V̇O2 max

V̇O2 max: ou volume d’oxygène maximal.                                                                       Il représente le volume maximal d’oxygène que l’organisme peut prélever (poumons), transporter (système cardiovasculaire) et consommer (muscles) par unité de temps durant un effort prolongé. Il dépend principalement: du patrimoine génétique, de l’âge, du sexe, du niveau sportif, de la discipline sportive, de la masse musculaire. Il est admis que V̇O2 max peut être amélioré de 10% à 20% grâce un entraînement approprié.

On distingue le V̇O2 max absolu qui s’exprime en l/min et le V̇O2 max relatif qui s’exprime en ml/min/kg.

Pour obtenir le V̇O2 max relatif, on divise le V̇O2 max absolu par le poids de la personne. Afin de pouvoir comparer l’aptitude aérobie entre les individus, on utilise le V̇O2 max relatif.

Exemples:                                                                                                                              1) Pierre et Jacques ont chacun 3 l/min (3.000 ml/min) de V̇O2 max absolu et pèsent respectivement 78kg et 70kg.

Pierre a un V̇O2 max relatif de 3.000:78 = 38,46 ml/min/kg.                                       Jacques a un V̇O2 max relatif de 3.000:70 = 42,85 ml/min/kg.

2) Françoise a un V̇O2 max absolu de 3,2 l/min (3200 ml/min) et pèse 52 kg.                Marcel a V̇O2 max absolu de 3,8 l/min (3800ml/min) et pèse 68 kg.

Françoise a un V̇O2 max relatif de 3.200:52 = 61,53 ml/min/kg.                                   Marcel a un V̇O2 max relatif de 3.800:68 = 55,88 ml/min/kg.

Dans les sports d’endurance, tels que la course à pied, le cyclisme, le ski de fond, etc…, plus le  V̇O2 max relatif sera élevé et plus la performance sera potentiellement élevée. Toutefois, deux personnes présentant le même V̇O2 max relatif, ne réaliseront pas forcément la même performance sur une distance donnée car d’autres paramètres entrent en ligne de compte (endurance, seuil lactique, économie de course,…).

Comment déterminer la consommation maximale d’oxygène ( V̇O2 max ) et la VMA?

La consommation maximale d’oxygène (V̇O2 max) peut être déterminée dans un service de médecine du sport d’un hôpital ou dans un laboratoire de l’effort. Elle peut également être estimée à partir d’épreuves de terrain.

En laboratoire: V̇O2 max est déterminé à l’aide d’un tapis roulant ou d’un ergocycle. On distingue les épreuves directes et les épreuves indirectes.

– Les épreuves directes consistent à mesurer en continu les échanges gazeux respiratoires (masque ou embout buccal) au travers d’un analyseur de gaz automatique, suivant un protocole triangulaire ou rectangulaire.

  • Le protocole triangulaire consiste en paliers successifs dont l’intensité augmente. Les paliers durent de 1min à 4min, l’intensité est augmentée de 20 à 50 w (ergocycle) et de 1 à 2 km/h avec ou sans pente (tapis roulant), cela jusqu’à l’atteinte du plateau de V̇O2 max ou jusqu’à l’arrêt volontaire de la personne (épuisement).
  • Le protocole rectangulaire consiste en paliers de de 5 à 6 min avec des intervalles de récupération de 3 à 10 min, ces intervalles peuvent même être plus longs.
  • Le plateau de V̇O2 max est un peu plus net dans le protocole rectangulaire. Toutefois, les valeurs de V̇O2 max mesurées entre les protocoles rectangulaires et triangulaires présentent des différences minimes.
  • Pour des raisons de coûts et d’économie de temps, le protocole triangulaire est le plus utilisé.
  • Tapis roulant ou ergocycle? Pour les coureurs, il est préférable de réaliser le test sur tapis roulant, à cela plusieurs raisons.
  • La finalité pour nous coureurs, est aussi de déterminer la VMA (Vitesse Maximale Aérobie). c’est-à-dire la vitesse à partir de laquelle la consommation d’oxygène est maximale ( V̇O2 max).
  • Pour qu’il y ait sollicitation maximale du système cardiovasculaire, il est nécessaire de mobiliser la masse musculaire la plus importante possible. Ce sera le cas lors du test sur tapis roulant car les muscles du haut du corps sont également sollicités.
  • L’entraînement développe des qualités musculaires qui sont propres à la discipline pratiquée. De ce fait, sur ergocycle, nous ne sommes pas capables de développer la puissance maximale nécessaire à l’atteinte de V̇O2 max (nos muscles se tétanisent). Il en sera de même pour un cycliste qui ne pourra atteindre V̇O2 max sur un tapis roulant. Chez les athlètes de haut niveau, pour un cycliste réalisant le test sur tapis roulant ou pour un coureur réalisant le test sur ergocycle, la différence de consommation maximale d’oxygène (V̇O2 max) mesurée, peut atteindre 10% par rapport à la valeur mesurée lorsque l’un et l’autre réalisent le test sur l’engin correspondant à leur discipline sportive.
  • Paramètres principaux déterminés lors des épreuves directes:                                   V̇O2 max.                                                                                                                     VMA ou PMA.                                                                                                               Fc max.                                                                                                                       EGC  (électrocardiogramme).                                                                                   Gaz  expirés (VO2, VCO2 et VE).                                                                                Seuils ventilatoires: SV1 – SV2.                                                                                    Evolution de la lactatémie (seuil aérobie 2mmol – seuil anaérobie 4mmol).              Tension artérielle.

