Le plafond du VO2max : le débit cardiaque ou la capacité d'extraction musculaire de l'oxygène détermine-t-il la limite ?

La VO2max n’est pas un chiffre unique, mais une chaîne d’offre et de demande

La consommation maximale d’oxygène (VO2max) est souvent considérée comme un synonyme de talent en endurance, mais elle est en réalité le produit de l’équation de Fick : VO2max = débit cardiaque maximal × différence artério-veineuse en oxygène maximale. Le premier terme représente le transport central (combien de sang oxygéné le cœur peut-il pomper par minute), le second représente l’extraction périphérique (combien d’oxygène les muscles peuvent-ils extraire du sang). Pour la grande majorité des athlètes d’endurance en bonne santé, le facteur limitant se situe au niveau central — le volume d’éjection systolique du cœur est le goulot d’étranglement, et non les mitochondries musculaires.

La preuve provient de l’expérience classique d’extension du genou sur une seule jambe : lorsque l’on sollicite uniquement de petits groupes musculaires et que l’apport sanguin cardiaque est largement suffisant, la capacité d’absorption d’oxygène par unité de muscle est bien supérieure aux valeurs calculées lors d’un exercice sollicitant tout le corps, ce qui indique que le côté musculaire dispose d’une « capacité de réserve » inutilisée, et que le véritable frein est la pompe cardiaque.

La plasticité du côté cardiaque

• Volume d’éjection systolique : le volume télédiastolique du ventricule gauche des athlètes d’endurance d’élite peut atteindre 150–200 mL, soit 1,5 à 2 fois celui d’une personne sédentaire, grâce à l’hypertrophie excentrique induite par un volume d’entraînement important et de longue durée à faible intensité.
• Expansion du volume plasmatique : le volume plasmatique peut augmenter de 10 à 15 % en 1 à 2 semaines d’entraînement d’endurance, améliorant la précharge et le volume d’éjection systolique — c’est la principale raison des progrès rapides de la VO2max en début d’entraînement.
• Fréquence cardiaque maximale : elle n’est presque pas améliorée par l’entraînement, et tend même à diminuer légèrement avec l’âge et le volume d’entraînement ; on ne peut donc pas compter sur elle pour augmenter la VO2max.

Quand le côté périphérique devient-il le facteur limitant

L’extraction périphérique devient le goulot d’étranglement dans trois situations : en haute altitude (baisse de la saturation artérielle en oxygène), après un déconditionnement extrême, et dans les états pathologiques où la fonction mitochondriale est altérée. Chez un athlète en bonne santé, les adaptations périphériques (angiogenèse capillaire, augmentation de la masse mitochondriale) ne servent pas principalement à augmenter la VO2max elle-même, mais à améliorer la capacité de « maintenir une puissance de sortie en intensité sous-maximale sans recourir excessivement à la glycolyse », c’est-à-dire à améliorer le seuil lactique et la performance en endurance.

Prescription d’entraînement : bombarder les deux extrémités séparément

Pour le côté cardiaque, le stimulus le plus efficace est l’intermittent à une intensité proche de la VO2max. Les recherches montrent de manière répétée que des intervalles de 3 à 5 minutes à environ 90–100 % de la VO2max, avec un volume total de travail de 15 à 25 minutes (par exemple 4×4 minutes à 90–95 % de la fréquence cardiaque maximale, avec 3 minutes de récupération), permettent d’augmenter la VO2max de 5 à 10 % en 6 à 8 semaines, car les intervalles longs permettent de maintenir le volume d’éjection systolique proche de sa valeur maximale pendant la plus longue durée.

Pour le côté périphérique, on mise sur un volume important de kilomètres à faible intensité (Zone 2), stimulant la biogenèse mitochondriale et l’angiogenèse capillaire.

La réalité pour les athlètes avancés

Plus l’ancienneté d’entraînement est grande, plus la marge de progression de la VO2max est réduite, jusqu’à atteindre une limite fixée par la structure cardiaque et la génétique (l’étude familiale HERITAGE montre que l’héritabilité de la réponse de la VO2max à l’entraînement est d’environ 50 %). À ce stade, les progrès de performance ne proviennent plus de la VO2max, mais de l’amélioration du pourcentage de seuil et de l’économie de mouvement — c’est aussi pourquoi les marathoniens d’élite ont des VO2max peu différentes, mais des résultats très disparates.

Considérez la VO2max comme la cylindrée d’un moteur : elle fixe la limite potentielle, mais le gagnant de la course est celui qui parvient à maintenir le régime le plus élevé le plus longtemps, avec la consommation la plus basse. D’abord, agrandissez le moteur avec des intervalles longs, puis apprenez à l’exploiter avec un entraînement au seuil et à l’économie de mouvement.

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