La Puissance Maximale Aérobie (PMA) est un indicateur clé de la performance en cyclisme. Cet article explore en détail ce qu'est la PMA, comment l'évaluer et comment l'utiliser pour optimiser votre entraînement.
Introduction à la PMA
La PMA, ou Puissance Maximale Aérobie, représente la puissance maximale qu'un cycliste peut développer lorsque son système aérobie (avec oxygène) fonctionne à son maximum, c'est-à-dire à VO2max. Elle est exprimée en watts et reflète la capacité du cycliste à maintenir un effort intense pendant une durée limitée, généralement entre 5 et 7 minutes pour les cyclistes entraînés. La PMA est un excellent moyen d’évaluer son potentiel en endurance et donc sa capacité de performance en cyclisme. Réaliser régulièrement un test de votre PMA est donc très intéressant pour contrôler votre progression et l’efficacité de votre entraînement. Concrètement, 3 tests par année est une bonne option (début, milieu et fin de saison).
Comprendre la VO2max
La VO2max, ou "consommation maximale d'oxygène", est le débit maximal d'oxygène que l'organisme est capable d'extraire de l'air et de transporter jusqu'aux fibres musculaires lors d'un effort physique. Elle est en quelque sorte la "cylindrée" du sportif. Plus elle est élevée, plus le sportif peut aller vite à une intensité donnée d'effort. Connaître sa VO2max donne une bonne indication de son niveau de performance.
On peut mesurer sa VO2max par un test spécifique sur le terrain. Mais le plus simple est encore d'utiliser une montre cardio-GPS. Certains modèles offrent une fonction dédiée offrant une mesure relativement fiable. L'évaluation se fait pendant les sorties de course à pied ou de trail. On peut ainsi suivre facilement ses progrès.
La VO2max varie avec l'âge et dépend du sexe. Elle augmente d'abord jusqu'à l'adolescence, les muscles en croissance ayant besoin de plus grandes quantités d'oxygène, puis elle stagne alors que la croissance s'arrête. Elle diminue ensuite progressivement à partir de la trentaine. Les valeurs constatées chez la femme sont d'environ 30 à 35 % inférieures à celles de l'homme.
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La VO2max augmente avec l'entraînement physique. Elle est faible chez le sédentaire et atteint ses valeurs hautes chez l'athlète.
Importance de la PMA et du Rapport Poids/Puissance
Il est important de ramener aussi cette valeur à votre poids. En effet, la rapport poids/puissance est, dans de nombreuses situations, plus révélateur de la performance en cyclisme que la seule puissance. Par exemple, un individu de 65 kg qui a une PMA de 350W aura une PMA relative de 5,4W.kg-1 (350/65=5,4). Les valeurs de PMA absolue sont intéressantes lorsqu’on s’intéresse aux qualités du rouleur. Les valeurs de PMA relative le sont, lorsqu’on s’intéresse aux qualités du grimpeur puisque la gravité devient alors une des principales sources de résistance à l’avancement.
Comment Évaluer Votre PMA
Plusieurs méthodes existent pour évaluer votre PMA, allant des tests en laboratoire aux tests sur le terrain.
Tests en Laboratoire
Le test couramment utilisé en laboratoire est un test incrémental (en paliers) réalisé sur un cyclo-ergomètre. Après un échauffement léger de 5 minutes, le coureur commence à 150W. Ensuite, toutes les 2 minutes, une augmentation de 25W lui est imposée. La valeur « PMA » équivaut alors au dernier palier validé avant son décrochage, moment auquel il ne peut plus maintenir l’intensité demandée. Ce test permet non seulement de mesurer la PMA mais également, grâce à un masque qui mesure les échanges gazeux de la respiration, les valeurs de VO2max et les seuils ventilatoire 1 et 2.
Dans le cadre du suivi longitudinal de la Fédération Française de Cyclisme (FFC) les cyclistes de haut-niveau se rendent, une fois par an, en plateau technique. Le but de cette démarche est de réaliser un test de PMA sous le regard avisé d’un médecin.
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Tests sur le Terrain
Il existe également des tests de terrain permettant de déterminer la PMA. Réalisés sur route ou home-trainer ces tests consistent à faire un contre-la-montre à intensité maximale sur une durée déterminée. L’intérêt d’utiliser un protocole précis est, d’une part, de débuter le test dans de bonnes conditions avec un échauffement rondement mené, d’autre part, de reproduire chaque test dans des conditions quasi-similaires. Ce test doit dans l’idéal, être réalisé à chaque fois dans la même ascension de pente moyenne (5-7%) avec le même point de départ. Si vous êtes encore plus méticuleux, vous pouvez réaliser ce test sur home trainer, ce qui aura pour avantage principal de supprimer tous les aléas liés à la météo. Dans ce cas-là, n’hésitez pas à réduire la première partie du protocole de 20 à 10mn ce qui vous permettra de réaliser ce test sur une courte séance de 45mn, afin que la valeur PMA soit la plus précise possible.
