Les seuils ventilatoires en sports d'endurance : Comprendre et optimiser sa performance. ⛰
Dans le monde de l'entraînement sportif et plus précisément celui des sports d'endurance, les termes "seuils ventilatoires", "SV1" et "SV2" sont des éléments clés. Ils représentent des moments spécifiques lors d'un effort physique où le besoin d'oxygène de l'organisme augmente considérablement pour répondre à l'intensité croissante de l'activité. Mais qu'est-ce que cela signifie réellement et pourquoi est-ce important pour la performance sportive ? 🤨
L’objectif de cet article est d’aider à comprendre les seuils ventilatoires, et de fournir des stratégies pour les optimiser. Cela peut aider les sportifs et les entraîneurs à améliorer les performances en endurance et à individualiser l'entraînement pour chaque athlète, maximisant ainsi leur progression et leur performance en compétition. 🏁
Les seuils ventilatoires : définition et physiologie 📊
Lors d’un exercice , le corps a besoin d’oxygène pour répondre à la demande énergétique. Ainsi lorsqu’on inspire, on absorbe l’oxygène de l’air qui est apporté par le sang jusqu’aux muscles. 🦵
Au début de chaque exercice, la contrainte ventilatoire est basse, c’est pourquoi on observe le rapport suivant :
O2 > CO2
Le dioxygène est présent en plus grande quantité que le dioxyde de carbone.
C’est seulement lorsqu’on arrive à une certaine intensité, que la contrainte augmente avec le lactate accumulé. En effet, le dioxygène (O2) se fait de plus en plus rare et devient déficitaire au profit du CO2, on observe une augmentation du lactate. Dans les faits, la ventilation augmente elle aussi et c’est le passage du premier seuil ventilatoire (SV1).
Si la contrainte de l’exercice continue d’augmenter, on va avoir une concentration de CO2 toujours plus forte, le phénomène de recyclage (que nous ne développerons pas ici) devient impossible et on passe le second seuil ventilatoire.
a. Le seuil ventilatoire 1 (SV1) : définition, rôle et signification dans l'entraînement
Le seuil ventilatoire 1 (SV1) correspond à l'intensité d'exercice à laquelle la production de dioxyde de carbone (CO2) commence à augmenter plus rapidement que la consommation de dioxygène (O2). Ce point marque généralement la transition entre l'effort modéré et l'effort intense, et il est souvent utilisé comme référence pour structurer les sessions d'entraînement : l’endurance fondamentale (zone 1) et l’endurance active (zone 2). L'entraînement à une intensité proche du SV1 peut aider à améliorer l'endurance aérobie et à préparer le corps pour des efforts plus intenses. 🏃🏻♂️
Il est ainsi possible de réaliser de longues heures d’entraînement, au-delà de 3h pour les plus entraînés.
Ici nous privilégions un modèle à 5 zones cardiaques, basé sur les travaux de Frédéric Grappe
Le seuil ventilatoire 1 (SV1), correspond aux zones 1 et 2 cardiaques. 🫁
b. Le seuil ventilatoire 2 (SV2) : définition, rôle et signification dans l'entraînement
Le seuil ventilatoire 2 (SV2) est atteint lorsque le corps produit encore plus de CO2, comme expliqué précédemment, et doit augmenter considérablement la ventilation pour compenser. Cela correspond généralement à un effort très intense, souvent proche d’un effort maximal d’une quinzaine de minutes pour les moins entraînés, jusqu’à 1 heure pour les élites. L'entraînement autour du SV2 est généralement destiné aux athlètes avancés, car il nécessite une bonne condition physique pour être maintenu sans risquer de surentraînement ou de blessure.
Toutefois, il est possible d’intégrer des séances pour les athlètes amateurs comme le suggère notre article écrit en collaboration avec la plateforme Nolio : Pourquoi un coureur doit-il s’entraîner au seuil ?
Le seuil ventilatoire 2 (SV2), correspond aux zones 3 et 4 cardiaques, toujours sur un modèle à 5 zones. 📊
c. La relation entre les seuils ventilatoires et la consommation maximale d'oxygène (VO2 max)
Les seuils ventilatoires sont étroitement liés à la VO2 max, qui représente la quantité maximale d'oxygène qu'une personne peut utiliser pendant un exercice intense, il s’agit d’un volume, d’une quantité sur 1 minute.
