VMA : calcul, tests et fractionné, selon les études

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La vitesse maximale aérobie, ou VMA, est la vitesse de course la plus basse à laquelle la consommation d'oxygène atteint son maximum, la VO2max. Les chercheurs parlent aussi de vVO2max ou de maximal aerobic speed. Dès 1923, Hill et Lupton observaient que la consommation d'oxygène de Hill cessait d'augmenter au-delà d'environ 256 mètres par minute, soit 15,4 km/h ; l'abréviation vVO2max date de 1984.

Son intérêt : elle réunit en une seule mesure la VO2max, quantité maximale d'oxygène que l'organisme peut consommer, et l'économie de course, l'oxygène dépensé pour courir à une vitesse donnée. Deux coureurs de même VO2max n'ont pas la même VMA si l'un dépense moins d'oxygène à chaque foulée.

Un repère simple relie les deux grandeurs. En compilant 10 études sur tapis (130 coureurs), puis en ajoutant la résistance de l'air, Léger et Mercier ont établi qu'entre 8 et 25 km/h, courir sur piste coûte environ 3,5 mL d'oxygène par kilo et par minute pour chaque km/h. La VO2max vaut donc à peu près 3,5 fois la VMA : 15 km/h correspondent à environ 52,5 mL/kg/min, selon l'économie de chacun.

La VO2max mesure la taille du moteur, la VMA la vitesse qu'il procure. Chez 20 marathoniens et 23 spécialistes de l'ultra-marathon, la vitesse maximale atteinte sur tapis pendant le test de VO2max était, à presque toutes les distances, le meilleur prédicteur de laboratoire des performances sur 10 à 90 km : corrélations de 0,88 à 0,94, contre 0,80 à 0,92 pour la vitesse au seuil lactique et 0,55 à 0,86 pour la VO2max. Seuls les chronos déjà courus sur 10 km ou semi-marathon prédisaient mieux les courses plus longues (0,91 à 0,97).

Le temps pendant lequel on tient sa VMA complète le tableau. Chez 8 coureurs de fond de bon niveau, ce temps limite n'était lié ni à la VO2max ni à la VMA, mais au seuil lactique (corrélation de 0,75) et à la vitesse sur semi-marathon (0,72) : deux coureurs de même VMA ne tiennent pas forcément la même fraction de cette vitesse sur une heure.

Le principe : suivre des vitesses imposées par un signal sonore, de plus en plus rapides, jusqu'à l'arrêt ; la vitesse du dernier palier complet donne la VMA. Le test de l'Université de Montréal, publié par Léger et Boucher en 1980, part d'une vitesse de marche et accélère d'un MET, soit environ 1 km/h, toutes les 2 minutes. Conçu comme une alternative plus sûre au test de Cooper, sans allure à gérer, il colle à la VO2max mesurée : corrélation de 0,96, erreur de 2,8 mL/kg/min.

Le VAMEVAL en est une version modifiée. Dans une étude de 2024 qui en détaille le protocole, il démarre à 8,5 km/h et accélère de 0,5 km/h chaque minute, avec des plots tous les 20 m sur une piste de 200 m ; le test s'arrête au deuxième plot manqué de suite. Sa variation d'un test à l'autre est d'environ 3,5 % chez de jeunes footballeurs, et celle du test de l'Université de Montréal descend à 1,3 %, soit 0,23 km/h, chez des coureurs de fond habitués.

Le test navette de 20 m de Luc Léger se court en allers-retours, par paliers d'une minute. Il estime bien la VO2max chez l'adulte (corrélation de 0,94 selon les méta-analyses de l'équipe de Mayorga-Vega), mais les demi-tours coûtent de l'énergie : il s'arrête environ 2 km/h plus bas qu'un test en ligne, et sa vitesse finale ne doit pas servir telle quelle à régler des fractions sur piste.

Ces tests ne demandent qu'une piste et un chronomètre, mais l'allure repose sur le coureur. Le test de Cooper dure 12 minutes : une méta-analyse de 123 études le classe parmi les tests de course à durée ou distance fixe les plus valides pour estimer la VO2max (corrélation de 0,78 sur 1 204 participants). Or on ne tient en moyenne que 13 à 14 minutes à 90 % de sa VMA : sa vitesse moyenne reste inférieure à la VMA.

Le test de 6 minutes, ou demi-Cooper, colle mieux à la durée de maintien de la VMA : la distance en mètres divisée par 100 donne la vitesse moyenne en km/h. La même méta-analyse le juge peu valide pour estimer la VO2max (0,55, surtout chez l'enfant ; 0,81 dans la seule étude chez l'adulte, sur 30 personnes), mais mesurer la VMA est une autre question. Un test de 5 minutes a ainsi été validé chez 48 hommes : 17,1 km/h, contre 16,9 km/h sur tapis, avec une corrélation de 0,94. L'écart était quasi nul chez 18 coureurs de bon niveau (19,5 contre 19,4 km/h), alors que la VO2max qu'on en déduisait était surestimée d'environ 6 % (67,8 contre 63,7 mL/kg/min).

