Endurance désigne la capacité de l'organisme à résister à la fatigue et à rester actif lorsqu'il est soumis à des contraintes physiques. L'endurance dépend en grande partie des performances du système respiratoire et circulatoire ainsi que de la gestion de l'énergie dans les muscles, c'est-à-dire de leur capacité à convertir les graisses et les hydrates de carbone en énergie.(1) Celle-ci est déterminée par le nombre de mitochondries, le nombre de capillaires dans les muscles ainsi que par les différentes voies métaboliques (glycolyse, cycle de Krebs et phosphorylation oxydative). L'endurance maximale fait référence au niveau d'intensité qui va du seuil anaérobie à l'effort aérobie maximal. Elle est déterminée par la l'absorption maximale d'oxygène (VO2max)la puissance biomécanique de l'activité et la performance du système neuromusculaire.
Introduction
L'exercice d'endurance est généralement recommandé comme la base de tout exercice physique sain. Il est recommandé de faire de l'exercice pendant au moins 2 heures et 30 minutes par semaine (la suggestion la plus courante est de le faire cinq fois par semaine, pendant au moins 30 minutes à chaque fois).
Parmi les activités considérées comme des exercices d'endurance figurent la marche, le vélo, la natation, la randonnée et même les travaux ménagers plus lourds. L'intensité varie en fonction de la condition physique de l'individu. Pour améliorer de manière significative sa condition physique, il est généralement nécessaire d'inclure des activités plus ardues que la marche, par exemple la course à pied, le ski de fond, le cyclisme rapide ou divers sports de balle. divers jeux de balle. En ce qui concerne les exercices en groupe, divers cours d'aérobic, de danse et d'entraînement croisé sont populaires.
Les exercices d'endurance peuvent être divisés en quatre types en fonction du niveau d'effort fourni : l'endurance aérobie de base, l'endurance temporelle, l'endurance maximale et l'endurance de vitesse. L'endurance peut également être divisée en exercices aérobies ou anaérobies. En pratique, l'endurance aérobie de base est la base de tout mouvement.
La limite entre l'endurance de base et l'endurance temporelle est appelée seuil aérobie. De même, la limite entre l'endurance tempo et l'endurance maximale est appelée seuil anaérobie. La production d'énergie anaérobie (sans oxygène) augmente avec le niveau d'effort physique. Le seuil aérobie est le niveau d'effort auquel les voies énergétiques anaérobies commencent à représenter une part importante de la production d'énergie (généralement moins de 70 % de la fréquence cardiaque maximale).(2)
Le seuil anaérobie est défini comme le niveau d'intensité de l'exercice auquel l'acide lactique s'accumule dans l'organisme plus rapidement qu'il ne peut être éliminé par le cœur, le foie et les muscles striés. C'est pourquoi il est aussi parfois appelé seuil de lactate (environ 85-90 % de la fréquence cardiaque maximale). Une fois le seuil dépassé, plus d'acide lactique s'accumule dans le corps. d'acide lactique dans les muscles que ce qui peut être éliminé, ce qui conduit lentement à la fatigue.(3) Le seuil aérobie et le seuil anaérobie peuvent tous deux être augmentés par l'entraînement. Par exemple, les coureurs veulent augmenter leur seuil aérobie car cela leur permettra de courir plus vite et plus longtemps.
Les valeurs indicatives du seuil peuvent être déterminées à l'aide de la formule de Karvonen :
(fréquence cardiaque maximale - fréquence cardiaque au repos) x zone de fréquence cardiaque souhaitée entre 60-90 % + fréquence cardiaque au repos.
Par exemple (189 - 50) x 0,7 + 50 = 147 (le seuil aérobie estimé pour un individu de 35 ans ayant une fréquence cardiaque au repos de 50 bpm).