Protocole de Test Linéaire
Le test PMA linéaire est le plus classique, Il peut être réalisé sur route comme sur home trainer. La consigne est assez simple, après un échauffement suffisant, vous allez réaliser un effort maximal de 5 min avec pour objectif d’obtenir la puissance moyenne la plus élevée possible (CP5). C’est le protocole de test que je recommande en tant qu’entraineur.
Ne pas partir trop vite : Lors de ce type de test (c’est la même chose pour le test FTP), il ne faut pas partir trop vite pour éviter de s’écraser lors des dernières minutes. L’objectif est de lisser l’effort au maximum et d’avoir une courbe de puissance sans trop de variation.
Le choix du parcours : Si vous le réaliser en extérieur, le mieux est de vous trouver une bosse de 5 min environ (minimum) avec un pourcentage régulier, dans laquelle vous allez pouvoir pédaler à une cadence optimale selon vos préférences (donc pas trop raide !).
Protocole de Test par Paliers (Ramp Test)
Pour réaliser votre test PMA sur home trainer, vous pouvez utiliser le protocole linéaire classique présenté plus haut ou opter pour le test par paliers (ou ramp test en anglais). L’avantage principal à effectuer votre test sur home trainer consiste en la reproductibilité des conditions de test. Lors du test par paliers, vous partez d’une puissance cible de 100w, puis toutes les 2 minutes, l’intensité et la résistance augmentera de 30w et ce jusqu’à ce vous ne puissiez plus tenir la puissance cible. Ici pas besoin d’échauffement intensif au préalable, les premiers paliers servant d’échauffement progressif. La valeur de votre PMA correspond au dernier palier validé entièrement à laquelle on ajoute un pourcentage du dernier palier que vous n’avez pas complété. Par exemple : j’ai validé le palier des 370w et ai tenu 1 min le palier des 400w avant de terminer le test.
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Protocole de Test Triangulaire
Bien que le test de PMA en continu soit réalisable sur home trainer (j’en parle dans le prochain paragraphe), je préfère vous proposer le protocole du test triangulaire d’évaluation de la puissance maximale aérobie. Celui-ci consiste à pédaler à une puissance initiale de 100 watts, puis à augmenter l’intensité de 30 watts toutes les 2 minutes. En ce qui concerne la fréquence de pédalage il n’y a pas de norme, toutefois je conseille généralement de tourner les jambes entre 90 et 100 tr/mn. L’objectif est d’atteindre le palier le plus élevé possible et de maintenir votre effort le plus longtemps possible lors du dernier palier. Exemple : palier 340 watts terminé + 30 sec.
Protocole Simplifié sur le Terrain
Le protocole est simple : dans une montée plutôt roulante et abritée du vent, l’objectif est de parcourir la distance la plus importante possible en 5 minutes.
Remarque : je faisais auparavant faire ce test sur 6 minutes d’effort.
Éléments Essentiels pour un Test PMA Réussi
- Capteur de Puissance: Afin de déterminer la PMA d’un cycliste, il faut un capteur de puissance. Que ce soit un capteur sur votre vélo (pédales, pédalier, moyeu, manivelles…) ou celui intégré à votre home trainer, pensez bien à le calibrer avant l’effort.
- Conditions Similaires: Quelle que soit la méthode utilisée pour évaluer votre puissance maximale aérobie, l’essentiel est de réaliser le même protocole à chaque fois.
Alternatives au Test PMA en Laboratoire
Si vous n’avez pas de capteur de puissance et que vous souhaitez en plus de la PMA déterminer votre VO2max et l’évolution de votre taux de lactates, l’option du test à l’effort en laboratoire est envisageable. Vous n’aurez pas le choix du protocole mais vous serez accompagné par un spécialiste qui vous fera passer le test. Ce genre de test est réalisable dans les centre médico-sportifs. Renseignez-vous auprès de votre médecin du sport qui vous conseillera sur l’endroit pour passer ce test.
Mesure de la Fréquence Cardiaque Maximale (FC Max)
Il existe différentes méthodes qui permettent d’évaluer votre FC Max. Déterminée par Astrand, un physiologiste suédois, en 1954 (source), cette méthode de calcul du rythme cardiaque maximal est la plus répandue. En 2007, une formule basée sur plus de 20 ans de recherche à l’institut médical de l’université d’Okland, a également été proposé par Gellish (source).