Sur tapis de course, réglez une pente de 1 % : chez 9 coureurs entraînés, c'est l'inclinaison qui reproduisait le mieux le coût énergétique de la course sur route, entre 10,5 et 18 km/h environ.

Quelle VMA pour quel profil ? Dans le registre américain FRIEND, qui rassemble 7 783 tests d'effort maximal sur tapis chez des adultes sans maladie cardiovasculaire, la VO2max médiane des 20 à 29 ans était de 48,0 mL/kg/min chez les hommes et de 37,6 chez les femmes, soit, selon l'équivalence de Léger et Mercier, une VMA d'environ 13,7 et 10,7 km/h. La VO2max y baisse d'environ 10 % par décennie, et l'écart moyen entre hommes et femmes atteint 27 %.

Ces chiffres restent des moyennes : votre propre test demeure la référence pour régler vos allures.

Le temps limite, ou tlim, est la durée pendant laquelle on court à 100 % de sa VMA avant l'épuisement. Stable en moyenne d'une semaine à l'autre (404 puis 402 secondes chez 8 coureurs de fond, corrélation de 0,86), il varie beaucoup selon les individus, avec un coefficient de variation d'environ 25 % autour de 6 minutes, et tend à être plus court chez ceux dont la VMA est la plus élevée. Chez des coureurs de demi-fond d'élite, il atteignait 421 secondes chez les femmes et 367 chez les hommes, un écart non significatif.

Autour de la VMA, ce temps change très vite, selon deux études d'une même équipe menées chez 7 puis 10 sujets. On met environ la moitié du temps limite à atteindre sa VO2max, et c'est à 100 % de la VMA que le temps passé à la VO2max est le plus long. À pourcentage égal de VMA, l'effort n'est toutefois pas le même pour tous : la vitesse critique et la vitesse de sprint de chacun expliquaient mieux les écarts.

Dans les essais, les fractions à 100 % de la VMA durent le plus souvent 50 à 60 % du temps limite, soit 3 minutes à 3 minutes 36 pour qui tient 6 minutes. Au-delà de 120 %, chaque fraction devient trop courte pour atteindre la VO2max, sauf à enchaîner les répétitions avec des récupérations courtes, comme dans le 30-30.

La VMA sert de règle graduée : la dépense d'oxygène augmentant proportionnellement à la vitesse sur piste, un pourcentage de VMA correspond à peu près au même pourcentage de VO2max. Le seuil varie selon les coureurs : 84 % de la VMA chez 8 coureurs entraînés, 88 à 90 % chez des coureurs de demi-fond d'élite. L'allure marathon est plus basse : sur 28 marathoniens, de 2 h 19 à 5 h 16, les plus rapides couraient à environ 75 % de leur VO2max, les plus lents à environ 60 %, des estimations sur tapis qui sous-évaluent l'effort des plus rapides. Nos guides pour préparer un marathon ou un trail détaillent la construction du plan.

Pour les fractions, pilotez à la vitesse plutôt qu'au cœur : la fréquence cardiaque met parfois autant de temps à monter que la répétition elle-même.

Le fractionné, ou HIIT pour high-intensity interval training, alterne des efforts intenses et des récupérations.

Une méta-analyse de 53 essais randomisés précise le format : des intervalles courts de 30 secondes au plus, un faible volume et même 4 semaines suffisent à améliorer la VO2max par rapport à l'inactivité ; mais face à l'endurance continue, seuls les formats longs (2 minutes et plus), volumineux (15 minutes d'effort et plus) et menés sur au moins 4 à 12 semaines font mieux. Les sprints répétés de 30 secondes à fond augmentent la VO2max d'environ 3,6 mL/kg/min, soit 8 %, selon 16 essais randomisés : un effet petit à moyen (0,32), sans différence avec l'endurance continue d'intensité modérée (0,04), pour un volume réduit.

Chez 40 hommes modérément entraînés, à travail total égal et à raison de 3 séances par semaine pendant 8 semaines, 4 x 4 minutes à 90 à 95 % de la fréquence cardiaque maximale ont augmenté la VO2max de 7,2 % et le format 15/15 de 5,5 %, significativement plus que la course lente ou la course au seuil. Chez 36 coureurs loisirs, 6 semaines de fractionné long ont augmenté la vitesse à la VO2max de 10 %, la course continue intense de 9 % et le fractionné court de 4 %, ce dernier améliorant aussi moins l'économie de course.

Le fractionné ne remplace pas l'endurance : selon une méta-analyse de 6 essais sur 295 coureurs, l'entraînement continu réduit davantage le coût en oxygène de la course (0,28), et les auteurs recommandent de combiner les deux.

Le 30-30 alterne 30 secondes à 100 % de la VMA et 30 secondes à 50 %, variante d'un format à repos complet décrit comme bien toléré, même par des personnes non entraînées.

