Mitochondries et coût énergétique : comprendre les adaptations musculaires à l’endurance 👨🏻🔬
Une allure qui devient plus confortable, une puissance que l’on maintient plus longtemps, une montée qui sollicite moins les jambes : les progrès en endurance se manifestent souvent avant que l’on sache précisément les expliquer. On les associe volontiers à un cœur plus performant ou à une augmentation du VO₂max. Pourtant, une partie des adaptations se déroule directement dans les muscles sollicités, au niveau des petits vaisseaux sanguins qui les irriguent et des structures cellulaires qui permettent de soutenir leur activité.
Parmi ces structures, les mitochondries occupent une place centrale. Elles participent au renouvellement de l’ATP, la molécule dont l’utilisation fournit l’énergie nécessaire à la contraction musculaire, grâce à des processus qui consomment de l’oxygène. L’entraînement peut modifier leur quantité et leurs propriétés fonctionnelles, contribuant ainsi à la capacité du muscle à soutenir un effort. Mais développer cette capacité de production ne signifie pas automatiquement diminuer la quantité d’énergie nécessaire pour courir ou pédaler. Le coût du mouvement dépend aussi de la manière dont les muscles sont recrutés, des propriétés musculotendineuses et des contraintes propres à l’activité.
Cette distinction permet de mieux comprendre ce que l’on cherche à développer à l’entraînement. Soutenir une demande énergétique plus élevée, réduire le coût d’une allure donnée et préserver ces qualités lorsque l’effort se prolonge constituent des leviers complémentaires, dont l’importance varie selon le sportif et sa discipline. Leur développement repose sur des sollicitations adaptées, mais aussi sur la récupération et les ressources nécessaires pour les assimiler : progresser durablement suppose de préserver la santé qui rend ces adaptations possibles.
Dans cet article, nous allons explorer ce que recouvrent les adaptations musculaires à l’endurance, comprendre le rôle des mitochondries et de la vascularisation, puis distinguer capacité de production d’énergie et coût énergétique pour mieux orienter l’entraînement en running, en trail et en cyclisme.
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1. Adaptations périphériques : de quoi parle-t-on exactement ? 🦵🏼
En physiologie de l’endurance, le terme « périphérique » désigne principalement ce qui se passe au niveau des muscles sollicités et de leur vascularisation, par opposition aux adaptations dites centrales, notamment celles du cœur. Cette distinction aide à comprendre les différents maillons qui permettent de soutenir un effort : le système cardiovasculaire assure le transport de l’oxygène jusqu’aux tissus, tandis que les muscles doivent pouvoir l’extraire et l’utiliser pour renouveler l’ATP nécessaire à leur activité. La performance dépend de l’interaction entre ces maillons, dont l’importance relative varie selon l’intensité, la durée de l’exercice et le profil du sportif.
À l’échelle musculaire, plusieurs transformations peuvent contribuer à la progression. Le réseau de capillaires, ces petits vaisseaux au contact des fibres musculaires, peut se développer et favoriser les échanges entre le sang et le muscle. Le contenu mitochondrial peut augmenter, tandis que les protéines et les enzymes impliquées dans le métabolisme énergétique s’adaptent également. Ces changements contribuent à accroître la capacité du muscle à produire de l’ATP par les voies oxydatives, c’est-à-dire grâce à des processus utilisant de l’oxygène. Ils ne surviennent toutefois ni dans les mêmes proportions ni au même rythme chez tous les sportifs.
La synthèse de Knut Sindre Mølmen, Nicki Winfield Almquist et Øyvind Skattebo, Effects of Exercise Training on Mitochondrial and Capillary Growth in Human Skeletal Muscle: A Systematic Review and Meta-Regression (2025), illustre cette diversité. Les auteurs montrent que plusieurs formes d’entraînement, allant de l’endurance continue aux intervalles de haute intensité et aux sprints répétés, peuvent stimuler les adaptations mitochondriales et capillaires. L’ampleur des changements dépend notamment du niveau initial et des caractéristiques du programme. Ces résultats invitent à considérer plusieurs moyens de développer les capacités musculaires, sans attribuer les adaptations périphériques à une seule zone d’intensité.
Ces adaptations présentent également une dimension locale : elles concernent les muscles et les fibres effectivement sollicités. Un cycliste entraîné dispose ainsi de qualités cardiovasculaires utiles lorsqu’il commence à courir, mais celles-ci ne lui donnent pas immédiatement toutes les capacités nécessaires pour répéter les appuis ou tolérer les descentes. Pour comprendre l’ensemble de la progression, il faut donc élargir le regard aux adaptations neuromusculaires et musculotendineuses : coordination, production de force et comportement des tendons participent elles aussi à la réalisation du mouvement. Elles complètent les adaptations métaboliques, avec des effets qui dépendent des contraintes propres à chaque discipline.
Parler d’adaptations périphériques revient donc à examiner plusieurs qualités liées, mais distinctes : acheminer l’oxygène jusqu’aux fibres, l’utiliser pour soutenir la production d’ATP et réaliser le mouvement dans les conditions imposées par l’activité. Une progression observée sur le terrain résulte généralement de leur combinaison ; elle ne permet pas, à elle seule, d’identifier le mécanisme qui a changé. Pour comprendre plus précisément cette chaîne, il faut maintenant regarder ce qui se passe à l’intérieur du muscle, au niveau des mitochondries.