Le seuil aérobie le plus précis méthode la plus précise pour estimer la fréquence cardiaque maximale (FCmax) est d'utiliser la formule suivante :(4)
211 - 0,64 x âge en années (par exemple 211 - 0,64 x 35 = 189)
Une étude réalisée en 2022 a montré que le risque de mortalité le plus faible était associé à une VO2 max de 49 ml/kg/min et que le risque n'augmentait pas en cas de bonne condition cardiorespiratoire.(5) Les personnes les moins en forme avaient un risque de mortalité quatre fois plus élevé que les personnes en très bonne forme. Le tabagisme augmente généralement le risque de mortalité de 2 à 3 fois - le tabagisme combiné à l'obésité le multiplie par 3,5 à 5. Cela signifie qu'une faible condition cardiorespiratoire et une faible VO2 max constituent l'un des facteurs de risque les plus importants du mode de vie pour une mortalité accrue et une durée de vie plus courte. C'est presque aussi important que de ne pas fumer, si ce n'est plus.
Les avantages de l'exercice d'endurance
Les exercices d'endurance ont des effets bénéfiques à la fois fonctionnels et structurels. Les changements structurels comprennent l'augmentation du volume cardiaque et de la force musculaire, du volume pulmonaire, du nombre de mitochondries et de la microvasculature. Les changements fonctionnels comprennent une baisse de la tension artérielle au repos, une baisse de la fréquence cardiaque au repos, une augmentation du volume cardiaque et du débit cardiaque, ainsi qu'une amélioration de l'absorption d'oxygène.(6)
L'exercice d'endurance est connu pour avoir un impact positif sur l'anxiété et la dépression, l'équilibre du stress et le traitement et la prévention de nombreuses maladies chroniques.
Il est également connu pour réduire le risque de maladies cardiovasculaires. Il semble que pour obtenir ces bénéfices, il suffit de trois mois d'entraînement modéré (2 à 3 heures par semaine), après quoi les bénéfices sont limités, même si l'on augmente la quantité ou l'intensité de l'entraînement.(7) L'exercice modéré (MET (8)
Les principes de base de l'entraînement d'endurance
L'objectif principal de l'entraînement d'endurance est d'augmenter la capacité du corps à effectuer des exercices prolongés d'une durée allant de quelques minutes à plusieurs heures. Les sports typiques sont la marche, la course à pied, le cyclisme, le ski de fond, la natation et la randonnée.
Pour développer l'endurance, il faut généralement s'entraîner au moins trois fois par semaine, pendant 30 à 60 minutes. Il peut être utile d'utiliser des zones de fréquence cardiaque et de s'entraîner avec un cardiofréquencemètre. La méthode vous aide à reconnaître les différentes zones de fréquence cardiaque et leur impact physiologique sur l'entraînement d'endurance.
Facteurs clés de l'exercice d'endurance :
- La majeure partie de l'entraînement d'endurance se déroule dans la zone d'endurance de base (environ 70 à 80 % de la séance d'entraînement). Cela permet de développer l'endurance de base en général et le débit cardiaque en particulier
- L'accent est mis sur l'entraînement technique
- L'entraînement doit être progressif et prévoir suffisamment de temps pour la récupération.
- L'entraînement par intervalles à haute intensité (HIIT) est particulièrement efficace pour augmenter le nombre de mitochondries et l'absorption maximale d'oxygène (VO2max).(9-10)
- Effectuer différents exercices par intervalles dans les zones de tempo et d'endurance maximale.
- Intervalles courts (HIIT) ; intervalles d'exercices de 15 à 45 secondes, repos de 15 secondes à 3 minutes.
- Intervalles longs : intervalles d'exercices de 3 à 8 minutes, repos de 1 minute à 4 minutes.
- Intervalles progressifs : intervalles d'exercice de 8 à 20 minutes, intervalles de repos variables. L'intensité est encore plus faible que dans l'entraînement par intervalles longs.
- L'entraînement en force augmente l'efficacité des exercices d'endurance et améliore les performances.(11)
- Effectuer des exercices de récupération et éviter le surentraînement
COMMENT UTILISER LES ZONES DE FRÉQUENCE CARDIAQUE À L'ENTRAÎNEMENT ?
- Si votre niveau d'endurance est bon mais que vous êtes fatigué dès que vos muscles commencent à produire de l'acide lactique, vous devriez ajouter des intervalles dans la zone de fréquence cardiaque 4.
- Si les intervalles ne posent pas de problème mais que vous vous fatiguez lors d'exercices prolongés effectués à un rythme régulier, vous devriez ajouter des exercices dans la zone de fréquence cardiaque 4. zone de fréquence cardiaque 2 et des intervalles en zone 3
- Si vous ne pouvez pas sprinter jusqu'à l'arrivée à la fin d'une course de 5 kilomètres, vous devez ajouter des intervalles dans la zone de fréquence cardiaque 5 (endurance maximale).
