En sport d'endurance, la performance est souvent le résultat d'un équilibre délicat entre la capacité cardiovasculaire, la gestion de la fatigue et l'efficacité biomécanique. Au cœur de cette équation se trouvent les concepts de seuil lactique et de seuil anaérobie, des marqueurs physiologiques clés qui influencent directement la capacité d'un athlète à maintenir un effort soutenu. Cet article explore en profondeur ces déterminants, en s'appuyant sur des données scientifiques récentes et des exemples concrets.
Introduction : Le Lactate, un Acteur Clé de la Performance
Il arrive, lors d'un effort intense, que les muscles brûlent, la respiration s'accélère et chaque mouvement devienne une lutte contre soi-même. Pourtant, certains athlètes semblent capables de maintenir leur rythme sans broncher. Cette différence de performance peut s'expliquer par une meilleure tolérance au lactate, un composé souvent mal compris.
Longtemps considéré comme un déchet métabolique responsable de la fatigue musculaire, le lactate est en réalité un sous-produit de la glycolyse, le processus de dégradation du glucose pour produire de l'énergie rapidement. Mieux encore, il peut être réutilisé comme carburant par d'autres fibres musculaires, le cœur et même le cerveau. Le véritable problème réside dans les ions hydrogène (H⁺) qui accompagnent la production de lactate. En s'accumulant, ils acidifient l'environnement musculaire, perturbant la contraction et la transmission nerveuse.
L'objectif n'est donc pas de combattre le lactate, mais d'apprendre à vivre avec lui, en optimisant sa production, son utilisation et son élimination.
Les Filières Énergétiques et le Seuil
La course à pied, comme beaucoup d'autres sports d'endurance, repose sur un apport énergétique constant. Cet apport est assuré par trois filières principales :
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- La filière aérobie : utilise l'oxygène pour transformer l'énergie des aliments en énergie utilisable par les muscles. Elle est prédominante lors des efforts de faible intensité (jusqu'à 65-75 % de la fréquence cardiaque maximale (FCM)).
- La filière anaérobie lactique : intervient lorsque l'intensité augmente et que l'apport d'oxygène devient insuffisant. Elle permet de produire de l'énergie rapidement, mais génère du lactate.
- La filière anaérobie alactique : fournit de l'énergie très rapidement pour les efforts brefs et intenses, sans production de lactate.
Le seuil représente une zone de transition entre ces filières, où l'équilibre entre la production et l'élimination du lactate est crucial.
Les Deux Seuils : Aérobie et Anaérobie
Il est important de distinguer deux seuils principaux :
- Le seuil aérobie (ou premier seuil) : correspond à l'intensité à partir de laquelle la concentration de lactate dans le sang dépasse légèrement sa valeur de repos (environ 2 mmol/L). Il marque la limite supérieure de l'endurance de base, où l'effort peut être maintenu facilement sans essoufflement.
- Le seuil anaérobie (ou second seuil) : est atteint lorsque la concentration de lactate atteint environ 4 mmol/L (selon Mader, 1976). Il signale une désadaptation de l'équilibre acido-basique et un recours accru à la glycolyse. L'effort devient plus difficile, avec une respiration plus marquée et une sensation de brûlure musculaire.
Ces deux seuils délimitent trois zones d'intensité :
- Zone d'endurance aérobie : sous le premier seuil, l'effort est facile et peut être maintenu longtemps.
- Zone de tolérance au lactate : entre les deux seuils, l'effort est soutenu et nécessite une bonne gestion de la fatigue.
- Zone anaérobie : au-delà du second seuil, l'effort est très intense et ne peut être maintenu que pendant une courte durée.
Facteurs Déterminant la Tolérance au Lactate
La tolérance au lactate est un facteur clé de la performance en endurance. Elle dépend de plusieurs adaptations physiologiques :
- Transporteurs MCT-1 et MCT-4 : ces protéines permettent de déplacer le lactate et les ions H⁺ hors des fibres musculaires actives, réduisant l'acidification. Les MCT-1, présents dans les fibres lentes et d'autres tissus, récupèrent le lactate pour l'utiliser comme carburant. Les MCT-4, présents dans les fibres rapides, évacuent le lactate produit lors des efforts intenses.
- Capacité tampon : les muscles peuvent neutraliser une partie des ions H⁺ grâce à des protéines et à des systèmes chimiques (bicarbonates, carnosine).
- Adaptations neuromusculaires : un recrutement plus efficace des fibres rapides, capables de maintenir la puissance malgré un environnement acide.
- Facteur mental : la perception de l'effort et la capacité à gérer la douleur jouent un rôle important dans la tolérance au lactate. Les athlètes entraînés apprennent à anticiper la brûlure musculaire, à la dissocier de leur performance et à se concentrer sur leur geste plutôt que sur l'inconfort.
