Dans le domaine du sport, et particulièrement dans les disciplines d'endurance, les acronymes PMA (Puissance Maximale Aérobie) et VMA (Vitesse Maximale Aérobie) sont fréquemment utilisés. Ces deux notions, bien que distinctes, sont intimement liées et constituent des déterminants essentiels de la performance aérobie. Cet article vise à explorer en profondeur la relation entre la PMA et la VMA, en définissant précisément ces concepts, en expliquant comment les mesurer, et en détaillant les stratégies pour les améliorer.
Définition de la PMA et de la VMA
Puissance Maximale Aérobie (PMA)
La Puissance Maximale Aérobie (PMA) est définie comme la puissance que vous développez lorsque vous faites un exercice d’une intensité tout juste assez élevée pour que votre consommation d’oxygène (VO2) atteigne la plus haute valeur possible pour votre système cardiorespiratoire, c’est-à-dire votre consommation maximale d’oxygène (VO2max). En termes simples, votre PMA est la puissance que vous développez en faisant un exercice où votre VO2 devient tout juste égal à votre VO2max. La PMA est particulièrement pertinente dans les activités aérobies où l'athlète peut avoir une rétroaction en temps réel sur la puissance de l'exercice, comme le cyclisme, où la puissance de pédalage est affichée sur un écran.
Vitesse Maximale Aérobie (VMA)
La Vitesse Maximale Aérobie (VMA), à l’instar de la PMA, est la vitesse à laquelle vous vous déplacez en faisant un exercice où votre VO2 devient tout juste égal à votre VO2max. Contrairement à la PMA, la VMA est utilisée dans les activités aérobies où l’on ne peut avoir une rétroaction en temps réel sur la puissance développée, comme la course à pied ou la natation. La VMA est souvent appelée vitesse à VO2max (vVO2max).
Facteurs Influant sur la PMA et la VMA
La PMA et la VMA dépendent non seulement du VO2max, mais également de l’efficacité de la gestuelle. L’efficacité de pédalage des cyclistes chevronnés n’est généralement pas beaucoup plus grande que celle des cyclistes de niveau moyen.
Pour illustrer, prenons l'exemple de deux cyclistes, Bleu et Rouge. Bleu consomme toujours plus d’oxygène que Rouge pour pédaler à une intensité donnée. Leur VO2 augmente avec leur effort, mais entre 310 et 340 watts, la consommation d’oxygène de Bleu plafonne à 69 mL/kg/min alors que celle de Rouge plafonne à 65 mL/kg/min. Le VO2max de Bleu est donc supérieur à celui de Rouge, bien que les deux athlètes aient la même PMA (340 watts).
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Mesure de la PMA et de la VMA
Tests en Laboratoire
Pour connaître votre VO2max, votre PMA, votre VMA et l’efficacité de votre gestuelle, vous devez vous rendre dans un laboratoire de physiologie de l’exercice et effectuer un test d’aptitude aérobie progressif et maximal. Après quelques minutes d’échauffement, on vous fait faire un exercice (courir, pédaler, ramer, nager, etc.) à une intensité d’abord très faible qu’on augmente par la suite selon un schéma « en escalier » ou « en pente » jusqu’à ce que vous ne soyez plus capable de produire la puissance requise. Tout au long du test, on mesure votre consommation d’oxygène à partir de la composition de l’air que vous expirez.
En reportant sur un graphique le VO2 mesuré tout au long du test (à intervalles d’une minute), on voit qu’à partir d’une certaine puissance ou vitesse, il n’augmente plus : votre système cardiorespiratoire est saturé et ne peut pas consommer une plus grande quantité d’O2. La première puissance atteinte au moment où la courbe de VO2 atteint ce plateau est votre PMA.
Tests sur le Terrain
Sans vous rendre en laboratoire, vous pouvez mesurer votre PMA à l’aide d’un ergomètre à pédaler ou à ramer, à condition qu’il affiche en temps réel votre puissance (en watts). Vous pouvez faire ce test au moyen d’un home trainer CompuTrainer, CycleOps ou Tacx (greffé à votre propre vélo), ou d’un ergomètre à ramer comme le Concept2. Vous commencez l’exercice à une intensité très faible, puis vous l’augmentez « en escalier », par exemple de 10 watts à intervalles d’une minute, jusqu’à ce que vous ne puissiez plus pédaler à la puissance requise. Votre puissance au dernier palier complété est votre PMA.
Pour la VMA, plusieurs tests de terrain existent, tels que le test progressif Vameval (ou Vam-éval) de Cazorla et Léger, le test progressif de course navette de Léger et Coll, ou le test de Cooper. Chez Ibex, pour déterminer la VMA à plat, on utilise le test de ½ Cooper, soit la plus grande distance parcourue en 6 minutes.
Protocole du test de ½ Cooper :
- Sur une piste d’athlétisme, réaliser la plus grande distance possible.
- 6 minutes à fond (au départ de la ligne de la piste d’athlétisme).