2. Les mitochondries : transformer l’énergie pour soutenir l’effort 🧬
Chaque contraction musculaire nécessite de l’ATP, ou adénosine triphosphate. Son utilisation fournit l’énergie permettant aux protéines contractiles de produire de la force, mais aussi aux cellules de rétablir les conditions nécessaires aux contractions suivantes, notamment en assurant les mouvements de calcium. Les réserves musculaires d’ATP étant limitées, celui-ci doit être renouvelé en permanence. Plusieurs mécanismes y contribuent simultanément : la mobilisation de la phosphocréatine, la glycolyse et la phosphorylation oxydative. Leur contribution respective varie avec l’intensité et la durée de l’effort ; ils ne fonctionnent pas comme des systèmes indépendants qui s’activeraient successivement.
Les mitochondries sont le siège de la phosphorylation oxydative. Elles permettent d’utiliser l’énergie issue de la dégradation des nutriments pour renouveler l’ATP, grâce à une succession de réactions dans lesquelles l’oxygène intervient comme accepteur final des électrons. Sans entrer dans le détail de cette chaîne, l’idée essentielle est la suivante : les mitochondries rendent possible une production soutenue d’ATP (énergie) à partir de l’oxydation des substrats énergétiques, notamment ceux provenant des glucides et des lipides. À une intensité compatible avec un effort prolongé, cette voie assure une grande partie du renouvellement de l’ATP musculaire.
Avec l’entraînement, le muscle peut augmenter son contenu mitochondrial. On parle de biogenèse mitochondriale pour désigner les processus de synthèse qui contribuent au développement et au renouvellement de ces structures. Mais l’image d’un muscle qui ajouterait simplement de petites « centrales énergétiques » identiques reste incomplète. Les mitochondries constituent un réseau dynamique, dont l’organisation, les membranes internes et les protéines peuvent se modifier. Leur fonctionnement dépend donc à la fois de la quantité de structures présentes et de leurs propriétés.
David J. Bishop, Matthew J.-C. Lee et Martin Picard développent cette distinction dans Exercise as Mitochondrial Medicine: How Does the Exercise Prescription Affect Mitochondrial Adaptations to Training? (2025). Leur revue souligne l’intérêt de distinguer plusieurs dimensions de l’adaptation mitochondriale, plutôt que de les résumer à une augmentation de quantité. Cela implique aussi de regarder ce que mesurent les études : l’activité d’une enzyme utilisée comme marqueur du contenu mitochondrial ne renseigne pas exactement sur la même chose qu’une mesure de la capacité respiratoire réalisée sur un prélèvement musculaire. Une évolution de l’un de ces indicateurs ne permet donc pas de déduire automatiquement celle de tous les autres.
Sur le terrain, développer la capacité oxydative signifie que le muscle dispose d’une capacité accrue à renouveler l’ATP par cette voie. Pour une même demande, cette production peut être répartie sur un appareil mitochondrial plus développé, ce qui contribue à mieux préserver l’équilibre métabolique de la cellule. Le bénéfice ne se résume donc pas à une éventuelle augmentation du VO₂max : il concerne aussi les conditions dans lesquelles le muscle soutient un effort sous-maximal. Toutefois, cette capacité reste dépendante de l’approvisionnement en oxygène et en substrats ; une adaptation mitochondriale ne garantit pas, à elle seule, un gain proportionnel de performance.
Il faut enfin distinguer la capacité à produire de l’ATP, le rendement de cette production et la quantité d’ATP nécessaire pour réaliser un mouvement. Un muscle peut développer ses capacités oxydatives sans que chaque foulée ou chaque tour de pédale exige moins d’énergie. Cette distinction sera centrale pour comprendre le coût énergétique. Avant de l’aborder, il reste à relier les mitochondries à leur environnement : pour soutenir leur activité, l’oxygène et les substrats doivent pouvoir parvenir jusqu’aux fibres musculaires.
3. Des capillaires aux mitochondries : une chaîne qui doit fonctionner ensemble ⛓️
Développer les capacités mitochondriales n’a de sens que si les conditions permettent de les mobiliser. L’oxygène doit parvenir jusqu’aux muscles, quitter le sang et rejoindre les mitochondries, tandis que les substrats énergétiques doivent être disponibles pour alimenter les réactions métaboliques. Cette continuité entre transport, échanges et utilisation explique pourquoi les adaptations de l’endurance doivent être envisagées ensemble. La capacité oxydative du muscle dépend à la fois de son équipement cellulaire et de son approvisionnement.
Les capillaires constituent l’interface entre le sang et les fibres musculaires. L’oxygène, transporté majoritairement par l’hémoglobine des globules rouges, diffuse vers les tissus selon un gradient de pression : il se déplace des zones où sa pression est plus élevée vers celles où elle est plus faible. Le développement du réseau capillaire peut accroître la surface disponible pour les échanges et améliorer les conditions de diffusion jusqu’aux fibres. Toutefois, compter les capillaires ne suffit pas à décrire l’approvisionnement du muscle : leur répartition, la taille des fibres et la distribution du débit sanguin interviennent également.
