VAM, VMA, VO2max, PAM autant de terme pour une même signification.
« Optimisation de la VAM »
Par Mickael Saint-Ayes, Préparateur athlétisme, triathlon et duathlon.
VAM, VMA, VO2max, PAM autant de terme pour une même signification. Tous ces concepts couramment utilisés dans le domaine de l’entraînement et que vous retrouvez dans vos différentes lectures
portent souvent à confusion car non définis ou mal employés. L’objectif de cet article est de clarifier ses différents termes à partir du concept principal de la Vitesse Aérobie Maximale (VAM).
VO2max, VAM, PAM beaucoup de mots pour une même définition
Dans les années 60, deux physiologistes Astrand et Saltin montrent que la vitesse d’action du sportif et la consommation d’oxygène augmentent de manière proportionnelle
jusqu’à l’atteinte de la consommation maximale d’oxygène (VO2 max). La vitesse atteinte à cette intensité d’effort est appelée vitesse maximale aérobie (V.M.A.). A ces notions correspond celle de
puissance maximale du système aérobie (P.M.A.) qu’on peut définir comme la uantité d’énergie dont dispose l’organisme pour réaliser un exercice maximal en aérobie. VO2 max et P.M.A. sont les
valeurs pour lesquelles une augmentation de l’intensité de l’exercice n’entraîne plus d’augmentation de la consommation d’oxygène. A ce niveau d’effort correspond un plateau de la consommation
d’oxygène et l’intervention de manière prépondérante de la glycolyse anaérobie. Il faut garder à l’esprit que lorsque le sportif évolue à V.M.A., son organisme utilise la filière aérobie à pleine
puissance mais également la filière anaérobie lactique.
Nous parlons bien au féminin car ce concept représente une consommation ; la consommation maximale d’oxygène de l’organisme lors d’un effort intense et soutenu.
Elle n’a de valeur que dans le domaine scientifique et médical car ne peut être mesurée qu’en laboratoire. Elle s’exprime en ml/min/kg de poids de corps ou en L/min. Les plus grandes VO2max ont
été trouvées chez les skieurs de fond, les marathoniens et les cycliste ; ± 90ml/min/kg alors que pour nous autres nous allons tourner au tour de 50 à 70ml/min/kg. Etant définie comme la
possibilité maximale de l’organisme de consommer son carburant (l’oxygène), vous comprenez mieux pourquoi elle est parfois considérée comme « la cylindrée de l’organisme ». C’est elle qui va
définir toutes les autres capacités physiologiques sous jacentes.
Pour que nous puissions utiliser cette donnée fondamentale spécifique à chacun, il faut pouvoir l’exprimer en valeurs plus parlantes pour nous autres ; par exemple en m/s en natation, en Watt en
cyclisme ou encore en km/h en course à pied. La VAM ou encore VMA, qui n’est qu’une inversion des mots, n’est ni plus ni moins que l’expression de la VO2max en km/h selon la formule :
VO2max (ml/min/kg) = CR x VAM (km/h)
Pour information, le CR (Coût Energétique) ou EC (Economie de Course) a une valeur proche de 3.5 en course à pied.
La PAM ou PMA selon les mêmes principes représente la Puissance Aérobie Maximale que l’organisme peut développer une fois VO2max atteinte. Elle s’exprime en Watt car étant un travail.
La VAM : intérêt dans la monde de l’entraînement
Comme nous venons de la définir précédemment, la VAM est une expression de terrain de la donnée physiologique VO2max. Elle représente la vitesse de locomotion à laquelle
est atteinte la consommation maximale d’oxygène (VO2max). Elle dépend donc de VO2max mais aussi de l’Economie de Course (EC) qui elle-même dépend de la morphologie, du poids, de la technique de
course, de nage, les facteurs de flottabilité, de résistance à l’avancement. Par conséquent, pour augmenter la V.M.A., il faut donc soit augmenter la VO2 max, soit diminuer le coût énergétique.
Ce dernier point se fait essentiellement par du travail technique. Le coût énergétique est donc le premier facteur limitant de la V.M.A..