Test VO2 max sur tapis roulant où l’on détermine aussi la VMA

Test VO2 max sur ergocycle (épreuve directe triangulaire) où l’on détermine la PMA.

– Les épreuves indirectes consistent à extrapoler V̇O2 max à partir de la relation linéaire entre la vitesse de course (tapis roulant) ou la puissance développée (ergocycle) et la fréquence cardiaque (on ne mesure pas les échanges gazeux). Il est à noter que les épreuves avec mesures indirectes sont de moins en moins utilisées, d’une part à cause de leur imprécision et d’autre part grâce à la démocratisation du coût des épreuves directes. Pour info et pour être complet, il faut savoir que les épreuves indirectes peuvent être maximales ou sous-maximales.

Sur le terrain: Diverses épreuves permettent d’estimer V̇O2 max. On distingue les épreuves continues et les épreuves progressives.

– Epreuves continues:

  • Le test Cooper consiste à parcourir la plus grande distance possible en 12 minutes, sur une piste d’athlétisme de 400m. V̇O2 max est estimé à l’aide de la formule: V̇O2 max = 22,351 x D – 11,288  où D est la distance parcourue en km. Ex: un coureur parcours 2.700 mètres en 12′. V̇O2 max sera: 22,351 x 2,7 – 11,288 = 49,05 ml/min/kg. Inconvénients de ce test: La durée de 12′, est bien supérieure à la moyenne statistique (2′ à 8′-10′) qu’un coureur est capable de soutenir à VV̇O2 max. Allure non constante, départ trop rapide, ralentissement en cours d’épreuve, etc… Test peu fiable pour la détermination de V̇O2 max, il permettra par contre de donner des indications sur l’endurance.
  • Le test 6′, consiste à parcourir la plus grande distance possible en 6 minutes, idéalement sur une piste d’athlétisme. A défaut sur une longue ligne droite plate, balisée tous les 100m.  V̇O2 max est calculé à l’aide de l’équation simplifiée de ”Léger-Boucher”: V̇O2 max = 3,5 x V. où V est la vitesse en km/hr. Ex: un coureur parcours 1.700 mètres en 6′ (soit une vitesse de 17 km/hr). V̇O2 max sera: 3,5×17 = 59,5 ml/min/kg.
  • Pour information, il existe d’autres épreuves permettant d’estimer V̇O2 max: Le test Brikci et Dekkar, le test 2.400, le test 2000, le test Margaria et Coll,etc…
  • Pour nous coureurs, le test 6′ est le plus simple à mettre en oeuvre et il donne une estimation de V̇O2 max et de VMA. En effet, la durée de 6′ se trouve dans la moyenne statistique qu’un coureur est capable de soutenir à V̇O2 max.

– Epreuves progressives:

  • L’épreuve de Léger-Boucher (1980), est réalisée sur une piste d’athlétisme de 400m balisée par des plots tous les 50m. La vitesse de départ du test est 8 km/hr, elle est incrémentée de 1 km/hr toute les deux minutes, la vitesse à suivre est donné par un bip sonore. Au moment où le bip retentit le coureur doit se trouver à hauteur du plot, et lorsqu’il ne parvient plus à suivre le rythme imposé, l’épreuve est terminée. V̇O2 max est calculé à partir de la vitesse atteinte lors du dernier palier. V̇O2 max = 3,5 x V.
  • Test VAMEVAL (Georges Cazorla, 1990), est basé sur l’épreuve Léger-Boucher. La différence est que les plots sont disposés tous les 20m et la vitesse est incrémentée de 0,5 km/hr toutes les minutes. Le VAMEVAL permet de déterminer la VMA de manière plus précise.
  • Les épreuves Léger-Boucher et VAMEVAL, pemettent de déterminer V̇O2 max et VMA. En outre, ces deux épreuves de terrain peuvent être réalisées avec un cardiofréquencemètre. Cela permettra de tracer le diagramme de la relation fréquence cardiaque – vitesse de course.
  • Pour information, il existe d’autres épreuves permettant d’estimer V̇O2 max: l’épreuve de Brue (1985), le CAT test (Raymond Chanon, 1980).

Conclusion:

–  La relation qui existe entre VMA et V̇O2 max, permet de déterminer l’une à partir de l’autre.  VMA = V̇O2 max / 3,5        V̇O2 max = VMA x 3,5.                                                       –  Idéalement, V̇O2 max doit être déterminé en laboratoire sur tapis roulant (épreuve directe). V̇O2 max et VMA sont déterminés avec précision.                                                    – Faute de pouvoir déterminer V̇O2 max en laboratoire, nous privilégierons dans l’ordre les test de terrain suivants: le test VAMEVAL et le test 6′.

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