Comment calculer, mesurer et tester ta VO2 max

En tant qu'athlète d'endurance, tu as probablement déjà entendu parler de la VO2 max. En termes simples, il s'agit de la capacité de ton corps à utiliser l'oxygène.

Pour augmenter ta VO2 max, tu as besoin de deux éléments : 

• un plan d'entraînement ciblé,
• un bon soutien en termes de suppléments.

Dans ce blog, tu découvriras ce qu'est la VO2 max, comment la calculer, la mesurer et la tester.

 

 

Qu'est-ce que la VO2 max ?

La VO2 max est ta capacité aérobie maximale. Il s'agit de la quantité maximale d'oxygène que tu peux absorber dans l'air, transporter vers tes cellules musculaires et utiliser dans ces cellules. 

Ta VO2 max détermine la limite supérieure de la production d'énergie dans les sports d'endurance, et elle est cruciale dans le cyclisme, le triathlon, la natation, la course à pied, le trail et d'autres sports rapides tels que le football, le basket-ball et le hockey.

Que signifie VO2 max ?

La VO2 max est l'un des principaux paramètres permettant de mesurer ta progression, c'est pourquoi les athlètes s'efforcent de l'augmenter. Malheureusement, cela demande beaucoup de travail.

La VO2 max dépend de la conversion optimale de l'ATP dans les mitochondries. Il s'agit d'un processus fondamental qui permet de produire de l'énergie par la voie aérobie. L’adénosine triphosphate (ATP)  est la molécule utilisée comme source d'énergie pour alimenter les processus de votre corps.

Ton corps stocke environ 250 grammes d'ATP. Pour produire de l'énergie, ton corps décompose l'ATP en parties plus petites, que les enzymes métaboliques utilisent ensuite pour augmenter les réserves énergétiques.

 

Calcul et formule de VO2 max

La VO2 max est exprimée par le ratio entre les litres d'oxygène par minute (L/min) ou les millilitres par kilogramme de masse corporelle par minute (ml/kg/min).

La VO2 max est est calculée selon l'équation de Fick, qui stipule que la VO2 max est égale au débit cardiaque multiplié par la différence de contenu d'oxygène entre le sang artériel (CaO2) et le sang veineux (CvO2) :

VO2 max = Q x (CaO2 - CvO2)

Qu'est-ce qui détermine  la VO2 max?

VO2 max is determined by several factors.

La VO2 max est déterminée par plusieurs facteurs :

• La capacité pulmonaire (les poumons, via les capillaires, saturent le sang artériel en oxygène).
• La capacité cardiaque (rythme cardiaque, volume systolique).
• La capacité oxydative du sang (quantité de sang, hémoglobine, hématocrite).
• La capacité des muscles à absorber l'oxygène (mitochondries, capillaires, enzymes oxydatives).

Capacité pulmonaire

La capacité pulmonaire est la première étape du transport de l'oxygène dans les muscles. Tu peux évaluer ta capacité pulmonaire à l'aide d'un test de spirométrie.

Ta capacité pulmonaire est également influencée par ta technique respiratoire. Il est donc conseillé de pratiquer des exercices de respiration pour améliorer cette capacité.

Capacité cardiaque

La capacité de pompage du cœur est une combinaison du volume systolique et du rythme cardiaque. Le volume systolique représente la quantité de sang que le ventricule pompe lors d'une systole (depuis le ventricule gauche vers l'aorte). Le volume systolique augmente le volume diastolique final et la quantité de sang pompée par le ventricule au cours de la systole.

Sang et capacité oxydative

Ta capacité aérobie est grandement influencée par la quantité de sang et la capacité oxydative.

L'entraînement augmente le volume sanguin dans votre corps, et avec des méthodes d'entraînement correcte, un repos adéquat et une alimentation adaptée, votre sang aura une capacité oxydative élevée.

Les capillaires pulmonaires transfèrent l'oxygène et le dioxyde de carbone aux mitochondries via les érythrocytes. Dans les érythrocytes, l'élément d'intérêt principal est l'hémoglobine (qui se lie à l'oxygène). Les taux d'hématocrite (pourcentage d'érythrocytes dans le volume sanguin total), le volume globulaire moyen (VGM), teneur corpusculaire moyenne en hémoglobine (TCMH), la concentration corpusculaire moyenne en hémoglobine (CCMH), ainsi que les niveaux de fer, revêtent une importance secondaire.

