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Test scientifique fréquemment réalisé chez les athlètes de haut niveau, le VO2 max a longtemps été considéré comme le facteur de performance le plus important. Ce concept, défini comme le débit maximum de dioxygène consommé à l'effort, a probablement vu son succès renforcé par l'interprétation simpliste qui peut en être fait.

Le VO2max s'évalue en effectuant un effort progressif par palier d'environ une minute d'intensité croissante sur tapis roulant ou vélo

En intégrant dans les mécanismes physiologiques, le cerveau et même l'inconscient , le physiologiste Américain Tim Noakes propose une conception totalement révolutionnaire de l'organisme à l'effort et dépoussière au passage des concepts que l'on pensait immuables.

Comment faut-il comprendre cette notion de VO2max et pourquoi celle-ci n'est pas un facteur déterminant de la performance ?

Les interprétations trop simples du VO2max et de son fameux plateau

Le premier modèle baptisé par Tim Noakes : "Modèle cardiovasculaire et anaérobique" est le modèle le plus populaire, le plus simple et probablement le plus éloigné de la réalité.

Dans ce modèle, la limite de la performance s'explique uniquement en terme de dioxygène délivré aux muscles et utilisé par ceux-ci. Au-delà d'une intensité seuil, le coeur ne peut plus accroître son débit sanguin et l'apport en dioxygène aux muscles. Continuer l'exercice au-delà de ce plateau n'est possible que par la mobilisation de la filière anaérobique produisant de l'acide lactique et des ions H+. L'accumulation des ions H+ dans les muscles provoquerait une acidité telle que la contraction musculaire en serait altérée et l'arrêt de l'effort imposé.

Les événements aboutissant à l'arrêt de l'effort selon le modèle cardiovascilaire-anaérobique

Les études modernes mettent à mal ce modèle et les observations de terrains ne sont pas en adéquation avec celui-ci.

Tim Noakes mentionne notamment que la présence d'un plateau ne signifie pas forcément qu'un véritable manque de dioxygène s'est développé dans le muscle. Cette relation a toujours été admise, jamais prouvé.

Une étude récente ( R.S Richardson et al. 1998) est d'ailleurs venue démontrer le contraire. L'étude de la pression en dioxygène à l'intérieur des fibres musculaires a démontré qu'au cours d'un effort d'intensité croissante, celle-ci reste constante, même à effort maximal.

De plus, des études modernes montrent que ce plateau n'est observable que dans 30% des cas. Pourtant, nul doute que ces athlètes sont bien allés au maximum de leur limite.

Selon Tim Noakes, l'apport sanguin au coeur ( lui-même ), aurait bien une influence sur ce fameux V02max, mais pas par le mécanisme classiquement reconnu.

Résultat d'un Test déterminant le VO2max sur tapis roulant chez un coureur à pied de niveau régional affichant un plateau ( V02max = 60mL/kg/min)

Le coeur, un muscle clé qui ne peut se permettre un manque en dioxygène

Le coeur est un muscle creux. Il doit irriguer les organes mais aussi lui-même. Il est dépendant du sang qu'il propulse dans l'artière coronaire. C'est de cette artère que provient le sang et le dioxygène qui permet sa propre contraction.

Or ce coeur ne peut avoir recours comme un muscle classique à la filière anaérobie et contracter une dette en dioxygène.

Un apport insuffisant en dioxygène s'ensuivrait d'une détérioration immédiate de sa capacité de pompage et notamment d'une diminution du débit dans sa propre artère coronaire. Un tel cercle vicieux n'est pas envisageable et mettrait l'organisme en grand danger.

Angiographie du coeur permettant d'observer l'artère coronaire qui irrigue le coeur et alimente en dioxygène les cellules contractiles du coeur

Une interaction complexe entre cerveau, coeur et muscle squelettique : Le modèle du gouverneur central

Tim Noakes propose alors un modèle impliquant le cerveau. Pour éviter tout dommage au niveau du coeur, il y aurait dans le cerveau un "gouverneur" qui anticiperait le moment ou l'apport de dioxygène atteindrait une valeur limite. Ce gouverneur recevrait des informations provenant du coeur ou des vaisseaux coronaires.

Il causerait donc de façon inconsciente la fin de l'exercice avant qu'il y ait un plateau de consommation de dioxygène dans l'ensemble du corps. Ainsi, ni le coeur, ni les muscles ne développeraient de l'anaérobie durant cet test et l'exercice terminerait en raison d'un plateau occasionné par l'arrêt du recrutement d'un nombre supérieur de fibres musculaires. C'est pourquoi ce modèle de "gouverneur central" est aussi appelé modèle "d'intégration neuromusculaire à l'exercice."

Ainsi le plateau qui peut être observé dans 30% des cas lors de la réalisation d'un test VO2max n'est pas la cause de l'arrêt de l'effort, mais la conséquence d'une interaction complexe entre cerveau coeur et muscle squelttique.