- Si votre corps est lent à récupérer, ajoutez des exercices dans la zone de fréquence cardiaque 1.
Faites 2 à 3 séances hebdomadaires d'entraînement cardio de la zone 2 pendant 30 à 60 minutes par séance. (en fonction de votre condition physique actuelle ; commencez par un niveau bas et augmentez progressivement). La zone 2 est une zone de fréquence cardiaque stable et de faible intensité, située entre 60 et 70 % de la fréquence cardiaque maximale. L'intensité est suffisamment faible pour maintenir la respiration nasale et même de parler. La zone 2 jette les bases d'une bonne santé cardio-respiratoire. Le fait de disposer d'une base solide avec la zone 2, qui développe les fibres musculaires à contraction lente et augmente le nombre de mitochondries, améliore la condition physique cardiorespiratoire globale d'une personne.
Il est également recommandé de pratiquer l'entraînement par intervalles une à deux fois par semaine.
Le type d'entraînement par intervalles peut varier en fonction du temps dont on dispose et de ce que l'on ressent. Par exemple, des sprints d'une minute à l'effort maximal suivis d'une minute de repos et répétés pendant huit rounds. Une autre option intéressante consiste à faire des sprints de 3 à 4 minutes à l'effort maximal, suivis de 4 minutes de repos et répétés pendant 4 séries.
La séance d'intervalles ou de HIIT préférée du Dr Olli Sovijärvi s'appelle le Gibala Mehthod, qui est basé sur une étude menée en 2010 sur des étudiants et publiée par Martin Gibala, docteur en physiologie. L'objectif de l'étude était de déterminer l'effet de l'entraînement par intervalles à haute intensité (100 % VO2max) sur les performances générales en utilisant une méthode plus sûre et d'intensité légèrement inférieure à la méthode Tabata.
L'étude s'est poursuivie pendant deux semaines au cours desquelles six séances d'entraînement sur vélo stationnaire ont été effectuées. Chaque séance d'entraînement comprenait une phase d'échauffement de 3 minutes suivie de la phase d'intervalles : 60 secondes d'action suivies de 75 secondes de repos, répétées 8 à 12 fois. L'étude ne comportait pas de groupe de contrôle. Gibala a découvert que cette méthode permettait d'obtenir les mêmes bénéfices en termes d'absorption d'oxygène que 5 heures d'entraînement d'endurance à rythme constant par semaine. La méthode a également permis d'augmenter de manière significative la capacité de production de force des cellules musculaires et d'améliorer le métabolisme des sucres.(12)
En 2019, une méta-analyse de 53 études a révélé que les intervalles courts (≤30s), les faibles volumes (≤5min) et le court terme (≤ 4 semaines) sont des moyens efficaces et peu coûteux en temps pour augmenter la VO2 max. Cependant, ils ont constaté que pour maximiser les adaptations de VO2 max, il est préférable de pratiquer des exercices à long intervalle (≥2min), à haut volume (≥15min) et à moyen ou long terme (≥4-12semaines).(13) Ainsi, les intervalles plus nombreux et plus longs sont généralement supérieurs aux intervalles courts et de faible volume. Toutefois, les intervalles courts sont également efficaces si l'on manque de temps.
- S'entraîner toujours au même niveau d'intensité et dans la même zone de fréquence cardiaque.
- S'entraîner toujours au même rythme
- S'entraîner trop dur les jours où l'on s'entraîne moins ou vice versa
Comment mesurer l'aptitude aérobie et l'absorption d'oxygène (VO2max) ?