La VO2 max dépend de nombreux paramètres physiologiques. Le premier est la ventilation avec le débit ventilatoire et la capacité de diffusion de l’oxygène des alvéoles pulmonaires vers les
capillaires sanguins. Intervient ensuite le transport actif de l’oxygène par le sang, lié à l’hématocrite et à l’affinité qu’a l’hémoglobine pour fixer l’oxygène. Le coeur joue un rôle par
l’intermédiaire du volume d’éjection systolique et de la fréquence cardiaque qui vont induire un certain débit cardiaque. Le sang oxygéné passe ensuite dans la circulation périphérique dont les
caractéristiques sont la densité en capillaires, le débit sanguin au niveau musculaire, la capacité de diffusion et d’extraction de l’oxygène. Enfin, au niveau musculaire, l’utilisation de
l’oxygène sera fonction de la quantité de myoglobine, de la densité en mitochondries, du type et du nombre de fibres musculaires.
- Au niveau de la ventilation, une limitation pour les sportifs de haut niveau est liée à la résistance des voies respiratoires à l’écoulement de l’air. En effet, Dempsey a montré en 1996 que
pour un individu moyen, avec une VO2 max supérieure à 50 mL/min/kg, les poumons et le coeur ont une capacité à transporter et à échanger l’oxygène largement supérieure à ce que le muscle est
capable de consommer, dans ce cas le facteur limitant est le muscle. En revanche, à haut niveau, avec une VO2 max de l’ordre de 75 mL/min/kg, les poumons et les voies respiratoires deviennent un
facteur limitant à cause des résistances à l’écoulement de l’air, de la fatigue des muscles respiratoires mais aussi à cause d’un débit sanguin très élevé qui limite les échanges gazeux entre
alvéoles et capillaires.
- Au niveau de la convection, l’hématocrite apparaît comme un facteur limitant, comme le prouve de manière indirecte les augmentations de VO2 max dues à des transfusions sanguines ou à un dopage
par EPO qui permettent d’augmenter le taux d’hématocrite.
- Enfin, au niveau musculaire, Lindstedt a montré que la capacité du muscle à extraire l’oxygène n’excédait jamais 90 %. En outre, arrivé à 90 mL d’O2/min/kg apporté au muscle, il y a un plateau,
le muscle ne consomme plus d’oxygène même si on lui en apporte plus. Ceci est lié à la consommation d’oxygène par la mitochondrie (2000 mol d’O2 par seconde et par micron2 de membrane). Donc,
c’est le nombre de mitochondries qui va faire varier la capacité du muscle à consommer l’oxygène.
Le développement de la VO2 max (et donc de la V.M.A.) permet une amélioration de l’aptitude fonctionnelle du coeur par l’augmentation du volume d’éjection systolique, un renforcement de
l’hématopoïèse et une augmentation de la concentration sanguine en hémoglobine. Il permet également aux structures nerveuses centrales d’acquérir de nouvelles possibilités de régulation des
systèmes moteurs associées aux systèmes de production et de fourniture d’énergie. Enfin, il donne la possibilité à l’organisme de retarder le seuil d’augmentation du taux de lactates et donc de
se déplacer à une vitesse donnée avec un taux de lactates inférieur et donc de maintenir plus longtemps cette vitesse. Ceci est utile non seulement dans le demi-fond mais également chez les
sprinters.
En ce qui concerne la natation ou la course à pied, la VAM se définit exactement de la même façon même si les indicateurs de vitesse sont différents. En cyclisme, l’influence prépondérante du
vent, de la pente, de l’abri de l’adversaire, etc… nous amène à davantage utiliser le terme PAM car la vitesse de locomotion (VAM) n’a pas de sens en elle-même. De plus l’utilisation de cet
indicateur n’est révélateur que si nous sommes équipés de pédaliers SRM avec calcul de la puissance développée. Par conséquent un facteur physiologique tel que la Fréquence cardiaque est tout
aussi utilisable dans cette discipline.
Malgré ces difficultés d’évaluation, une connaissance de cette donnée est essentielle pour pouvoir construire des échelles d’allures d’entraînement. Sans connaître son maximum, comment peut-on en
déduire le reste ? La VAM représente la vitesse que l’on est capable de tenir à 100% de VO2max c’est à dire pendant 4 à 6 minutes voire jusqu’à 9 pour les meilleurs sportifs mondiaux. Donc en
connaissant son 100% de vitesse aérobie, nous pouvons calculer facilement nos allures à 80%, 70% ou inversement nous pouvons rapidement savoir à quel pourcentage nous courons le 10km, nous
nageons le 400m ou le 800m.
Comment l’évaluer sur le terrain ?