Que vous calculiez votre fréquence cardiaque maximale avec la formule d’Astrand ou avec celle de Gellish, la marge d’erreur par rapport à votre valeur réelle peut s’avérer importante, du fait que ces formules ont été déterminées grâce à des valeurs moyennes de la population.
Il existe plusieurs tests grandeur nature qui peuvent vous permettre d’évaluer avec précision votre fréquence cardiaque max. Ces tests sont toutefois destinés à des sportifs expérimentés qui ont l’habitude de s’entraîner à des intensités élevées. Il permet de déterminer sa FC Max en augmentant progressivement l’intensité de son effort (par paliers). Plusieurs protocoles existent, selon votre activité sportive et le matériel dont vous disposez. Commencez votre activité à 100 p/mn, puis augmentez votre rythme cardiaque de 10 p/mn toutes les 2 minutes. Lorsque vous sentez que vous n’allez pas pouvoir franchir le palier suivant, effectuez un sprint de 15 secondes. Suite à un échauffement progressif d’une vingtaine de minutes, le protocole consiste à réaliser un effort constant à l’intensité maximale que vous pourrez maintenir pendant 6 minutes, puis de terminer au sprint. Vous devriez ainsi atteindre votre fréquence cardiaque max à l’issu de ce test.
Déterminer sa fréquence cardiaque maximale réelle nécessite d’effectuer un effort extrêmement violent, et celà peut être dangereux si vous n’avez aucun entraînement ou que vous n’êtes plus tout jeune. Dans cette situation, la réalisation d’un test d’effort maximal en laboratoire (centre médico-sportif ou CHU) est une excellente alternative aux tests de terrain traditionnels. Généralement proposé sur cyclo-ergomètre ou tapis de course, l’inconvénient est que vous avez rarement la possibilité de réaliser ce test avec votre propre matériel.
Différentes méthodes permettent de déterminer votre fréquence cardiaque maximale. De part leur manque de précision, les méthodes de calcul théoriques sont à éviter. Si les tests en laboratoire peuvent être intéressant pour les sédentaires et les sportifs plus âgés, privilégiez autrement les tests d’évaluation directe qui, réalisés sur vos parcours d’entraînement, vous donneront une valeur fiable de votre FC Max. La détermination de vos zones d’intensité d’entraînement n’en sera que plus précise. Attention toutefois, rappelez vous que votre fréquence cardiaque max évolue.
Protocole de Test de PMA avec Cardio-fréquencemètre
- 2. 3. Commencer avec un palier à 120W pour un sportif confirmé ou à 60W pour un débutant (sédentaire n'ayant rien fait depuis longtemps) puis augmenter la puissance de 30W toutes les 2 minutes jusqu'à ce qu'on ne puisse plus tenir la puissance du palier en cours.Pour obtenir une puissance spécifique, il faut modifier la cadence (intitulée Vitesse / rpm sur l'image ci-dessus) et la résistance (intitulée Niveau de difficulté sur l'image).Equipez-vous d'un cardio-fréquencemètre si vous voulez mesurer votre fréquence cardiaque maximale réelle (Fcmax).
Entraînement de la PMA : Séances et Variantes
Une fois votre PMA déterminée, vous pouvez l'utiliser pour structurer vos séances d'entraînement et cibler des améliorations spécifiques. La variété est un facteur déterminant dans la progression chez le cycliste.
Entraînement Fractionné (Intervalles)
Lorsque l’on pense PMA, le « 30-30 » nous vient rapidement à l’esprit. En résumé il s’agit d’enchaîner plusieurs fois d’affilé 30sec à PMA (parfois au-dessus, jusqu’à 110%) suivi de 30sec à une intensité sous maximale (entre I2 et I3). Des variantes existent évidemment. Vous pouvez par exemple utiliser du 45sec I5 - 15sec I2 pour avoir une baisse du cardio moins prononcée entre chaque répétition. Mais vous pouvez aussi raccourcir les temps d’effort en partant sur du 20sec I5 - 20sec I2 ou du 20sec I5 - 40sec I2. En diminuant les fractions à PMA vous réduisez en général la production d’acide lactique (par exemple sur du « 20-20 »). Mais vous pouvez aussi l’augmenter si vous réalisez vos fractions à plus de 110% de votre PMA et que vous augmentez votre temps de récupération après chaque effort (en général c’est ce qui se passe sur du « 20-40 »). Le travail physiologique n’est ici pas le même que si les efforts sont enchaînés avec moins de récupération. Enfin vous pouvez aller vers des efforts qui ressemblent à ceux retrouvés en compétition. De quoi donner quelques idées… et n’hésitez pas à créer vos propres séances.