Mølmen et al. (2025) distinguent ainsi le nombre de capillaires par fibre et la densité capillaire, qui correspond au nombre de capillaires rapporté à une surface de muscle. Ces indicateurs peuvent évoluer différemment, notamment lorsque la taille des fibres change. Cette précision permet de comprendre qu’une adaptation musculaire ne se résume pas à une valeur isolée : il faut considérer l’organisation du tissu et les conditions dans lesquelles les échanges se réalisent.
L’autre composante de cet approvisionnement concerne les substrats énergétiques. Le muscle utilise notamment ses réserves de glycogène, le glucose circulant et les acides gras provenant du sang ou des réserves intramusculaires. Leur contribution respective varie avec l’intensité, la durée, l’alimentation et le niveau d’entraînement. Lorsque la demande de production d’ATP augmente, les glucides prennent généralement une place plus importante. Développer les capacités d’oxydation des lipides peut contribuer à préserver le glycogène dans certaines conditions d’effort, mais ne supprime ni l’utilisation des glucides ni leur intérêt pour soutenir les intensités élevées.
Le lactate participe lui aussi à cette circulation de l’énergie. Produit à partir du pyruvate au cours du métabolisme des glucides (Cycle de Cori), il peut être transporté puis utilisé comme substrat oxydatif, notamment par les muscles et le cœur, ou contribuer à la fabrication de glucose, en particulier dans le foie (On a d'ailleurs récement étudié le sujet avec l'apparition des gels au lactate). Sa production existe également lorsque l’oxygène est disponible. George A. Brooks et al., dans Tracing the lactate shuttle to the mitochondrial reticulum (2022), décrivent ces échanges sous le concept de « navettes du lactate » : les tissus producteurs et utilisateurs sont reliés par des flux qui participent à la coordination du métabolisme énergétique (Sujet également traité dans un précédent article).
La concentration de lactate mesurée dans le sang doit donc être comprise comme le résultat d’un équilibre dynamique entre son apparition et sa disparition du compartiment sanguin. Une valeur stable peut coexister avec une production et une utilisation importantes ; une augmentation indique que son apparition dépasse momentanément sa disparition. Elle ne permet pas, à elle seule, de conclure à un manque d’oxygène dans les muscles. De même, une concentration plus faible à une puissance donnée après entraînement peut refléter plusieurs changements dans sa production, son transport et son utilisation, sans identifier un mécanisme unique.
Pour le sportif, l’enjeu est donc de développer un ensemble cohérent : des échanges efficaces, des substrats disponibles et des muscles capables de les utiliser pour soutenir la demande d’ATP. Cela aide à comprendre pourquoi les adaptations à l’entraînement et l’alimentation pendant l’effort sont complémentaires. Reste une question distincte : une fois cette énergie disponible, quelle quantité faut-il dépenser pour courir à une vitesse donnée ou produire une certaine puissance sur le vélo ? C’est précisément ce que permet d’examiner le coût énergétique.
4. Coût énergétique : mieux produire l’énergie ne signifie pas forcément en dépenser moins ⚖️
Deux coureurs peuvent posséder un VO₂max comparable et consommer des quantités d’oxygène différentes lorsqu’ils courent à la même vitesse. Celui dont la consommation est la plus faible, dans des conditions de mesure comparables et à une intensité sous-maximale stabilisée, présente une meilleure économie de course exprimée en oxygène. Pour maintenir cette allure, il mobilise une fraction plus faible de sa capacité maximale. Cet exemple distingue 2 dimensions de la performance : la capacité à soutenir une production d’énergie et la dépense nécessaire pour réaliser une tâche donnée.
Le coût énergétique correspond à l’énergie métabolique dépensée pour accomplir cette tâche. En course à pied, il peut notamment être exprimé par kilogramme de masse corporelle et par kilomètre parcouru. L’économie de course est fréquemment évaluée à partir de la consommation d’oxygène à une vitesse donnée, mais coût en oxygène et coût énergétique ne sont pas strictement interchangeables. La quantité d’énergie libérée par litre d’oxygène consommé varie selon la contribution des glucides et des lipides. Mesurer également la production de dioxyde de carbone permet, dans des conditions appropriées, d’estimer cette contribution et de convertir les échanges gazeux en dépense énergétique (d'où l'intérêt d'un test VO₂max en laboratoire, à l'image de ce que propose Rémi Rivet chez 2RSPORT).
Bas Van Hooren et al., dans The Relationship Between Running Biomechanics and Running Economy: A Systematic Review and Meta-Analysis of Observational Studies (2024, corrigée en 2025), rappellent cette distinction entre les méthodes d’expression de l’économie de course. Elle devient particulièrement utile pour interpréter des variations modestes : une diminution de la consommation d’oxygène ne traduit pas nécessairement une baisse proportionnelle du coût énergétique si l’utilisation des substrats a changé. Les comparaisons nécessitent donc des conditions suffisamment standardisées, notamment concernant la vitesse, la pente, les chaussures et l’état de fatigue.