Pour obtenir la consommation maximale d’oxygène du sujet à l’effort, il faut mesurer les volumes d’air inspiré et expiré et en analyser les contenus en dioxygène et en
dioxyde de carbone. Ceci peut se faire en munissant le sujet d’appareils comme le K4 qui est d’encombrement réduit, mais dont le coût est très élevé. Il est à noter que les différents tests
présentés ultérieurement permettent tous de déterminer la V.M.A., avec certaines limites, et peuvent se faire avec ou sans mesure de la VO2 max c'est-à-dire analyseur d’air. Dans ce dernier cas
de figure, il n’est pas possible de conclure si les variations de V.M.A. relevées sont dues au coût énergétique ou à la VO2 max.
En course à pied, son évaluation doit se concevoir sur deux aspects. La Vitesse maximale réellement atteinte à 100% de VO2max mais aussi le temps de maintien de cette même vitesse. La performance
étant la conjugaison des deux paramètres. Une VAM de 20km/h maintenue 3’ vaut-elle mieux qu’une VAM de 18km/h maintenue 7’ ? Toute la question est là. La réponse dépend essentiellement de
l’orientation de votre pratique.
Pour évaluer la VAM proprement dite, le test de base est le VAMEVAL. Il consiste à courir au tour d’une piste balisée tous les 20m par des plots. L’allure est imposée par une cassette qui vous
signale par des bips quand vous devez passer devant un plot. L’allure augmente progressivement (0,5km/h toutes les minutes). Dès lors que vous n’êtes plus capable de respecter l’allure imposée
vous avez atteint votre VAM. Cette donnée correspond à ce que l’on appelle la VAM.
L’autre élément à mesurer est le Temps de Soutien à VAM (TS). Il consiste à maintenir le plus longtemps possible la VAM. Il se fait sur une piste. Il demande de pouvoir partir tout de suite à son
allure et de rester le plus régulier possible à celle-ci le plus longtemps possible. Ne vous inquiétez pas la fin arrivera vite !
Ces deux tests doivent être réalisés tout seul, sans aide extérieur et avec quelques jours de récupération entre les deux.
En natation compte tenu des déplacements dans l’eau, David L. Costill précise que l’ « on ne peut utiliser des tests de course sur tapis roulant pour mesurer la consommation maximale d’oxygène du
nageur. », par conséquent d’autres tests spécifiques à la natation sont à réaliser. Le test de Lavoie (1985), le protocole demande que le départ se fasse dans l’eau ; le sujet nage à allure
progressive ; la vitesse augmente de 0,050 m/s par paliers de 2 minutes. L’allure est donnée au nageur par un observateur marchant le long du bassin à la vitesse à laquelle le sujet doit nager,
ce dernier suivant les déplacements de l’observateur. La vitesse étant croissante, il arrive un moment où le sujet décroche, n’arrivant plus à suivre l’observateur. Le palier atteint à ce moment
est noté. L’observateur marche à une allure donnée par un enregistrement audio. On estime que la vitesse correspondant au dernier palier franchi correspond à la V.M.A. du nageur.
Il existe d’autres tests comme les tests du 5 minutes et du 5x200m progressifs de Catteau Alain, et Seyfried Didier (1997) ou du 400m départ plongé mais qui présentent tous des inconvénients dans
l’exploitation des résultats.
Les méthodologies d’entraînement de la VAM
Le travail de la VAM peut prendre trois orientations principales ; entretien de la VAM, développement du temps de soutien et augmentation de la VAM.
Objectif du travail : Entretien de la VAM
- exercices continus sans récupération à 75% de VAM avec accélérations de 30’’ à 100% sur 20 à
30’
- exercices longs à 80-85% de VAM pendant 6 à 15’ avec 2 à 5 répétitions et des récupérations actives de 3 à 5’
Objectif du travail : Allongement du temps de soutien
- exercices mixtes 90-100% de VAM pendant 1 à 3’ avec 10 à 20 répétitions et des récupérations semi-actives de 30’’ à 1’
- exercices fractionnés 95-105% de VAM pendant 1 à 3’ avec 4 répétitions et 2 à 3 séries, des récupérations passives de 3 à 5’ et des pauses de 3’
Objectif du travail : Amélioration de la VAM
- exercices fractionnés 97-110% de VAM pendant 30 à 75’’ avec 6 à 12 répétitions et 1
à 3 séries, des récupérations actives de 30 à 50’’ et des pauses de 3’
- exercices courts 110-130% de VAM pendant 10 à 30’’ avec 20 à 40 répétitions et 1 à 2 séries, des récupérations passives de 10 à 30’’ et des pauses de 2’
Le développement de VAM vise à faire fonctionner à pleine puissance le système aérobie, et ce, avec un maintien de l’efficacité technique malgré les conditions de fatigue croissante. Dans cette
optique, la vitesse de nage ou de course devra être suffisante pour permettre l’instauration à plein rendement du système aérobie.