La mesure et le test des athlètes ont commencé après les premiers Jeux olympiques officiels (1886). Le premier vélo ergomètre a été construit au Danemark en 1910. Le concept d'absorption maximale d'oxygène a été développé en 1920 par le physiologiste Archibald Hill (1886-1977).(14) Toutefois, ce n'est que dans les années 1960 que des études complètes sur les tests d'absorption maximale d'oxygène ont été publiées.(15-16)
PRISE D'OXYGÈNE
L'absorption d'oxygène fait référence à la capacité du système respiratoire et circulatoire à transporter l'oxygène et à la capacité des muscles à utiliser l'oxygène.
l'utiliser pour produire de l'énergie. L'absorption maximale d'oxygène (VO2 max) correspond à l'absorption d'oxygène dans des conditions de stress extrême. Les termes absorption d'oxygène et consommation d'oxygène sont souvent utilisés de manière interchangeable. L'absorption maximale d'oxygène est exprimée soit en valeur absolue (litres par minute), soit, plus couramment, sous la forme de comme une valeur relative de litres par minute par kilogramme de poids corporel (ml/kg/min). L'absorption d'oxygène est un indicateur de la capacité d'endurance, qui peut être améliorée par un entraînement régulier d'endurance ou par intervalles. Les valeurs les plus élevées d'absorption maximale d'oxygène ont été mesurées chez les cyclistes et les skieurs.(17)
TEST DE MARCHE UKK
Le test de marche UKK, scientifiquement validé, a été mis au point en Finlande au début des années 1990 dans le but de mesurer la capacité d'endurance, c'est-à-dire les performances du système respiratoire et circulatoire.(18) Le test de marche est spécialement conçu pour l'étude de la condition physique des personnes d'âge moyen. Toutefois, il peut également être appliqué à d'autres tranches d'âge ou à des personnes en surpoids.(19-20)
Le test consiste à marcher 2 kilomètres sur une surface plane, le plus rapidement possible. Un indice de condition physique est ensuite calculé sur la base du temps de marche, de la fréquence cardiaque à la fin du test, de l'indice de masse corporelle et du sexe. L'absorption maximale d'oxygène du sujet est estimée sur la base des résultats du test. La précision est suffisante lorsque la fréquence cardiaque à la fin du test est au moins égale à 80 % de la fréquence cardiaque maximale.(21) Le test n'est généralement pas recommandé pour les personnes ayant une très bonne condition physique, car il n'est pas suffisamment éprouvant dans ce cas.(22)
Formule du test de marche UKK pour estimer l'absorption maximale d'oxygène : Le résultat est VO2max (ml/min/kg)
Hommes :
184,9 - 4,65 x (temps en minutes) - 0,22 x (rythme cardiaque) - 0,26 x (âge) - 1,05 x (IMC)
Femmes : 184,9 - 4,65 x (temps en minutes)
116,2 - 2,98 x (temps en minutes) - 0,11 x (rythme cardiaque) - 0,14 x (âge) - 0,39 x (IMC)
ÉPREUVE D'EFFORT CLINIQUE SUR BICYCLETTE
Une épreuve d'effort clinique (ECG d'effort) est généralement réalisée sur une bicyclette stationnaire (ergomètre d'effort) sous la supervision d'un médecin.
Ce test est proposé par de nombreuses cliniques médicales. Les tests d'effort sont également souvent effectués pour étudier les maladies cardiovasculaires potentielles. Ils sont particulièrement fréquents pour diagnostiquer les maladies coronariennes. Pour le biohacker, un test d'effort clinique sur bicyclette est un bon moyen de mesurer l'aptitude aérobie et la production de force anaérobie, à condition que le test soit effectué jusqu'à l'épuisement absolu.