Mesure et Interprétation du Seuil
La mesure du seuil peut se faire de différentes manières :
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- Méthode directe : analyse du lactate sanguin lors d'un test incrémental en laboratoire. Cette méthode, bien que précise, est invasive et peut ne pas refléter les conditions réelles de l'effort. Un test avec mesure du lactate peut s'avérer très utile. Pourquoi en faire un ? La puissance n’est que ce que vous produisez. Ça ne nous dit pas quelles filières énergétiques sont activées. On ne sait pas non plus si vous obtenez l’adaptation souhaitée. Ça ne vous est jamais arrivé de faire une séance où tous les efforts vous sont parus plus dur que prévu ? Il est de plus en plus répandu chez les cyclistes, coureurs à pied et triathlètes professionnel ou amateur. Le test avec mesure du lactate s’avère ainsi très utile. Les seuils sont principalement utilisés pour prescrire des zones d’entraînement très spécifiques et individualisées. Par exemple en cyclisme, beaucoup font des tests 20 min où ils appliquent un coefficient entre 0,9 et 0,95 pour connaitre la FTP (théoriquement la plus haute puissance soutenable dans un état stable). Ce test est souvent utilisé pour représenter la puissance au deuxième seuil. Les zones d’entrainement sont ensuite basé sur cette FTP (eg. zone 2, 56-75% FTP). Le concept de FTP est dérivé d’études qui ont montré de fortes corrélations entre la puissance moyenne lors d’un contre-la-montre de 60 minutes et le deuxième seuil de lactate (Coyle, E F et al., 1988 ; Coyle, E F et al., 1991). En raison de l’exigence d’un test contre-la-montre d’une heure, un test de 20 minutes a été proposé comme alternative, où 95% de la puissance moyenne sur les 20 minutes est considéré comme le FTP (Allen and Coggan, 2006). Des études récentes ont comparé le FTP aux mesures du deuxième seuil via le lactate, malheureusement l’accord est médiocre entre les mesures (Borszcz, Fernando Klitzke et al., 2018 ; Klitzke Borszcz, Fernando et al., 2019 ; Inglis, Erin Calaine et al., 2019 ; Jeffries, Owen et al., 2021 ; Lillo-Beviá, José Ramón et al., 2022 ; Morgan, Paul T et al.,2019). Cela n’est pas surprenant étant donné que le test FTP de 20 minutes est une estimation de la puissance moyenne sur 60 minutes qui elle même est une estimation du deuxième seuil. De plus, le lien entre seuil 2 et puissance moyenne sur 60 minutes peut être vrai à l’échelle de la moyenne d’un groupe, cependant à l’échelle individuelle, le temps de soutient au seuil 2 est très variable. Le temps de soutient est d’ailleurs un facteur entrainable et très important pour la plupart des disciplines d’endurance. Les meilleurs athlètes ont un temps de soutient supérieur à 60 minutes, à l’inverse des athlètes débutant qui ont un temps de soutient souvent inférieur à 45 minutes. Enfin, il semblerait que la FTP puisse masquer les adaptations physiologiques en réponse à un cycle d’entrainement (Inglis, Erin Calaine et al., 2019). Cette étude menée par le groupe du Dr Murias a montré que, à la suite d’un cycle d’entrainement, le deuxième seuil du lactate mesuré selon le protocole MLSS a progressé mais pas la FTP dérivée d’un test 20 minutes. Étant donné que le test 20 minutes demande un effort maximal et par conséquent une motivation très élevé, il est possible que le facteur motivation influence les résultats, surtout si l’athlète doit faire des tests 20 minutes après chaque cycle. C’est aussi valable pour les tests PMA ou puissance critique. d’établir un suivi fiable des adaptations physiologiques en réponse à un cycle d’entrainement. Aussi, pour garder l’exemple du cyclisme, la puissance maximale aérobie (PMA) peut être facilement faussée à partir du test 5 min. En effet, la PMA peut être la puissance entre 4 min et 6 min. Ainsi, la puissance sur 5 min peut plus ou moins bien estimer la PMA selon les athlètes. Baser ensuite l’estimation de ses zones uniquement à partir d’un test FTP20 ou test 5min peut entrainer de grosses erreurs. Pour limiter ces erreurs, les tests de lactatémie sont de bonnes solutions pour déterminer les seuils. Les mesures de puissances ne sont que la résultante du travail de différentes filières énergétiques dans le corps et elles ne permettent pas de dresser le profil du sportif.
- Méthode ventilatoire : observation du couplage ventilation/consommation d'oxygène (VO₂) et production de CO₂.
- Méthode cardiaque : estimation du seuil à partir de la fréquence cardiaque correspondant au point de rupture de la linéarité entre intensité et fréquence cardiaque (méthode de Conconi, 1982).
- Méthode de terrain : utilisation de tests progressifs spécifiques à la discipline (test de 30 minutes en course ou vélo, test de 1000 m en natation).
Il est important de noter que le seuil n'est pas une valeur fixe, mais une zone de transition progressive. Il dépend de nombreux facteurs, tels que le niveau d'entraînement, la température, l'altitude, la fatigue, la nutrition et l'état d'hydratation.
