrirons un test considéré comme pertinent et fiable : le test sur piste.
Principe du Test sur piste
Il s’agit de courir le plus longtemps possible en respectant des vitesses progressivement croissantes imposées au moyen d’une bande sonore et de repères visuels.
L’épreuve se déroule autour d’un circuit fermé sur une piste, balisée tous les 25 mètres. Une bande magnétique sonore préenregistrée et étalonnée impose les vitesses au coureur et indique par des sons brefs le moment où il faut passer près du repère. La vitesse du premier palier est de 8 km/h, cette allure lente sert d’échauffement, puis la vitesse est ensuite augmentée de 1 km/h toutes les deux minutes. Enfin, l’épreuve s’arrête lorsque le sportif n’arrive plus à suivre le rythme imposé par la bande sonore.
Testez-vous
Le Test de Cooper
Le test de Cooper est une épreuve d’évaluation et d’orientation de l’aptitude physique pouvant être liée à une évaluation sur le terrain d’un niveau d’endurance, voire du VMA (Vitesse Maximale Aérobie).
Attention : comme tout test sur le terrain, il peut y avoir des dangers cardio-vasculo-respiratoires à réaliser ce test. En cas d’essoufflement anormal, de douleurs à la poitrine, de maux de tête importants ou voire d’apparition de signes de syncopes ou de vomissements, il faut arrêter immédiatement l’épreuve, se mettre au repos, contrôler la fréquence cardiaque, qui doit rester inférieure à 220 – l’âge.
En cas de doute, comme dans tout problème cardio-respiratoire à l’effort, il faut appeler les secours d’urgence (112 sur GSM). La présence d’un défibrillateur automatisé semble indispensable lors de la réalisation d’un tel test.
Prédiction d’une performance
Il est possible de concevoir un temps sur une distance ou une vitesse en fonction du résultat d’un test. Ainsi il est plus facile de préparer une course, voire un marathon quand on connaît sa valeur sportive. Pour cela il faut soit effectuer un Cooper ou un test d’effort sportif sur un plateau technique équipé d’un tapis roulant performant. La vitesse du dernier palier de course entièrement réalisé est alors retenue comme étant la vitesse maximale aérobie, exprimée en km/h.
| Exemples de prédictions de performances | |||
|---|---|---|---|
| VMA | +/- 17 km/h | ||
| 3000 m | 10’45’’ à 16.71 km/h | 95% | |
| 10000 m | 41’45’’ à 14.37 km/h | 82% | |
| 21000 m | 1H37’39’’ à 12.90 km/h | 73% | |
| 42195 m | 3H40’10’’ à 11.50 km/h | 65% |
Intérêt de la connaissance de la VMA
Un sportif très entraîné pourra courir pratiquement l’intégralité de sa course de fond à presque 100% de sa VMA. Il est donc possible d’améliorer sa VMA jusqu’à des limites qui restent très individuelles. Un cycle d’amélioration de la VMA peut durer de 4 à 8 semaines. Il se fera par des séances répétitives de travail en fractionné avec des efforts répétés de 30 secondes à 3 minutes.
Ces efforts seront réalisés entre 85 et 100% de sa VMA ou de fréquence cardiaque maximum.
Il faut pour cela s’aider à la fois d’un cardiofréquencemètre et d’un chronomètre pour calculer les temps de récupération. Cette récupération sera comprise entre 1 et 3 minutes, en surveillant toujours sa fréquence cardiaque.
Pour en savoir plus, de nombreux auteurs ont publié des ouvrages sur les différents types d’entraînements d’endurance. Il est aussi possible de proposer des plans d’entraînement spécialisé.
Exploration des performances aérobies en triathlon : application à l’entraînement.
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