Le niveau d'oxygène dans le sang artériel et la fonction pulmonaire peuvent également être mesurés pendant le test. Les athlètes subissent généralement un test plus complet, à savoir la spiroergométrie de course (voir le paragraphe ci-dessous). Le médecin peut interrompre l'épreuve d'effort s'il détecte quelque chose d'inhabituel dans les symptômes, l'électrocardiogramme, la tension artérielle, la saturation en oxygène du sang ou d'autres variables.(23)
L'épreuve d'effort est généralement initialisée avec une faible résistance (40 W pour les femmes, 50 W pour les hommes). Le test est généralement effectué avec des intervalles de trois minutes entre les augmentations de la résistance. Pour les femmes, les augmentations de résistance sont de 40 W chacune, pour les hommes, elles sont de 50 W chacune. Le rythme est généralement de 60 à 70 tours par minute. La perception de l'effort est évaluée pendant le test d'effort à l'aide de l'échelle de Borg. L'objectif de l'épreuve d'effort est d'atteindre un niveau d'effort perçu de 90 % du maximum dans un délai de 6 à 12 minutes. en augmentant le niveau de résistance. Pour les personnes en très bonne condition physique, le temps nécessaire peut être nettement plus long. L'absorption maximale d'oxygène peut être estimée sur la base des résultats du test. Toutefois, il est possible d'estimer la consommation maximale d'oxygène en fonction des résultats du test, pour les athlètes, la précision n'est pas suffisante lorsque la performance est sous-maximale.(24-25)
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Calculateur de protocole pour bicyclette ergométrique (YMCA) (lire les instructions dans le lien)
SPIROERGOMÉTRIE EN COURSE À PIED
La spiroergométrie est la version étendue de l'épreuve d'effort clinique, spécialement conçue pour les athlètes. Elle est réalisée sur une bicyclette ergométrique ou un tapis roulant. Outre les méthodes analytiques de l'épreuve clinique d'effort, ce test implique la mesure des gaz respiratoires et du volume courant. Le test permet de mesurer directement la consommation d'oxygène et la production de dioxyde de carbone et donc le seuil anaérobie. La version la plus complète peut également comprendre la mesure du taux d'acide lactique dans le sang artériel.
La personne testée pédale sur le véloergomètre ou court sur le tapis roulant, en augmentant progressivement la résistance, soit jusqu'à l'épuisement sous-maximal, soit jusqu'à l'épuisement complet. Les gaz respiratoires sont mesurés à l'aide d'un masque fixé sur le visage du sujet.
La spiroergométrie permet de déterminer avec précision la consommation maximale d'oxygène (absorption d'oxygène) et le seuil anaérobie d'un individu. Il s'agit du point où la production de dioxyde de carbone commence à augmenter par rapport à la consommation d'oxygène et où l'acide lactique commence à se former dans le sang. Dans le même temps, le niveau d'essoufflement est significativement plus élevé que le seuil anaérobie. a augmenté. La spiroergométrie est l'étalon-or de l'étude des facteurs de dégradation des performances liés à la respiration, au système cardio-vasculaire, au métabolisme, etc. Le test de spiroergométrie est également largement utilisé pour évaluer la capacité de travail d'un individu.(26)
TEST DE COOPER
Le test de Cooper, mis au point par le Dr Kenneth H. Cooper en 1968 pour l'armée américaine, est utilisé pour évaluer l'endurance maximale. Il s'agit de courir le plus loin possible en 12 minutes. Selon les études, il existe une forte corrélation entre les résultats du test de Cooper et l'absorption maximale d'oxygène.(27) Ce test convient mieux aux coureurs, car il fait appel à l'économie et à la technique de course.
Voici le calculateur du test de Cooper pour estimer votre VO2max.
Technologie portable pour tester la VO2max
La technologie portable est devenue de plus en plus populaire pour mesurer divers paramètres de la condition physique, y compris la VO2max. Toutefois, il est essentiel de comprendre la précision de ces mesures par rapport aux tests de VO2max de référence effectués en clinique ou en laboratoire.
Les dispositifs portables, tels que les trackers de fitness et les smartwatches, estiment la VO2max à l'aide d'algorithmes qui prennent en compte les données relatives à la fréquence cardiaque, ainsi que d'autres facteurs tels que l'âge, le sexe, les niveaux d'activité physique et, parfois, les données GPS pour les entraînements en plein air. Ils utilisent des algorithmes propriétaires pour estimer la VO2max sur la base de la relation entre la fréquence cardiaque et la consommation d'oxygène, qui peut varier d'un individu à l'autre. La précision des estimations peut être influencée par plusieurs facteurs, notamment la précision du capteur de fréquence cardiaque, la capacité de l'algorithme à prendre en compte les variations individuelles et les conditions dans lesquelles les données sont collectées (par exemple, exercice à intensité constante ou à intensité variable).(28)
Des études ont montré des degrés de précision variables en comparant la technologie portable à la spiroergométrie, qui est l'étalon-or. De nombreux dispositifs portables fournissent des estimations raisonnablement bonnes de la VO2max pour une utilisation en population générale, en particulier pour les personnes ayant une condition physique moyenne. Toutefois, ils doivent être plus précis pour les athlètes très entraînés ou les personnes souffrant de problèmes de santé spécifiques. Le degré d'erreur peut varier en fonction de la marque et du modèle de l'appareil, ainsi que des caractéristiques spécifiques de l'utilisateur et de ses habitudes d'exercice.(29)
La technologie portable est utilisée de préférence pour suivre les changements au fil du temps et fournir une estimation générale de la forme cardiovasculaire.