Schéma du modèle du gouverneur central permettant de terminer l'exercice avant que le coeur ou le cerveau (voire le diaphragme ) soient endommagés en raison d'un manque de dioxygène

Un modèle plus complexe mais qui colle mieux à la réalité du terrain

Ce nouveau modèle permet d'avoir une approche plus globale des facteurs pouvant occasionner la performance. Trois composantes importantes de la performance peuvent être ainsi distinguées :

1- La capacité de pompage du coeur. De cette capacité de pompage du coeur et du débit sanguin qu'il peut occasionner, va dépendre la valeur limite du débit coronarien à partir duquel le gouverneur est activée pour limiter le recrutement des fibres musculaire et causer un plateau.

2 - Les capacités contractiles des fibres musculaires. Les athlète de haut niveau auraient une meilleure capacité à générer de la force , une meilleure elasticité, et une plus grande resistance à la fatigue, notamment lorsque le coeur approche du maximum de ses capacités de pompage.

C'est la raison pour laquelle, les meilleurs athlètes sur de longues distances, y compris des ultra-trails, sont aussi bien souvent d'excellents coureurs sur de courtes distance allant du 100 au 1500m.

Bob Tahri compte bien utiliser ses qualités de vitesse sur marathon

Peut être êtes vous un peu mal à l'aise.... Pourquoi parle-t-il de capacités contractiles des fibres musculaires ? Que vient faire un facteur jouant sur l'économie de course dans la mesure du VO2 max, qui est censé évaluer dans notre ancienne conception  la puissance métabolique ? ...Ne vous faites pas piéger dans votre raisonnement, par l'ancien modèle...

Accrochez vous ! De meilleures capacités contractiles permettent d'atteindre un niveau d'intensité supérieur et  le maintenir plus longtemps avant d'atteindre les capacités cardiaques maximales autorisées par le cerveau. Ces athlètes atteignent donc des niveaux de consommation de dioxygène supérieures. Et oui ! Le niveau de consommation de dioxygène dépend du nombre de fibres recrutées...Encore une fois ! Le VO2max résulte d'une interaction complexe entre cerveau, cœur et muscle squelettique...

3- Un gouverneur central actif à différents niveaux selon les individus.

Le cerveau, garant de la "sécurité" de l'organisme est probablement activé à un niveau qui diffère selon les individus. Nous avons dans un précédent article sur l'entraînement polarisé mentionné l'importance de ne pas délaisser le travail à allure course même si celui-ci ne contribue pas forcément à l'optimisation de l'amélioration des filières. S'entraîner à allure compétition de temps à temps permet en quel que sorte de pré-programmer le cerveau. S'entraîner ne consiste pas seulement à améliorer ses capacités cardiaques ou musculaires mais aussi à éduquer son cerveau. C'est en quelque sorte lui apprendre que les situations qu'il juge dangereuses ne le sont pas. Ainsi, les athlètes de haut niveau ont peut être un central gouverneur qui autorise un pourcentage de dioxygène dans le sang légèrement plus faible que les autres sans que les mécanismes de sécurités soient activés.

Le "bouquet final" de Carmen Oliveras au marathon de Paris

Dans de très rares cas, le gouverneur peut accepter que les limites soient dépassées. C'est le cas à la fin d'une épreuve même épuisante, où dans les derniers mètres, le cerveau autorise un recrutement plus important des fibres msuculaires. Ce phénomène est appelé par Noakes: le "bouquet final "

De plus, dans ce modèle, Il est enfin possible d'expliquer les meilleures performances en grande compétition, l'influence de facteurs non physiologiques tels que les encouragements, ou la simple émulation à l'entraînement.

Nous n'irons pas jusqu'à évoquer l'importance de l'effet placebo ou de certaines émotions dont la plus efficace de l'avis de la plupart des psychologues du sport s'avère la haine.....Ah ! Nous sommes bien loin, des beaux sentiments que tentent de nous véhiculer les médias....

Le cerveau, facteur limitant

Cette nouvelle vision s'avère révolutionnaire. Depuis quelques années, les observations de laboratoires s'éloignaient de la réalité du terrain. Grâce à ce modèle qui intègre le cerveau, non seulement Noakes met à mal tous ces tests mais aussi la validité de plusieurs recommandations diététiques insufflées par l'industrie des produits de l'effort.

Voici ce que dit Tim Noakes concernant ce cerveau : " En toute occasion, il faut se dire que c'est le cerveau qui détermine la performance. Nos muscles pourraient travailler davantage. On pourrait trouver dans nos réserves le carburant nécessaire. Cependant on ne peut pas le faire sans obtenir la permission du cerveau".

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Bibliographie:

Tim Noakes, MD Lore of running