Une VO2 max élevée est souvent un signe d'une bonne forme physique et d'une capacité d'endurance élevée. 🌿
Dans une revue systématique de 2022 menée par Rosenbalt, 32 études sont passées au crible dans le but de comparer l’entraînement par intervalles longs et l’entraînement à base de sprints. Le but de l’analyse de toutes ces études est de déterminer l’influence de telles techniques d’entraînement sur les facteurs centraux et périphériques qui peuvent agir sur VO2max.
On sait que le taux maximal de consommation d'oxygène (VO2max) est une mesure importante dans la science de l'exercice, car il s'agit d'un indicateur de l'aptitude cardiorespiratoire. Les nombreuses études ont identifié des adaptations centrales et périphériques à l'entraînement par intervalles qui peuvent être à l'origine de l'amélioration de la VO2max.
Pour autant, les différents styles d’entraînement améliorent la consommation maximale en oxygène de manière semblable, mais le corps s’y adapte différemment, ce qui suggère qu’il vaut mieux les combiner, ne serait-ce que pour éviter la monotonie de l’entraînement… Responsable de nombreuses blessures par exemple ! 🤕
L'importance des seuils ventilatoires dans les sports d'endurance 🏆
a. L'amélioration de l'endurance aérobie et la performance en compétition
La connaissance des seuils ventilatoires permet de structurer de manière efficace l'entraînement en endurance. En alternant les séances d'entraînement autour du SV1 et du SV2, il est possible de travailler différentes zones d'intensité, ce qui peut aider à améliorer à la fois l'endurance aérobie et la performance en compétition.
Une méta-analyse publiée dans Sports Medicine en 2019 a examiné les effets de l'entraînement en haute altitude sur la performance en endurance. Les résultats ont montré que l'entraînement en haute altitude peut aider à améliorer les seuils ventilatoires et la capacité d'endurance. 💪🏻
b. La personnalisation de l'entraînement en fonction des capacités individuelles
Les seuils ventilatoires varient d'un individu à l'autre et peuvent même varier pour un même individu en fonction de son niveau de forme physique, du sommeil, de facteurs externes (température, humidité, etc.), de la nutrition aussi par exemple. La connaissance de ces seuils peut permettre de personnaliser l'entraînement de chaque athlète, en ajustant l'intensité et la durée des séances d'entraînement en fonction de leur niveau de forme physique et de leurs objectifs.
Dans cette optique, on sait que les mitochondries sont des éléments clés des activités d’endurance réalisées en aérobie. Une mitochondrie est une cellule qui produit de l'énergie à partir de l’oxygène. Nous pourrons revenir sur cette cellule plus en détails dans un prochain article. 😏
Mixer les entraînements, donc les intensités et les durées permet de jouer sur la fonction des mitochondries, c'est-à-dire améliorer la fonction de respiration : ajout de complexes aux mitochondries. Mais varier les exercices permet aussi d’influencer le volume de ces dernières ou encore leur nombre par des phénomènes de fusion ou de fission. Ainsi, plus elles sont volumineuses ou nombreuses, plus elles produisent de l’énergie.
Comment mesurer vos seuils ventilatoires ? 📈
a. Les tests en laboratoire : test d'effort, VO2 max et analyse des gaz respiratoires
Les tests en laboratoire sont une méthode précise et objective pour mesurer les seuils ventilatoires. Parmi les plus courants figurent le test d'effort, le test VO2 max et l'analyse des gaz respiratoires. Ces tests sont réalisés sous la supervision d'un professionnel de santé ou d'un chercheur qualifié.
Le test d'effort implique généralement de courir ou de pédaler à une intensité qui augmente progressivement jusqu'à épuisement. Pendant ce test, votre fréquence cardiaque, votre fréquence respiratoire et d'autres paramètres sont surveillés pour déterminer vos seuils ventilatoires.
Le test de VO2 max est un autre moyen de mesurer les seuils ventilatoires. Il mesure la quantité maximale d'oxygène que vous pouvez utiliser pendant un exercice intense. Comme pour le test d'effort, ce test nécessite également une surveillance étroite de la part d'un professionnel.
L'analyse des gaz respiratoires est utilisée pour surveiller la quantité d'oxygène et de dioxyde de carbone que vous inspirez et expirez pendant l'exercice. Cette information peut être utilisée pour déterminer quand vous passez vos seuils ventilatoires.
Ces tests sont effectués à un moment précis (souvent sans fatigue) et offrent des mesures précises, mais ils peuvent ne pas refléter parfaitement les conditions réelles d'entraînement ou de compétition. Il est donc important de les combiner avec d'autres méthodes, comme les tests sur le terrain.
b. Les tests sur le terrain : test de la fréquence cardiaque et tests de lactate
Les tests sur le terrain sont un excellent complément aux tests en laboratoire car ils reflètent plus fidèlement les conditions réelles d'entraînement ou de compétition. Parmi les plus courants figurent le test de la fréquence cardiaque et les tests de lactate.
