Du débit cardiaque au plan de saison : VO2max, FC cible et périodisation

Ta montre affiche une fréquence cardiaque, une « VO2max estimée », une « charge d'entraînement »… Comprendre ces nombres, c'est bâtir toi-même le plan qui te mènera à ton 10 km, sans blessure.

1. Trois filières, une seule monnaie : l'ATP

Le muscle ne se contracte qu'en consommant de l'ATP, dont la réserve couvre 2 à 3 secondes d'effort maximal. Trois filières la régénèrent en même temps, en proportions fixées par l'intensité et la durée :

Filière	Réaction	Point fort	Limite
Anaérobie alactique	phosphocréatine + ADP → ATP + créatine	puissance maximale, immédiate	épuisée en 7 à 10 s d'effort maximal
Anaérobie lactique	glucose → lactate, 2 ATP par glucose	dominante de 15 s à 1 ou 2 min	acidification du muscle (ions H+)
Aérobie	glucides ou lipides + O2 → CO2 + H2O, environ 30 ATP par glucose	capacité presque illimitée	débit de dioxygène, réserves de glycogène

Plus l'intensité monte, plus l'aérobie brûle de glucides plutôt que de lipides. Le lactate n'est pas un déchet : le cœur et les fibres lentes l'oxydent.

2. VO2max : l'équation de Fick

Le cœur apporte le dioxygène, les muscles l'extraient : c'est l'équation de Fick, VO2 = Qc × (CaO2 − CvO2).

• Qc, le débit cardiaque, vaut FC × VES (volume d'éjection systolique, le sang éjecté à chaque battement).
• CaO2 − CvO2, la différence artério-veineuse, est le dioxygène prélevé par litre de sang, qui en transporte environ 200 mL.

Exemple travaillé 1 : Malik, 70 kg. Au repos, FC 70 et VES 70 mL : Qc = 70 × 0,070 = 4,9 L/min ; ses organes prélèvent 50 mL de dioxygène par litre : VO2 = 4,9 × 50 ≈ 245 mL/min, soit 245 ÷ 70 = 3,5 mL/min/kg : c'est 1 MET. À l'effort maximal, FC 195 et VES 115 mL : Qc ≈ 22,4 L/min ; ses muscles prélèvent 150 mL par litre : VO2max = 22,4 × 150 = 3 360 mL/min, soit 48 mL/min/kg.

L'endurance agit sur les deux termes : le VES augmente (la FC de repos baisse) et les muscles gagnent capillaires et mitochondries (l'extraction augmente). La FC max, elle, baisse avec l'âge. Repères : 35 à 50 mL/min/kg chez des lycéens peu entraînés, plus de 80 chez les meilleurs fondeurs. L'économie de course compte aussi.

3. Viser juste : FC max et formule de Karvonen

Deux formules estiment la FC max : 220 − âge, et 208 − 0,7 × âge (Tanaka, 2001). Ce sont des moyennes, souvent fausses de plus de 10 battements pour une personne donnée. La formule de Karvonen donne ensuite : FC cible = FC repos + intensité × (FC max − FC repos).

Exemple travaillé 2 : Léa, 17 ans, FC de repos 55. Tanaka : 208 − 0,7 × 17 = 208 − 11,9 ≈ 196. FC de réserve : 196 − 55 = 141. À 75 % : 55 + 0,75 × 141 ≈ 161 battements par minute. Avec 220 − âge = 203, on trouverait 55 + 0,75 × 148 = 166. D'où l'intérêt de relever sa FC max réelle en fin de test progressif maximal, en bonne santé, échauffé et jamais seul. L'échelle de Borg CR-10 (0 = repos, 10 = maximal) chiffre l'intensité ressentie : le RPE.

4. Planifier : cycles, charge et affûtage

On découpe la saison en macrocycle (les mois menant à l'objectif), mésocycles de 3 à 6 semaines (par exemple trois semaines de charge croissante puis une allégée), microcycles (la semaine) et séances, en respectant progressivité, alternance, spécificité et individualisation.

Pour doser, Carl Foster a proposé la charge de séance : RPE noté une demi-heure après × durée en minutes, en unités arbitraires (UA).

Exemple travaillé 3 : la semaine d'Ilyes. Lundi, 40 min de footing à RPE 3 : 120 UA ; mercredi, 35 min de fractionné à RPE 7 : 245 UA ; samedi, 60 min à RPE 4 : 240 UA. Total : 605 UA. Ses quatre semaines précédentes valaient en moyenne 550 UA : le ratio charge aiguë sur charge chronique vaut 605 ÷ 550 = 1,1. Tim Gabbett conseille de rester entre 0,8 et 1,3 environ et d'éviter les bonds au-delà de 1,5 (repère discuté).

Avant l'objectif vient l'affûtage : une à deux semaines où l'on réduit le volume d'environ 40 à 60 % en gardant quelques séances courtes et intenses ; la fatigue s'efface plus vite que la forme (Laurent Bosquet et coll., 2007).

À retenir

• Les filières alactique, lactique et aérobie régénèrent l'ATP ensemble, en proportions fixées par l'intensité et la durée.
• Fick : VO2 = FC × VES × (CaO2 − CvO2) ; VO2max en mL/min/kg ; 1 MET = 3,5 mL/min/kg.
• FC max ≈ 220 − âge ou 208 − 0,7 × âge (estimations) ; FC cible = FC repos + intensité × (FC max − FC repos).
• Planifier : macro-, méso- et microcycles ; charge de séance = RPE × durée ; hausse progressive ; affûtage avant l'objectif.

★ Pour aller plus loin

En 1975, Eric Banister a modélisé la performance comme la différence entre une « forme » qui s'efface lentement et une « fatigue » qui disparaît vite : son modèle inspire encore bien des applis d'entraînement.

Certains fondeurs « vivent en haut et s'entraînent en bas » : dormir en altitude pousse les reins à produire de l'EPO, donc des globules rouges, les séances intenses restant en plaine (Levine et Stray-Gundersen, 1997).

Sources pour creuser

• Physiologie du sport et de l'exercice, Jack H. Wilmore, David L. Costill et W. Larry Kenney (De Boeck Supérieur).
• Physiologie et méthodologie de l'entraînement, Véronique Billat (De Boeck).
• YouTube : chaînes Major Mouvement (cherche « VO2max ») et La Clinique du Coureur (cherche « charge d'entraînement »).
• eduscol.education.fr et lumni.fr.