En fonction de l’objectif visé, l’intensité de travail, les temps de soutien, le nombre de répétitions, les durées de récupérations vont variés.
En nous limitant aux cas du travail du temps de soutien et du développement de la VAM, les séries doivent être réalisées à la VAM., voire jusqu’à 130 % de la V.M.A. pour les répétitions très
courtes. La durée des intervalles de travail sera d’autant plus courte que l’intensité sera élevée. Le nombre de répétitions sera fonction de trois facteurs : permettre un effort d’une durée
totale de 9 à 20 minutes soit de l’ordre de deux à trois fois le temps de soutien de la V.M.A., générer et entretenir une vitesse de déplacement la plus élevée possible et maintenir une
organisation technique assurant un haut niveau de rendement. La durée des intervalles de repos doit permettre par l’intermédiaire du métabolisme aérobie d’équilibrer la formation de lactates. Des
pauses trop courtes conduiraient à une accumulation de lactates, la formation devenant supérieure à l’élimination. Par conséquent, leur durée sera de l’ordre de 30 à 50 % du temps de travail.
Exemple de séries en course à pied
Semaine 1 : 2x7x200m , r=35’’ ; R=3’ actives
Semaine 2 : 12x200m , r=35’’ actives
Semaine 3 : 2x5x300m , r=45’’ ; R=3’ actives
Semaine 4 : 9x300m , r=45’’ actives
Semaine 5 : 12x300m , r=45’’ actives
Etc …..
Exemple de séries en natation
Sprinters : 1 à 3 séries de 12 à 20x25m nage complète, r=10 à 20’’ ; R=6’
1 à 2 séries de 6 à 12x50m nage complète, r=15 à 45’’ ; R=6’
1 à 2 séries de 4 à 10x100m nage complète, r=45’’ ; R=10’
Demi-fondeurs : 1 à 2 séries de 6 à 10x100m nage complète, r=10 à 20’’ ; R=8’
1 à 2 séries de 3 à 5x200m bras seuls+plaquettes, r=15 à 45’’
; R=8’
Le développement de VAM doit se faire tout au long de la saison. Cependant, il est envisageable de ne programmer que trois véritables blocs de travail de cette qualité physiologique dans
l’ensemble des disciplines. L’impact physiologique et psychologique de ce type de travail n’est pas compatible avec un travail de même intensité dans une autre discipline en même temps. Un bloc
de développement de la VAM nécessite au minimum 8 semaines de travail à compter d’une séance par semaine. L’agencement des blocs doit être fait en fonction des objectifs avec une concordance
entre le dernier tiers du bloc et la période de compétition. Entre ces différents temps forts de la saison, il convient de l’entretenir. Le travail de la VAM revient à construire le dernier étage
de notre pyramide dont la pointe représente le pic de forme. Nous devons renforcer les fondements de ce dernier étage pour lui rajouter de la hauteur.
Pour conclure sur cette présentation du concept de VAM, nous vous conseillons d’orienter votre travail de la VAM vers l’entretien et le développement du temps de soutien. Le développement de VAM
proprement dit n’a pas de réelle utilité pour des triathlètes CD ou longue distance. Néanmoins quelques séances d’optimisation de la VAM en période hivernale ne sont pas nuisibles.
De plus sans pour autant stopper toute motivation, il est bon de rappeler que la VO2max n’est pas une qualité extensible à souhait. Elle est déterminée entre 50 et 80 % par la génétique
(selon les auteurs), les 20 à 50 % restants étant influencés par l’entraînement. Ce pourcentage de marge de manœuvre réduisant encore avec l’âge notamment après le cap des 30 ans (5 à 10%).
Donc même si nous ne pouvons réellement l’améliorer, nous pouvons augmenter le temps de soutien dans des proportions beaucoup plus grandes et réduire notre coût énergétique par le travail
technique.