Le fer se trouve principalement dans l'hémoglobine. En cas de carence en fer et avant les compétitions, mais sans surveillance médicale et uniquement pour une période courte, tu peux compléter ton apport avec un supplément de fer hautement biodisponible.

Capacité musculaire

Des limites supérieures élevées ne sont pas suffisantes si vos muscles ne peuvent pas absorber l'oxygène, ce qu'on appelle la capacité oxydative musculaire. Cette capacité dépend de la densité du réseau capillaire dans les muscles, du nombre de mitochondries et de l'activité des enzymes oxydatives.

Si un test révèle des problèmes dans ce domaine, il est impératif de les adresser dans votre programme d'entraînement.

Comment mesurer la VO2 max  à domicile ?

La VO2 max peut être précisément mesurée lors d'un test d'exercice graduel à l'aide d'un équipement de mesure des échanges gazeux pulmonaires (VO2 / VCO2). Comme nous n'avons généralement pas cet équipement à domicile, nous pouvons recourir à divers tests pour estimer la VO2 max.

N'aie pas peur, ces équations ne sont pas aussi compliquées qu'elles en ont l'air.

Test d'exercice graduel

L'une des méthodes les plus couramment utilisées est le test d'exercice graduel, mettant l'accent sur la puissance (W) au stade final (PMA- puissance maximale aérobie).

Utilise l'équation suivante pour calculer ta VO2 max :

VO2 max [ ml/kg/min ] = (10,8 x P/m) +7

où P représente la puissance (en watt) et m la masse corporelle (en kilogrammes).

En fonction de ton niveau d'efficacité, les valeurs calculées peuvent varier de -5% à +5%.

La VO2 max peut également être exprimée en termes absolus, en litres d'oxygène absorbé par minute (L/min). Ainsi, chacun peut calculer la quantité d'énergie qu'il est capable de produire : 1 litre d'oxygène absorbé crée environ 5 kcal ou 21 kJ d'énergie.

Test de 15 minutes de Balke pour les coureurs

L'une des méthodes les plus pratiques pour les coureurs est le test de 15 minutes de Balke. Ce test consiste à courir aussi rapidement que possible pendant 15 minutes et de noter la distance parcourue (avec une précision de 25 mètres).

Utilise cette équation pour calculer ta VO2 max :

VO2 max [ ml/kg/min ]  = ((m/15-133) x 0,172)) + 33,3

où m représente la distance parcourue en mètres.

Valeurs de VO2 max

Les valeurs de VO2 max suscitent des opinions divergentes parmi les athlètes. Certains pensent que c'est une question de génétique, tandis que d'autres croient qu'il est possible de l'améliorer grâce à l'entraînement.

Étant donné que les valeurs de VO2 max dépendent de plusieurs facteurs, elles peuvent certainement être améliorées. Cependant, d'après notre expérience, il est vrai que certains athlètes doivent travailler beaucoup plus dur que d'autres pour atteindre les valeurs recommandées.

Pour les cyclistes, une VO2 max de 70 ml/km/min est généralement considérée comme trop faible pour le niveau professionnel. Dans les sports musclés, les valeurs de VO2 max sont encore plus élevées. En revanche, les valeurs de VO2 max des athlètes féminines sont généralement inférieures de 20 à 30 %.

Tes valeurs de VO2 max sont également fortement influencées par ton seuil anaérobie. Ce seuil représente le point où, en raison du manque d'oxygène dans la production d'ATP, des sous-produits tels que les ions hydrogène et le lactate sont produits, ce qui conduit rapidement à la fatigue.

Si ton seuil anaérobie se situe à un faible pourcentage de ta VO2 max, tes performances peuvent être inférieures à celles d'athlètes qui ont moins d'endurance, mais dont le seuil anaérobie se situe à un pourcentage plus élevé de leur VO2 max, même si leur VO2 max est inférieur à la tienne.

Le seuil anaérobie des cyclistes professionnels et de haut niveau se situe généralement entre 85 et 90 % de la VO2 max, tandis qu'il se situe entre 70 et 80 % pour les athlètes moins entraînés.