À l’intérieur du muscle, développer le contenu mitochondrial augmente potentiellement les capacités de production oxydative d’ATP. Cela ne signifie pas que la contraction exige moins d’ATP, ni que chaque unité d’oxygène consommée permet systématiquement d’en produire davantage. Ce dernier point concerne le rendement de la production mitochondriale, une propriété distincte de sa capacité maximale. Davantage de mitochondries, un meilleur rendement mitochondrial et un mouvement moins coûteux décrivent donc des adaptations différentes. Elles peuvent interagir, mais aucune ne doit être automatiquement déduite de l’autre, comme le souligne l’approche multidimensionnelle de Bishop et al. (2025).
En course à pied, la dépense dépend aussi de la production de force nécessaire pour soutenir et déplacer le corps, de la coordination musculaire et du comportement des structures élastiques. Les tendons peuvent stocker puis restituer une partie de l’énergie mécanique au cours de l’appui, ce qui influence le travail demandé aux fibres musculaires. Il serait toutefois réducteur de chercher une foulée universellement économique. Van Hooren et al. (2024) montrent que les relations entre les paramètres biomécaniques pris isolément et l’économie sont souvent faibles ou variables. Observer une cadence, un temps de contact ou une oscillation verticale ne suffit donc pas à diagnostiquer la cause d’un coût élevé, ni à déterminer la correction à appliquer.
En cyclisme, la puissance mécanique transmise aux pédales est mesurable à l’aide d’un capteur de puissance ou d’un ergomètre. En revanche, déterminer le rendement du cycliste nécessite aussi d’estimer la dépense énergétique de son organisme, généralement en laboratoire. Le sportif pédale alors avec un masque relié à un analyseur qui mesure sa consommation d’oxygène et sa production de dioxyde de carbone. Lors d’un effort sous-maximal suffisamment stable, ces échanges respiratoires permettent d’estimer la dépense énergétique : c’est le principe de la calorimétrie indirecte.
Le rendement brut correspond au rapport entre le travail mécanique produit aux pédales et l’énergie totale dépensée par l’organisme sur la même durée. Un rendement de 20 % signifie ainsi que, sur 100 joules dépensés par l’organisme, 20 joules sont convertis en travail mécanique transmis aux pédales, le reste étant principalement dissipé sous forme de chaleur. Cette valeur illustre le principe et ne constitue pas une cible universelle. À puissance identique, un meilleur rendement correspond donc à une dépense énergétique plus faible. Un capteur de puissance seul ne permet pas de mesurer ce rendement, puisqu’il ne renseigne que sur le travail mécanique produit.
En course à pied, la quantification du travail mécanique est plus complexe, notamment en raison des échanges d’énergie entre les segments corporels et les structures élastiques. On évalue donc généralement l’économie de course en mesurant, là encore à l’aide d’un analyseur de gaz, la consommation d’oxygène ou la dépense énergétique à une vitesse donnée. Ces mesures permettent de comparer le coût d’une tâche standardisée, sans chercher à calculer un rendement directement comparable à celui du cyclisme.
En trail, il faut enfin préciser la tâche que l’on compare. Courir à 10 km/h sur une piste, dans une montée ou sur un sentier technique ne représente pas la même demande énergétique. La pente modifie le travail nécessaire pour déplacer le corps, tandis que le terrain impose des ajustements d’appui, de trajectoire et de stabilisation. Un sportif économique sur le plat ne le sera pas nécessairement autant en montée. Pour orienter l’entraînement, la question devient donc : à quelles vitesses, sur quelles pentes et dans quelles conditions souhaite-t-on réduire le coût du déplacement ? Cette précision permettra de relier les qualités mesurées aux exigences réelles de l’objectif.
5. Comment ces adaptations se traduisent-elles dans la performance ?
Sur le terrain, les adaptations décrites précédemment se combinent pour déterminer une vitesse ou une puissance soutenable. Le VO₂max représente la consommation maximale d’oxygène que l’organisme peut atteindre lors d’un exercice sollicitant suffisamment de masse musculaire. Il constitue un indicateur majeur de la capacité aérobie, mais ne précise ni la dépense nécessaire pour avancer à une allure donnée, ni la fraction de cette capacité que le sportif pourra mobiliser durablement. La performance dépend donc à la fois du plafond aérobie, de sa fraction soutenable et du coût de l’activité, auxquels s’ajoute l’évolution de ces qualités au fil de l’effort.
Prenons un exemple théorique : 2 coureurs possèdent un VO₂max de 60 mL/kg/min. À 12 km/h, le premier consomme 40 mL/kg/min et le second 45 mL/kg/min, dans des conditions standardisées et après stabilisation des échanges respiratoires. Cette vitesse représente respectivement environ 67 % et 75 % de leur VO₂max. Le premier mobilise donc une fraction plus faible de sa capacité maximale pour réaliser la même tâche. Cela ne suffit pas à prédire leurs performances en compétition, mais montre pourquoi un VO₂max identique peut correspondre à des possibilités différentes sur le terrain. Ces chiffres illustrent un raisonnement et ne constituent pas des normes d’économie de course.