- 10 minutes de retour au calme à très basse intensité.
Une fois le test fini, il faut multiplier la distance parcourue par 10 pour obtenir la VMA. Par exemple, si le sujet a parcouru 1 500 mètres, sa VMA est égale à 15 000 m/h soit 15 km/h.
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Comment Améliorer la PMA et la VMA
Amélioration du VO2max
La VMA est liée à la valeur de VO2max. Il est simple de la travailler sur un terrain plat avec des répétitions à hautes intensités, couplées à des récupérations plus ou moins importantes et nombreuses en fonction de l’expertise de l’athlète. Pour cela, il faut au préalable déterminer un pourcentage de VMA dans l’objectif de séance.
Pour améliorer votre VO2max, plusieurs types d’entraînements sont recommandés :
- Exercices continus : Sorties longues d’endurance sans interruption (course, nage, vélo, etc.).
- Fartlek : Variation des allures sous forme de jeu.
- Fractionné ou interval-training : Augmenter le temps passé à intensité plus élevée.
- Intervalles longs ou seuils.
Entraînement Spécifique de la PMA
Pour développer la PMA, il faut travailler à des intensités proches, égales ou supérieures à celle la sollicitant. Différents protocoles permettent une amélioration de la PMA :
- Efforts continus à une intensité légèrement inférieure à la PMA ponctués de courtes accélérations (en fartlek si course à pied par exemple). Le port du cardio-fréquencemètre ou du GPS est quasi-indispensable pour maintenir un rythme élevé.
- Efforts à intensité PMA entrecoupés de récupérations égales ou inférieures au temps d’effort. Les fractions peuvent être courtes (45sec à 2mn) ou longues (3 à 7mn) et sont réparties pour former un volume de séance cumulant 6 à 25mn d’effort.
- Travail d’alternances très courtes de 10 à 30sec à 100-120% PMA et 10 à 30sec passives ou à 50% PMA; à répéter sur 12mn environ et pour 1 à 3 séries entrecoupées de pauses de 6mn.
Entraînement Spécifique de la VMA
Pour améliorer la VMA, il est important d'intégrer des entraînements variés visant à maximiser la consommation d'oxygène et à prolonger le temps passé à VO2max. Alterner entre des vitesses supérieures et inférieures à la vVO2max pour solliciter à la fois le métabolisme aérobie et anaérobie. L'entraînement doit inclure des simulations de courses spécifiques aux distances ciblées pour habituer le corps à maintenir des vitesses proches de la vVO2max pendant de longues périodes. Une bonne économie de course réduit l'énergie nécessaire à une vitesse donnée, permettant de maintenir un pourcentage élevé de VO2max plus longtemps.
Exemples de Séances d'Entraînement
Séance 1 - PMA courte (105-110% PMA)
- Objectif : Développer la puissance aérobie
- Échauffement
- 2 à 3 séries de 8 x (30 sec à 105-110% VMA suivi de récupération 30 sec peu active)
- Récupération peu active de 3 min entre les blocs
- Retour au calme 5-10 min
Séance 2 - PMA moyenne (100% PMA)
- Objectif : Tenir la PMA plus longtemps
- Échauffement
- 6 x (400 m à 100% PMA suivi de récupération peu active de 2mn entre chaque répétition)
- Retour au calme 5 à 10mn
Séance 3 - Seuil (90% PMA)
- Objectif : Améliorer la tolérance à l’effort prolongé
- Échauffement
- 2 séries de 6 min à 90% PMA
- Récupération peu active de 3min entre les deux séries
- Retour au calme 5 à 10mn
Importance de l'Endurance
L’endurance est la capacité que possède un athlète à résister à la fatigue. Rapportée au trail, c’est la faculté à maintenir l’intensité des actions musculaires (énergie et efficacité de la foulée par exemple), pendant un temps défini. L’endurance est la fraction de VO2max qui peut être conservée sur une distance ou une durée donnée. Le lien entre VMA et VO2max étant prouvé, réaliser des exercices visant à leur amélioration permet un développement de l'endurance spécifique. Autrement dit, améliorer sa VMA c’est améliorer son endurance, et vice versa.
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VMA Ascensionnelle
La VMA ascensionnelle est la vitesse en mètre vertical par minute qu’un individu peut tenir environ 5 minutes. L’évaluer, c’est mesurer les progrès dans ce domaine et orienter l’entraînement en fonction de l’évolution des valeurs obtenues. De même qu’il faut développer sa vitesse maximale aérobie à plat, il faut également travailler sa VMA ascensionnelle.
Différences entre PMA et VMA
Bien que les deux termes mesurent des capacités similaires (l'utilisation maximale d'oxygène), la VMA se réfère à une vitesse, tandis que la PMA est une puissance. La Puissance Maximale Aérobie (PMA) correspond à la vitesse à laquelle le sportif atteint sa consommation maximale d’oxygène, c’est-à-dire son VO2max. Elle s’exprime en Watts contrairement à la VMA exprimée en km/h.