 

La VO2 max n'est pas la seule chose qu'on doit observer. Il est également essentiel de comparer ta VO2 max à VLamax (le taux de production maximal de lactate) pour déterminer si votre métabolisme anaérobie ou aérobie (écart glycolytique) est plus développé. Sans évaluer ces deux aspects qui affectent votre endurance, il est difficile de déterminer le domaine qui nécessite des améliorations.

Toutes ces informations te permettent de calculer ta puissance au seuil anaérobie. Tu peux ensuite modifier différentes valeurs pour déterminer ce que tu dois changer et améliorer pour atteindre l'objectif souhaité.

Comment calculer la puissance au seuil anaérobie ?

Imaginons un cycliste ayant une masse corporelle de 65 kg, une VO2 max de 75/kg/min, un seuil anaérobie à 90 % de VO2 max, et une efficacité de 23 %. Tu comprendras ce que signifie le terme « efficacité » dans l'équation ci-dessous.

75 ml/kg/min x 65 kg = 4,88 L/min (VO2 max absolue)

4,88 L/min x 90% = 4,39 L/min (VO2 max absolue au seuil anaérobie)

C'est à ce stade que l'on aborde la question de l'efficacité. Il s'agit de la puissance qu'un cycliste est capable de développer à partir d'un litre d'oxygène ou du pourcentage de l'énergie disponible qu'il est capable d'utiliser.

Un  cycliste moyen est capable d'utiliser entre 21 et 23 % de l'énergie, ce qui signifie qu'il peut produire entre 75 et 85 W avec 1 litre d'oxygène. Le reste de l'énergie est utilisé par le corps pour ses fonctions et pour la conversion de l'énergie en ATP, tandis qu'une partie plus importante est perdue sous forme de chaleur excessive.

Au final, tu multiplie ta VO2 max absolue par la consommation d'énergie par litre pour obtenir l'unité connue W/kg.

4,88 L/min x 85W = 415W / 6,38 W/kg

Ces calculs montrent que pour atteindre des résultats de haut niveau, il faut :

• avoir une VO2 max élevée,
• posséder un seuil anaérobie à un pourcentage élevé de la VO2 max,
• présenter une grande efficacité dans la transformation de l'énergie.

Graphique VO2 max - données normatives

Les deux graphiques ci-dessous présentent les valeurs de VO2 max classées en ml/kg/min.

Les chiffres de la première ligne représentent votre niveau de forme physique.

1 – très mauvais
2 – mauvais
3 – satisfaisant
4 – bon
5 – très bon
6 – excellent

Valeurs VO2 max pour hommes:

Age	1	2	3	4	5	6
13-19	< 35.0	35.0-38.3	38.4-45.1	45.2-50.9	51.0-55.9	> 55.9
20-29	< 33.0	33.0-36.4	36.5-42.4	42.5-46.4	46.5-52.4	> 52.4
30-39	< 31.5	31.5-35.4	35.5-40.9	41.0-44.9	45.0-49.4	> 49.4
40-49	< 30.2	30.2-33.5	33.6-38.9	39.0-43.7	43.8-48.0	> 48.0
50-59	< 26.1	26.1-30.9	31.0-35.7	35.8-40.9	41.0-45.3	> 45.3
60+	< 20.5	20.5-26.0	26.1-32.2	32.3-36.4	36.5-44.2	> 44.2

Valeurs VO2 max pour femmes:

Age	1	2	3	4	5	6
13-19	< 25.0	25.0-30.9	31.0-34.9	35.0-38.9	39.0-41.9	> 41.9
20-29	< 23.6	23.6-28.9	29.0-32.9	33.0-36.9	37.0-41.0	> 41.0
30-39	< 22.8	22.8-26.9	27.0-31.4	31.5-35.6	35.7-40.0	> 40.0
40-49	< 21.0	21.0-24.4	24.5-28.9	29.0-32.8	32.9-36.9	> 36.9
50-59	< 20.2	20.2-22.7	22.8-26.9	27.0-31.4	31.5-35.7	> 35.7
60+	< 17.5	17.5-20.1	20.2-24.4	24.5-30.2	30.3-31.4	> 31.4

Les graphiques de VO2 max tirés de : Heyward HV, The Physical Fitness Specialist Certification Manual, 3rd ed. The Cooper Institute for Aerobics Research, Dallas TX. 1998; p. 48.