Les seuils apportent une information complémentaire sur la réponse à l’augmentation de l’intensité. Les seuils ventilatoires, SV1 et SV2, correspondent à des changements dans l’évolution de la ventilation et des échanges gazeux. Les seuils lactiques sont déterminés à partir de l’évolution de la concentration sanguine de lactate, selon différentes méthodes. Ces repères sont liés, sans être strictement interchangeables. Ils ne correspondent pas à l’activation soudaine d’une filière énergétique : le métabolisme oxydatif et la glycolyse contribuent déjà ensemble à l’effort avant leur franchissement.
Les adaptations musculaires peuvent contribuer à déplacer ces repères vers des vitesses ou des puissances plus élevées, notamment en modifiant les capacités oxydatives et les échanges de lactate. Mais une vitesse au seuil plus élevée ne signifie pas nécessairement que ce seuil se situe à une fraction plus élevée du VO₂max. Elle peut aussi résulter d’une amélioration de l’économie : si courir à une certaine vitesse coûte moins d’énergie, le sportif peut atteindre une vitesse supérieure pour une sollicitation métabolique comparable. Inversement, un coût élevé peut limiter la vitesse observée au seuil malgré une fraction d’utilisation déjà importante. C’est pourquoi les résultats d’un bilan doivent être interprétés ensemble.
Une autre dimension apparaît lorsque l’effort se prolonge : les qualités mesurées à frais ne restent pas nécessairement stables. Dans Changes in running economy and attainable maximal oxygen consumption in response to prolonged running: The impact of training status (2024), Runar Jakobsen Unhjem a comparé 10 coureurs entraînés et 10 adultes actifs avant et après 1 heure de course à 70 % de leur VO₂max initial. Le coût en oxygène a davantage augmenté chez les adultes actifs, tandis que leur VO₂max mesuré après l’effort a diminué ; cette diminution n’était pas statistiquement significative chez les coureurs entraînés. Cette petite étude comparative illustre une meilleure préservation des capacités chez les coureurs entraînés, sans permettre d’attribuer cette différence à une adaptation musculaire précise.
Cette capacité à limiter la dégradation des caractéristiques physiologiques au cours de l’exercice est généralement désignée par le terme de « durabilité ». Elle aide à comprendre pourquoi une allure confortable au départ peut devenir progressivement exigeante : son coût peut augmenter, alors que les capacités disponibles pour la soutenir peuvent diminuer. Les adaptations mitochondriales font partie des mécanismes susceptibles d’y contribuer, mais elles ne résument pas la résistance à la fatigue. La disponibilité des glucides, les contraintes thermiques, la fatigue neuromusculaire et, particulièrement en trail, les dommages musculaires liés aux descentes interviennent également.
L’enjeu pratique dépasse donc l’obtention d’un meilleur chiffre lors d’un test à frais. Pour un coureur sur route, il peut s’agir de réduire le coût de l’allure visée et de préserver cette économie au fil des kilomètres. Pour un cycliste, de maintenir une puissance élevée après plusieurs heures. Pour un traileur, de conserver des capacités de déplacement malgré l’accumulation des montées et des descentes. Ces objectifs mobilisent des qualités communes, mais leur importance dépend de l’épreuve et du profil individuel. Il reste alors à choisir les sollicitations d’entraînement permettant de les développer.
6. Quels entraînements pour développer ces qualités ? 👨🏻🔬
Les adaptations musculaires à l’endurance peuvent être stimulées par différentes formes d’entraînement. Le choix dépend de la qualité recherchée, mais aussi de la dose que le sportif peut assimiler et répéter dans la durée. Une séance ne produit d’ailleurs jamais un effet unique : un travail par intervalles peut solliciter simultanément le transport de l’oxygène, les capacités oxydatives musculaires et la coordination à une vitesse élevée. L’objectif est donc d’organiser des sollicitations complémentaires, dont les effets cumulés répondent aux besoins du sportif.
L’entraînement continu à faible intensité permet d’accumuler du temps de sollicitation musculaire avec un coût de récupération généralement compatible avec une pratique régulière. Il contribue notamment au développement mitochondrial et capillaire. Son intérêt tient autant au stimulus de chaque séance qu’à la possibilité de le répéter au fil des semaines. Cela ne signifie toutefois pas que toute augmentation de volume soit bénéfique : une sortie longue représente une charge importante, même à faible intensité, et les contraintes mécaniques diffèrent entre course à pied et cyclisme. Le volume pertinent dépend donc de l’historique, de la tolérance et des possibilités de récupération.
Les intensités plus élevées constituent également un levier. Dans leur méta-analyse, Mølmen et al. (2025) rapportent des augmentations moyennes du contenu mitochondrial avec l’endurance continue, les intervalles de haute intensité et les sprints répétés. Après ajustement pour plusieurs caractéristiques des programmes et des participants, les différences entre ces catégories n’étaient pas statistiquement significatives. Ce résultat ne démontre pas que toutes les séances sont équivalentes : les durées, les contraintes et les populations diffèrent. Il montre surtout que le développement mitochondrial n’est pas réservé à une seule zone d’intensité.