Entraînement pour Améliorer le Seuil Lactique
L'entraînement au seuil est un élément clé de la préparation en endurance. Il vise à améliorer la capacité de l'organisme à recycler le lactate comme substrat énergétique, à augmenter la densité mitochondriale et les enzymes oxydatives, à développer la tolérance musculaire aux variations de pH et à repousser le moment où la fatigue métabolique s'installe.
Intensité et Format
L'entraînement au seuil s'effectue généralement entre 80 et 90 % de la fréquence cardiaque maximale, ou à 85-95 % de la vitesse correspondant à la VO₂max. Il peut prendre plusieurs formes :
- Séances continues : 20 à 40 minutes à intensité stable (travail de type tempo).
- Séances par intervalles longs : 3 à 6 répétitions de 6 à 10 minutes avec récupérations incomplètes.
- Combinaisons spécifiques : par exemple, en triathlon, enchaînement natation-vélo ou vélo-course à allure seuil.
L'important est de maintenir une intensité où la sensation d'effort est élevée mais contrôlée, sans basculer dans le domaine purement anaérobie.
Exemples de Séances
- Séance "Gimenez" : 9 × [1 min à PMA + 4 min en zone 3]. Cette séance sollicite fortement les transporteurs MCT-4 et MCT-1, favorisant l'évacuation du lactate des fibres rapides et son recyclage dans les fibres lentes.
- Séances fractionnées : 3 × 8 minutes à allure seuil avec 2 minutes de récupération en footing. Ce format est plus accessible pour les débutants et permet de travailler la bonne intensité sans accumuler trop de fatigue.
- Séances continues : 20 minutes continues à allure seuil, après un échauffement complet.
Volume et Fréquence
Le nombre de répétitions et de séries dépend de l'objectif et de la durée de travail associée. Il est important de surveiller la baisse d'intensité pendant l'exercice et d'adapter le volume en conséquence.
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Pour la plupart des athlètes amateurs, une séance de seuil par semaine est suffisante. Les athlètes confirmés peuvent parfois intégrer deux séances de seuil ou une séance de seuil + une séance allure spécifique, mais cela nécessite une récupération maîtrisée et une structure d'entraînement solide.
Récupération
Il est généralement conseillé d'effectuer des récupérations passives, afin de permettre à l'athlète de s'habituer à une acidification importante du corps. Cependant, certaines études ont montré que des récupérations actives peuvent accélérer l'élimination du lactate. Il est donc important d'adapter la récupération en fonction des besoins individuels et du type de travail effectué.
Le Mental : Un Facteur Déterminant
La science est claire : deux athlètes avec la même physiologie ne réagiront pas de la même manière à l'acidose musculaire. La différence se joue souvent dans la manière dont le cerveau interprète le signal de douleur. Les meilleurs savent que la brûlure est un signal, pas une alarme rouge. Ils ont appris à l'anticiper, à la dissocier de leur performance et à se concentrer sur leur geste plutôt que sur l'inconfort.
Pour développer cette résilience mentale, il est possible de travailler sur :
- La visualisation d'effort : se préparer mentalement à rester lucide dans la douleur.
- Les routines de respiration : limiter l'emballement cardiaque et garder le contrôle.
Controverses et Nouvelles Perspectives
La notion de seuil, bien que très utilisée, n'est pas exempte de critiques. Certains auteurs soulignent que le seuil n'est pas un point unique mais une zone de transition progressive. La relation entre lactate sanguin et performance n'est pas strictement linéaire : certains athlètes très performants présentent un profil lactique atypique.
Les approches récentes privilégient la notion de zones physiologiques individualisées, basées sur des profils métaboliques continus plutôt que sur des seuils fixes. Cette approche reflète mieux la réalité complexe du métabolisme à l'effort et permet un entraînement plus finement ajusté.
L'Entraînement "au Seuil" : Efficace ou Mythe ?
L'entraînement dit "au seuil", consistant à s'entraîner en zone 2 (entre le seuil aérobie et le seuil anaérobie), est une pratique très courante chez les athlètes d'endurance. Cependant, son efficacité fait débat.
Certains auteurs avancent que le travail "au seuil" améliore l'élimination du lactate, optimise le recrutement des unités motrices et permet de travailler à l'allure spécifique de nombreuses compétitions. D'autres, en revanche, estiment que ce type d'entraînement n'est pas aussi efficace que le travail à haute intensité (en zone 3) pour améliorer les performances en endurance.
Une méta-analyse de Rosenbalt et al. (2021) a montré que, pour une même charge d'entraînement, l'approche polarisée (avec du travail en Z3 et pas en Z2) a généré significativement plus de progrès que celle "au seuil" (avec du travail en Z2 et pas en Z3).
Il semble donc que le travail à haute intensité, bien que plus exigeant, soit plus efficace pour stimuler les adaptations physiologiques nécessaires à l'amélioration du seuil lactique et de la performance en endurance.
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