Le test de la fréquence cardiaque est une méthode simple et efficace pour surveiller votre intensité d'entraînement. Vous pouvez le faire à l'aide d'un moniteur de fréquence cardiaque, comme une ceinture cardio-fréquencemètre. Ce test permet de mesurer votre fréquence cardiaque à différents niveaux d'intensité pour déterminer vos seuils ventilatoires.
Les tests de lactate mesurent la quantité de lactate (un sous-produit de l'exercice anaérobie) dans votre sang à différentes intensités d'exercice. Ces tests peuvent être effectués sur le terrain avec un simple kit de test de lactate.
Il est important de noter que la mesure de la fréquence cardiaque au poignet avec une montre connectée doit être évitée, car elle peut ne pas être précise.
c. Les signes subjectifs et l'auto-évaluation : ressenti de l'effort (RPE) et la gestion de la fatigue (sensations)
Enfin, en plus des méthodes de test objective, l'écoute de votre corps peut vous aider à déterminer vos seuils ventilatoires.
L'échelle de ressenti de l'effort (ou RPE pour Rate of Perceived Exertion) est un outil utile pour quantifier votre effort pendant l'entraînement. Elle est souvent présentée sur une échelle de 1 à 10, où 1 est "très facile" et 10 est "très difficile". Ce ressenti peut vous aider à ajuster l'intensité de votre entraînement en fonction de vos seuils ventilatoires.
La gestion de la fatigue est une autre méthode subjective pour identifier vos seuils ventilatoires. En prêtant attention à vos sensations et à votre niveau de fatigue à différentes intensités d'entraînement, vous pouvez identifier les points où votre respiration change de manière significative - indiquant un possible passage de seuil ventilatoire.
En combinant ces différentes méthodes - tests en laboratoire, tests sur le terrain et auto-évaluation - vous obtiendrez une image complète de vos seuils ventilatoires, ce qui vous aidera à optimiser votre entraînement pour améliorer votre performance en endurance.
Comment optimiser les seuils ventilatoires ? 🚀
a. L'entraînement en zone cible : travailler entre SV1 et SV2 pour améliorer l'endurance
L'entraînement en zone cible est une méthode d'entraînement qui implique de travailler à une intensité spécifique pour atteindre des objectifs d'entraînement précis. Dans le cas des seuils ventilatoires, l'entraînement en zone cible implique de travailler à une intensité qui se rapproche de l’intensité visée en compétition.
Ainsi, un athlète de cross country réalisera de nombreuses séances autour de SV2 à mesure que l’échéance approche (le seuil), une marathonienne privilégiera des entraînements en zone 3 (le tempo), tandis qu’un demi-fondeur cherchera à développer son économie de course au-dessus de SV2 (VMA).
L'entraînement dans les zones citées a pour objectif d'améliorer l’endurance spécifique, c'est-à-dire la capacité à maintenir un effort modéré sur une longue période. Cela est particulièrement bénéfique pour les sports d'endurance comme la course à pied, le cyclisme et le triathlon.
Le travail entre les seuils SV1 et SV2 est généralement effectué à une intensité qui est confortable mais néanmoins difficile.
b. La périodisation de l'entraînement : alterner les phases d'entraînement spécifiques et de récupération
La périodisation de l'entraînement est une méthode qui organise votre entraînement en cycles différents, chacun ayant un objectif spécifique. En général, un plan de périodisation alterne entre des phases de travail intensif (les microcycles d'entraînement) et des périodes de récupération et d'adaptation (l’assimilation).
La périodisation permet à l'athlète de progresser en augmentant progressivement l'intensité et le volume de l'entraînement tout en prévenant la fatigue excessive et le surentraînement. Elle permet également à l'athlète de se préparer de manière optimale pour une compétition ou une performance en planifiant des périodes de travail intensif et de récupération en fonction de l'échéance.
Périodiser l’entraînement demande de mettre en place des périodes intenses ainsi que des phases de récupération comme le suggère notre article sur le sujet :
L’accent doit toujours être mis sur l’importance de se fier à des indicateurs objectifs couplés à des ressentis subjectifs afin de quantifier l’entraînement dans le but d’éviter les blessures.