Les efforts soutenus, souvent regroupés sous le terme "tempo" voir "seuil", peuvent trouver leur place entre le travail facile et les sollicitations les plus intenses. Il faut cependant préciser leur intensité, car ces termes recouvrent des pratiques différentes. Courir sur le plat à une allure maîtrisée peut permettre d’accumuler du travail dans des conditions proches de celles d’un objectif, tout en répétant le geste à la vitesse concernée. Cette spécificité constitue un argument de programmation, mais ne suffit pas à garantir une amélioration supérieure de l’économie de course. González-Mohíno et al. (2020) soulignent que les effets des entraînements continus et intermittents sur le coût en oxygène dépendent de plusieurs caractéristiques du programme et des coureurs. On ne peut donc pas attribuer au tempo ni au seuil un effet systématique sur l’économie.
Le renforcement musculaire apporte un autre moyen d’agir. Cristian Llanos-Lagos, Rodrigo Ramirez-Campillo, Jason Moran et Eduardo Sáez de Villarreal, dans Effect of Strength Training Programs in Middle- and Long-Distance Runners’ Economy at Different Running Speeds: A Systematic Review with Meta-analysis (2024), montrent que certaines méthodes de musculation peuvent améliorer l’économie de course. Les résultats soutiennent notamment l’intérêt du travail à charges élevées et, selon les conditions, de la pliométrie ou de méthodes combinées. Les effets varient toutefois avec la méthode et la vitesse d’évaluation. Ces observations concernent principalement la course de demi-fond et de fond ; leur transfert au trail technique ou au cyclisme doit être examiné avec prudence.
L’intégration de ce renforcement doit tenir compte de l’expérience du sportif et des autres séances. Les charges élevées nécessitent une familiarisation technique et une progression adaptée ; la pliométrie impose elle aussi des contraintes importantes, malgré des séances parfois courtes. L’enjeu est de construire une sollicitation assimilable, sans accumuler une fatigue qui compromettrait la continuité de l’entraînement. Pour un athlète peu habitué à ces exercices, développer progressivement cette capacité à les tolérer fait déjà partie du travail.
La spécificité du terrain complète enfin le choix des intensités et du renforcement. Courir vite sur le plat, gravir une pente raide ou descendre sur un sentier impose des coordinations et des contraintes musculaires différentes. On peut donc chercher à développer les capacités générales tout en exposant progressivement le sportif aux exigences de son épreuve. Une séance sur terrain régulier facilite le contrôle de l’intensité ; une séance en terrain spécifique prépare à des contraintes que ce contrôle ne reproduit pas entièrement. Leur place respective dépend de l’objectif et du moment de la préparation.
Construire l’entraînement revient ainsi à répartir le volume, les intensités, le renforcement et les sollicitations spécifiques en préservant les conditions d’adaptation : récupération, alimentation suffisante et progression de la charge. La séance la plus exigeante n’est pas nécessairement celle qui apporte le plus au programme. Pour choisir où investir davantage de temps et d’énergie, il faut maintenant revenir au profil individuel : la priorité est-elle de développer le plafond aérobie, la fraction soutenable, l’économie de mouvement ou leur maintien dans la durée ?
7. VO₂max, seuils ou économie de mouvement : comment identifier la priorité d’entraînement ? 🏆
Un athlète peut posséder un VO₂max élevé et obtenir des performances modestes au regard de cette capacité. Un autre peut compenser un plafond aérobie moins élevé par une bonne économie de mouvement et une capacité à maintenir ses qualités dans la durée. Ces configurations conduisent à une question centrale pour l’entraîneur : quelle adaptation offrirait le bénéfice le plus pertinent pour l’objectif préparé ? La priorité ne se déduit pas d’un indicateur isolé : elle se construit à partir du profil, des exigences de l’épreuve et de l’historique d’entraînement. Une qualité relativement faible mérite d’être examinée, mais elle n’est pas automatiquement celle dont le développement apportera le plus.
Il faut d’abord distinguer les caractéristiques mesurées et les mécanismes qui les sous-tendent. Le VO₂max, les seuils et l’économie décrivent différentes dimensions du fonctionnement de l’athlète. Les adaptations périphériques contribuent à ces dimensions : elles ne constituent donc pas une catégorie de travail indépendante, que l’on pourrait opposer au développement du profil physiologique. Comme l’illustre la synthèse de Mølmen et al. (2025), plusieurs modalités d’entraînement peuvent développer les capacités mitochondriales. Une séance visant le VO₂max peut ainsi stimuler des adaptations musculaires, tandis qu’un travail sous-maximal peut contribuer à améliorer les conditions d’utilisation de l’oxygène. C'est un point que nous avons déjà détaillé dans l'un de nos précédents articles "Intensité maximale ou travail au seuil 2 ?"
Prenons le cas d’un coureur disposant d’un bon VO₂max, mais dont le coût énergétique est élevé aux vitesses pertinentes pour son objectif. Ce constat peut justifier de consacrer davantage d’attention à l’économie de course, tout en entretenant les autres qualités. Encore faut-il que ce coût ait été réellement évalué : une fréquence cardiaque élevée ou un décalage entre VO₂max estimé par la montre et résultat en compétition ne suffisent pas à l’établir. Une mesure des échanges respiratoires à plusieurs vitesses sous-maximales standardisées permet de mieux caractériser le problème. L’économie étant dépendante des conditions d’évaluation, une mesure sur le plat ne décrit pas nécessairement les qualités du même coureur en montée.