Échelle d'Intensités de Frédéric Grappe (ESIE)
Une fois le test de PMA réalisé, on peut utiliser l’échelle d’ESIE de Frédéric Grappe pour déterminer nos zones et notamment la zone I4 qui correspond à l’intensité seuil. Mais si l’on veut travailler de manière encore plus précise, on peut également réaliser un test qui déterminera directement notre valeur seuil. Maintenant que vous avez déterminé et mesuré votre PMA actuelle, vous allez pouvoir vous en servir pour déterminer vos zones d’entrainement, vos zones de puissance. Si l’on utilise l’échelle ESIE, les 7 zones d’entrainement sont exprimées en pourcentage de votre PMA. Voir dossier : Comment déterminer ses zones d’entrainement en vélo ?
Travail Foncier et Fractionné pour Améliorer la VO2max
Un travail foncier : appelé aussi travail en endurance fondamentale ou travail en endurance de base, le travail foncier consiste à s'entraîner à faible intensité (60 à 75% de la FCmax) sur une longue durée.
Un travail en fractionné : il s'agit d'un entraînement en anaérobie alactique (sans production de lactates) effectué par des sprints intenses mais courts suivis d'un temps identique de récupération active. Avec l'entraînement, il faut augmenter la durée de l'effort et doubler le temps de récupération par rapport à celui du travail. Le temps d'effort doit néanmoins rester suffisamment court pour ne pas sortir de la zone anaérobie alactique. Ce travail entraîne une augmentation du débit cardiaque maximal et ainsi de la quantité d'oxygène véhiculée, donc de la VO2max. C'est la manière la plus efficace de progresser. Les résultats sont visibles dès les premières séances du moment que les exercices sont pratiqués correctement.
Selon des études (1), le fractionné agit non seulement sur la VO2max mais aussi, à la différence du travail foncier, sur la capacité anaérobie. La recommandation pour améliorer ses performances est de pratiquer les deux : un travail foncier préalable à entretenir tout au long de la saison et un travail en fractionné sur 3 semaines ou 6 séances pour atteindre ses meilleurs niveaux. Une étude montre que le fractionné permet d'augmenter à la fois la VO2max et la capacité aérobie, en d'autres termes, l'endurance. Le foncier seul n'améliore que la VO2max. en fractionné augmente les deux. et moins spectaculaires. L'étude confirme néanmoins les bienfaits du fractionné sur le développement de l'endurance et de la VO2max. Source : Effects of moderate-intensity endurance and high-intensity intermittent training on anaerobic capacity and VO2max. Tabata I. et. al. Med Sci Sports Exerc.
On peut travailler sa VO2max sur le terrain (course à pied, vélo) mais l'idéal est encore d'utiliser un appareil de fitness qui offre de meilleures conditions pour pratiquer le fractionné. Le travail en extérieur exige de trouver un terrain régulier (plat ou pente suffisamment longue et régulière pour réaliser les exercices à la bonne intensité sans changement de rythme lié au terrain). L'home trainer, le vélo spinning ou encore le tapis de course sont de bons appareils pour ce travail et un bon complément du travail sur le terrain. Ils permettent de travailler efficacement le travail du sprint (force explosive), de la PMA, de la VO2max, de force, de vélocité, d'endurance, la coordination et le travail au seuil. Les plateformes vibrantes auraient par ailleurs un effet positif sur la VO2max. Selon des études (2, 3), les vibrations contribueraient à améliorer la circulation sanguine et les fonctions cardio-vasculaires. Les tests ont montré une augmentation de la VO2max comparé à un même test réalisé sans vibrations.
Le magnésium joue un rôle important dans la performance. En cas de carence, on observe une chute importante de la VO2max et donc des performances. En revanche, une prise supplémentaire de magnésium chez le sportif non carencé n'améliore pas ses capacités physiques. Sachez que lors d'un effort intense, un sportif peut perdre jusqu'à 30 mg de magnésium par litre de sueur (4). Les apports journaliers conseillés en magnésium sont de 6 mg/kg de poids corporel par jour chez l'adulte ayant une activité moyenne, avec un minimum de 360 mg chez l'adulte (5). Ce besoin est accru de 10 à 20% chez le sportif. (1) Effects of moderate-intensity endurance and high-intensity intermittent training on anaerobic capacity and VO2max. Tabata I. et. al. Med Sci Sports Exerc. (4) Berthelot A et al (2004). Le Magnésium. Ed.
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