Exemples d'exercices et de programmes d'entraînement pour améliorer les seuils ventilatoires ❤️🔥
a. Les séances d'entraînement à intensité modérée et continue (tempo run, sortie longue)
L'entraînement à intensité modérée et continue est un élément clé de nombreux programmes d'entraînement. Cela comprend des séances comme le tempo run, où l’objectif est de courir à un rythme soutenu mais gérable pendant une période prolongée.
Ainsi que la sortie longue, où vous courez, roulez ou nagez à une intensité faible à modérée pendant une longue durée.
Ces types de séances d'entraînement visent à développer l’endurance aérobie, d’optimiser l’utilisation des graisses à l’effort, de développer l’économie de course à ces intensités et à améliorer votre capacité à maintenir un effort modéré sur une longue période. Ils peuvent également aider à améliorer l’efficacité énergétique, ce qui signifie qu’il est possible de faire plus d'effort avec moins d'énergie, grâce au développement des mitochondries par exemple, comme développé précédemment.
b. Les séances d'entraînement fractionné à haute intensité (intervalle training, fartlek)
Le fractionné à haute intensité, y compris l'entraînement par intervalles et le fartlek, est une autre méthode d'entraînement clé. Ces séances d'entraînement impliquent des périodes de travail à haute intensité alternant avec des périodes de récupération. 😴
Dans l'entraînement par intervalles, ces périodes de travail et de récupération sont généralement structurées et de durée fixe. Par exemple, vous pourriez courir ou rouler à haute intensité pendant 1 minute, puis récupérer pendant 2 minutes.
C’est le cas des séances telles que la VMA, le Jerk, ou encore le Myo Cross Max, que nous présentons dans nos articles :
En revanche, le fartlek est plus flexible. Le terme fartlek est suédois pour "jeu de vitesse", et l'entraînement consiste à jouer avec différents rythmes et intensités tout au long de votre séance d'entraînement.
Ces types d'entraînement sont excellents pour améliorer VO2 max (la capacité maximale du corps à utiliser l'oxygène pendant l'exercice), la puissance anaérobie et la capacité à maintenir des efforts de haute intensité. 💥
Une revue systématique de 2020 publiée dans le Journal of Strength and Conditioning Research a examiné les effets de l'entraînement en intervalles de haute intensité sur la performance en endurance. Les résultats ont montré que ce type d'entraînement peut aider à améliorer les seuils ventilatoires et la performance en endurance.
Comment résumer les seuils ventilatoires ? 💡
En somme, comprendre et intégrer les seuils ventilatoires, SV1 et SV2, dans l’entraînement sportif peut être un véritable game changer pour la progression, l’analyse, la performance et le plaisir. Que vous soyez un athlète de haut niveau, un amateur compétitif ou un sportif du dimanche, l'exploitation de ces seuils offre la possibilité d'adapter l’entraînement de manière totalement individualisée, favorisant ainsi l'endurance et la performance optimale.
L'utilisation des tests d'effort pour mesurer SV1 et SV2 est une étape clé dans cette démarche. Cela permet de déterminer précisément les zones d'intensité à cibler pour améliorer l’endurance, déterminer les profils énergétique et maximiser les gains de performance.
L'entraînement en zone cible, entre SV1 et SV2, est un outil puissant pour développer l’endurance aérobie voir gagner du temps à l’entraînement, fondamentale dans les sports d'endurance comme le cyclisme, la course à pied ou le triathlon.
De même, l'alternance de séances d'entraînement à intensité modérée et continue (comme le tempo run ou les sorties longues) et d'entraînement fractionné à haute intensité (comme l'interval training ou le fartlek) peut stimuler les capacités aérobies et anaérobies. 👀
N'oublions pas la périodisation de l'entraînement, une méthode qui structure l’entraînement en cycles pour aider à l’atteinte des objectifs sportifs tout en prévenant la fatigue et le surentraînement, comme évoqué dans un autre article sur le sujet.
Toutes ces méthodes, bien que puissantes, nécessitent une bonne compréhension et une application précise. C'est là que l’entraînement individualisé peut jouer un rôle précieux. Un entraîneur expérimenté peut non seulement vous aider à déterminer vos seuils ventilatoires, mais aussi à élaborer un programme d'entraînement adapté à vos besoins, à vos objectifs et à votre emploi du temps.
Si vous êtes sérieux au sujet de votre progression et de votre performance en sport, envisagez l'approche individualisée. Elle pourrait bien être la clé de votre prochain défi réussi, qu’il s’agisse d’un trail, d’une course sur route, d’un défi vélo ou encore d’un triathlon. ✨