Dans cette situation, augmenter la place du tempo sur terrain plat peut être une hypothèse de programmation, notamment si le sportif manque de pratique aux allures de son objectif routier. Ce travail permet d’y accumuler du temps et de répéter les contraintes du geste. Il ne constitue cependant pas une prescription automatique pour corriger une mauvaise économie. Les résultats de González-Mohíno et al. (2020) ne permettent pas d’affirmer qu’un tel profil répondra mieux au tempo qu’à d’autres formes de course. Le renforcement, dont l’intérêt pour l’économie est documenté par Llanos-Lagos et al. (2024), peut également être pertinent, notamment lorsqu’il occupe peu de place dans le programme. Le choix consiste alors à identifier une marge de progression plausible et assimilable, plutôt qu’à rechercher une séance supposée agir exclusivement sur le coût énergétique.
L’analyse des seuils demande la même prudence. Une vitesse relativement faible à SV2 peut correspondre à plusieurs configurations : un plafond aérobie limité, un seuil atteint à une fraction relativement faible de ce plafond, un coût de déplacement élevé, ou une combinaison de ces facteurs. La vitesse seule ne permet pas de les départager. Il faut la mettre en relation avec la consommation d’oxygène au seuil, le VO₂max et l’économie mesurée. Déterminer ensuite si un travail soutenu mérite davantage de place dépend aussi des séances déjà réalisées : renforcer une sollicitation omniprésente dans le programme ne représente pas nécessairement la meilleure option.
Le raisonnement change encore lorsque les qualités sont satisfaisantes à frais, mais se dégradent fortement avec la durée. Pour un marathonien ou un traileur, cette évolution peut devenir plus déterminante qu’un gain supplémentaire sur un test court. Unhjem (2024) montre précisément l’intérêt d’observer les caractéristiques physiologiques après un effort prolongé, tout en rappelant, par les limites de son étude, qu’un tel constat n’identifie pas à lui seul le mécanisme responsable. Avant d’augmenter les sorties longues, il faut donc examiner l’allure initiale, l’alimentation, les conditions environnementales et la tolérance musculaire. Une dégradation tardive ne signifie pas systématiquement que le sportif manque de volume.
En pratique, je proposerais de considérer la priorité comme une hypothèse à vérifier. On identifie une qualité susceptible de limiter l’objectif, on choisit une modification cohérente du programme, puis on observe la réponse sur une période adaptée, avec des conditions d’évaluation aussi comparables que possible. La qualité ciblée doit progresser, mais cette progression doit également se traduire par un bénéfice utile, sans détérioration de la santé ni fatigue persistante. Il ne s’agit pas d’abandonner les points forts : hiérarchiser l’entraînement consiste à déplacer l’accent tout en préservant un ensemble fonctionnel. C’est cette articulation entre mesures, expérience de terrain et réponses individuelles qui rend le profil physiologique réellement utile à la décision.
8. Comment évaluer les progrès sans surinterpréter les données ? 📊
Une fois la priorité d’entraînement définie, il reste à vérifier si les changements attendus se produisent. L’enjeu est de choisir quelques observations capables d’éclairer la décision. Une amélioration de performance, une modification d’un indicateur physiologique et une adaptation cellulaire correspondent à 3 niveaux d’information différents. Courir plus vite sur un parcours donné confirme une progression dans ces conditions, mais ne permet pas d’affirmer que le contenu mitochondrial a augmenté ou que le coût énergétique a diminué.
En laboratoire, l’analyse des échanges respiratoires peut permettre de réévaluer le VO₂max, les seuils ventilatoires et l’économie à des vitesses ou puissances définies. Pour interpréter leur évolution, le protocole doit rester suffisamment comparable : matériel, durée des paliers, pente, chaussures, préparation alimentaire et fatigue préalable peuvent influencer les résultats. Une petite différence doit aussi être appréciée au regard de la variabilité habituelle de la mesure. Enfin, ces tests renseignent sur le fonctionnement global à l’exercice ; caractériser directement le contenu ou certaines propriétés des mitochondries nécessite des méthodes spécifiques, souvent à partir de prélèvements musculaires, comme le rappellent Bishop et al. (2025).
Sur le terrain, une séance sous-maximale répétée dans des conditions similaires constitue un repère utile. Il peut s’agir d’une portion régulière à puissance fixée sur le vélo, ou d’un segment couru à allure stable sur un parcours peu technique. On peut suivre la fréquence cardiaque, la perception de l’effort et la capacité à maintenir la tâche. Une fréquence cardiaque plus basse, accompagnée de sensations plus faciles sur plusieurs observations comparables, suggère une évolution favorable de la réponse à l’exercice. Elle ne mesure toutefois pas directement l’économie de mouvement, puisque la fréquence cardiaque ne renseigne pas à elle seule sur la consommation d’oxygène ou la dépense énergétique.