Le 10-20-30 enchaîne, par blocs de 5 minutes, 30 secondes à moins de 30 % de l'intensité maximale, 20 secondes à moins de 60 % et 10 secondes à plus de 90 %, avec 3 ou 4 blocs séparés de 2 minutes. Chez 18 coureurs modérément entraînés, le groupe qui a remplacé toutes ses sorties par ce format pendant 7 semaines a gagné 21 secondes sur 1 500 m et 48 secondes sur 5 km, avec 54 % de kilomètres en moins.

Le 400 m et le 1 000 m. Un 400 m à la VMA dure de 1 min 12 à 2 min selon la VMA, un format intermédiaire ; les méta-analyses favorisent les répétitions de 2 minutes et plus, comme le 1 000 m ou les fractions de 50 à 60 % du temps limite résumées ci-dessous. Côté récupération, chez 9 coureurs entraînés qui enchaînaient 6 x 4 minutes sur tapis incliné à 5 %, passer de 1 à 2 minutes a permis de courir un peu plus vite (14,7 contre 14,4 km/h), 4 minutes n'apportant rien de plus.

Pour régler vos séances sur piste, voici les temps de passage à 100 % de la VMA, calculés par nos soins.

Les athlètes d'endurance de haut niveau, qui s'entraînent 10 à 13 fois par semaine, réalisent environ 80 % de leurs séances à basse intensité et 20 % dominées par des efforts intenses, comme des intervalles autour de 90 % de la VO2max. Un essai randomisé confirme l'intérêt de cette base : chez 12 coureurs de bon niveau suivis 5 mois, le groupe qui courait 80,5 % de son temps sous le premier seuil, contre 66,8 % pour l'autre groupe, à part égale d'intensité élevée (environ 8 %), a amélioré son temps sur un cross de 10,4 km de 157 secondes, contre 121,5 secondes.

Si la fatigue s'installe malgré tout, notre guide pour distinguer fatigue et surentraînement aide à faire le point.

Prendre la vitesse d'un test navette pour sa VMA de piste. Il s'arrête environ 2 km/h plus bas qu'un test en ligne : vos fractions sur piste seraient trop lentes.

Se fier à la VO2max calculée. Le calcul suppose une économie de course moyenne, et la VO2max déduite du test de 5 minutes dépassait de 5 à 6,4 % la valeur mesurée. Suivez plutôt votre vitesse finale.

Régler ses fractions au cardio. Le cœur réagit avec retard et n'atteint pas la zone visée sur des fractions courtes.

Courir trop vite. Le temps passé à la VO2max culmine à 100 % de la VMA ; à 140 %, la majorité des sujets d'une étude ne l'atteignaient pas.

Empiler les séances dures. Trois séances à la VMA par semaine n'ont pas fait mieux qu'une, et une base de course lente plus large a mieux fait progresser des coureurs sur 10,4 km.

Augmenter le volume trop vite. Dans une cohorte de 874 coureurs débutants suivis un an, ceux qui augmentaient leur kilométrage de plus de 30 % sur deux semaines tendaient à se blesser davantage, par exemple à la bandelette ilio-tibiale, que ceux qui restaient sous 10 % (rapport de risque de 1,59, résultat exploratoire non significatif). C'est une association, pas une preuve de cause à effet, mais les auteurs conseillent de rester sous 30 %.

Retester trop tôt ou ailleurs. Refaites le même test, sur la même piste, après plusieurs semaines.

Chez des coureurs loisirs, 6 semaines ont suffi à gagner 4 à 10 % de vitesse à la VO2max selon le type de séances ; chez des coureurs modérément entraînés, 10 semaines de fractionné ont apporté 6,4 à 7,8 % ; chez des coureurs entraînés, la VMA a progressé d'environ 3 %, soit 0,6 km/h, en 4 semaines. Les gains sont plus nets chez les moins entraînés. Ne pas progresser ne signifie pas être imperméable à l'entraînement : chez 78 adultes, 69 % ne progressaient pas avec une séance d'une heure par semaine pendant 6 semaines, aucun avec quatre ou cinq, et tous ont progressé une fois la dose augmentée.

Le fer mérite un contrôle chez les coureuses. Selon une méta-analyse de 24 essais chez des femmes en âge de procréer, une supplémentation quotidienne a augmenté la VO2max de 2,35 mL/kg/min et abaissé la fréquence cardiaque à l'effort sous-maximal de 4 battements par minute, même si 3 essais seulement présentaient un faible risque de biais. Notre guide sur la ferritine basse détaille la lecture de la prise de sang, et notre fer bisglycinate peut compléter les apports en cas de réserves basses.

Les essais à 60 ou 170 mg par jour ne montraient pas d'effet, et l'absence d'entraînement associé pourrait expliquer un résultat nul dans un autre ; aucun effet indésirable n'était rapporté, sans que l'on puisse exclure une sous-déclaration. Notre dossier sur les bienfaits et le dosage de la rhodiola détaille les autres essais.

Questions fréquentes

Sources

Pour aller plus loin