Appareils mesurant la VO2max :
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Certains appareils Garmin évaluent automatiquement votre VO2 max chaque fois que vous enregistrez une course ou une marche rapide avec la fréquence cardiaque et le suivi GPS activés. Au cours de votre activité, l'estimation de la VO2max est calculée en fonction de la fréquence cardiaque et du suivi GPS. Firstbeat Analytics intégré à votre appareil examine la relation entre la vitesse à laquelle vous vous déplacez et l'effort fourni par votre corps pour maintenir ce rythme.
- Montres Polar (comme Pacer et Polar Vantage)
- Le Polar Fitness Test avec fréquence cardiaque au poignet est un moyen facile, sûr et rapide d'évaluer votre forme aérobique (cardiovasculaire) au repos. Il s'agit d'une évaluation simple de votre condition physique en 5 minutes qui vous donne une estimation de votre absorption maximale d'oxygène (VO2max). Le calcul du test de condition physique est basé sur votre fréquence cardiaque au repos, la variabilité de votre fréquence cardiaque et vos informations personnelles : sexe, âge, taille, poids et auto-évaluation de votre niveau d'activité physique, appelé contexte d'entraînement. Le Polar Fitness Test est conçu pour être utilisé par des adultes en bonne santé.
- Montres et bracelets Fitbit
- Si vous possédez une montre Fitbit Alta HR, Fitbit Charge 2, Fitbit Blaze ou Fitbit Ionic, vous avez accès à votre score d'aptitude cardiovasculaire, une fonction Fitbit unique qui estime votre VO2 max, une mesure de la capacité de votre corps à utiliser l'oxygène pendant un exercice intense.
Calculatrices pour tester la VO2max
Calculateur de VO2 max est destiné à tous les sportifs qui souhaitent connaître leur valeur de capacité aérobie maximale. Ce paramètre est crucial dans tout sport d'endurance et permet de s'entraîner de manière efficace et adéquate. Dans l'article de cette page, nous avons préparé quelques brèves informations sur ce qu'est la VO2 max, comment calculer la VO2 max, une description des tests de VO2 max et une explication de l'utilisation de ce calculateur de capacité aérobie.
Méthodes de test applicables au calculateur :
- Fréquence cardiaque au repos (FCR)
- Test de marche de 1 mile
- Test de marche de 3 minutes
- Test de marche/course de 1,5 mile
- Meilleur temps sur 2000m (rameur d'intérieur)
Vous trouverez d'autres calculateurs ici.
Conclusion
En résumé, l'amélioration de la VO2max par l'entraînement d'endurance est une tactique d'intervention primaire pour une meilleure santé générale et une vie plus longue. Les études ont également montré que le contrôle efficace des performances du système respiratoire, des flux du système circulatoire et des processus de transformation de l'énergie musculaire jouait un rôle essentiel dans cette amélioration. La condition cardiovasculaire n'est améliorée que par des exercices aérobiques essentiels et des séances d'endurance maximales intenses, éléments constitutifs de l'entraînement d'endurance. La connaissance et la pratique des zones de fréquence cardiaque dans le programme d'entraînement fournissent une méthode d'exercice personnalisée, qui est plus efficace parce qu'elle répond au niveau de forme physique et aux besoins actuels.
Les progrès technologiques dans l'évaluation de la VO2max, depuis les tests classiques tels que la spiroergométrie jusqu'aux dispositifs modernes portables, fournissent des informations scientifiques viables sur le bien-être cardiovasculaire. Néanmoins, il est essentiel de comprendre que les gadgets portables sont des dispositifs imparfaits par rapport aux valeurs cliniques et qu'ils ne peuvent être utiles que pour suivre les tendances. Un programme d'entraînement d'endurance cohérent et complet devrait être soutenu par les conditions d'assurance nécessaires en dehors du terrain. Dans ce cas, elle augmentera les performances cardiovasculaires, éliminant les risques cruciaux associés à une faible condition cardiorespiratoire.
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