Cette prudence concerne également les ratios vitesse–fréquence cardiaque ou puissance–fréquence cardiaque. Ils peuvent aider à suivre une tendance, mais restent sensibles à la température, à l’hydratation, à la fatigue et aux caractéristiques du parcours. Une amélioration du ratio ne permet pas d’identifier une adaptation mitochondriale ; une dégradation ponctuelle ne démontre pas une perte de condition physique. En trail, les variations de pente, de technicité et d’état du sol rendent les comparaisons encore plus délicates. L’intérêt de ces outils repose donc davantage sur la répétition de situations comparables que sur l’interprétation d’une valeur isolée.
Pour les efforts longs, il peut être pertinent d’observer aussi le maintien des capacités au cours de séances déjà prévues dans la préparation. Une allure devient-elle moins difficile en fin de sortie ? La puissance reste-t-elle stable avec une perception de l’effort mieux maîtrisée ? Ces observations complètent les évaluations à frais, sans constituer une mesure directe des mécanismes de fatigue. Les résultats d’Unhjem (2024) soutiennent l’intérêt d’examiner l’évolution des qualités après un effort prolongé, mais le protocole utilisé ne fournit pas une norme universelle à reproduire chez tous les sportifs.
L’entraîneur joue enfin un rôle de filtre entre les données recueillies et les informations utiles au sportif. Quelques repères bien choisis peuvent suffire pour ajuster le programme, sans transformer chaque séance en examen ni imposer une surveillance permanente. Leur interprétation doit rester associée au vécu de l’athlète : récupération, douleurs, motivation et disponibilité pour s’entraîner. Un progrès utile est un progrès que l’on peut consolider dans la durée, avec une charge compatible avec la santé et la vie du sportif. C’est à cette condition que l’évaluation aide réellement à mieux s’entraîner.
9. Conclusion : comprendre les adaptations pour mieux orienter l’entraînement
Les adaptations musculaires à l’endurance reposent sur un ensemble de transformations complémentaires. Le développement mitochondrial contribue aux capacités de production oxydative d’ATP, tandis que la vascularisation participe aux échanges nécessaires à cette activité. L’économie de mouvement décrit une autre dimension : la dépense énergétique requise pour courir à une vitesse donnée ou accomplir une tâche précise. Mieux soutenir la production d’énergie et réduire le coût du déplacement constituent donc 2 leviers distincts, dont les effets peuvent se combiner pour améliorer la performance.
Cette distinction prend tout son intérêt lorsqu’il faut choisir une priorité d’entraînement. Un VO₂max élevé ne garantit ni une bonne économie, ni la capacité à maintenir une allure longtemps. À l’inverse, une performance en retrait ne permet pas d’identifier immédiatement le facteur à développer. Le profil physiologique devient utile lorsqu’on le rapproche des exigences de l’objectif, de l’historique du sportif et de ses réponses à l’entraînement. Volume, intensités, renforcement et pratique spécifique trouvent alors leur place dans une progression cohérente, dont les effets doivent être réévalués.
C’est cette démarche qui guide l’accompagnement chez Ibex outdoor : comprendre les besoins du sportif, hiérarchiser les sollicitations et ajuster le programme à partir des échanges comme des observations de terrain. Les données éclairent les décisions ; l’écoute permet de les replacer dans la réalité de l’athlète. La progression durable se construit lorsque la qualité du stimulus et la capacité à l’assimiler avancent ensemble, avec une attention constante à la récupération, à l’alimentation et à la santé.
Points clés à retenir de cet article 💡
Les progrès en endurance se construisent aussi dans les muscles. La vascularisation, les mitochondries et les propriétés musculotendineuses contribuent à la capacité de soutenir l’effort.
Les mitochondries participent au renouvellement de l’ATP, nécessaire à l’activité musculaire. L’entraînement peut modifier leur quantité, leur organisation et leurs capacités fonctionnelles.
Davantage de mitochondries ne signifie pas automatiquement un mouvement moins coûteux. La capacité de production d’énergie et la dépense nécessaire pour courir ou pédaler sont 2 dimensions distinctes.
Le lactate est un substrat énergétique et un intermédiaire métabolique. Sa concentration sanguine reflète un équilibre dynamique entre son apparition et sa disparition.
Le VO₂max ne suffit pas à expliquer la performance. L’économie de mouvement, la fraction soutenable du plafond aérobie et le maintien de ces qualités avec la durée comptent également.
Plusieurs formes d’entraînement contribuent aux adaptations musculaires. Endurance continue, intervalles, renforcement et pratique spécifique doivent être articulés selon les besoins du sportif.
Un bon VO₂max associé à une mauvaise économie ne conduit pas automatiquement à privilégier le tempo. La priorité dépend des mesures disponibles, de l’objectif et de l’historique d’entraînement.
Une fréquence cardiaque plus basse à allure identique ne prouve pas une amélioration de l’économie. Celle-ci s’évalue à partir des échanges respiratoires, généralement en laboratoire.
La santé reste la condition de la progression durable. Une charge adaptée, une alimentation suffisante et la récupération permettent d’assimiler les sollicitations.
Structurer sa préparation avec Ibex outdoor
Chez Ibex outdoor, chaque accompagnement s’adapte à votre rythme, vos contraintes et vos ambitions. Qu'importe votre objectif ou votre niveau, notre mission reste la même : vous aider à progresser durablement, sans perdre le plaisir de courir.
