Quels entrainements pour améliorer l'endurance

La définition de l'endurance donnée par le Larousse est la suivante : aptitude à résister aux fatigues physique et morale, à la souffrance. L'entrainement de l'endurance vise l'augmentation de la capacité cardio-vasculaire pour mieux résister lors d'un effort physique.

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La manifestation de l'endurance

Si la représentation de l'endurance est souvent liée à des efforts à dominante aérobie, elle ne doit pas s'y limiter. Au contraire, elle doit être étendue à tout type d'effort où l'on cherche à répéter ou prolonger une action. Par exemple : réaliser un bond le plus haut possible est une représentation de la puissance explosive du train inférieur; réaliser un enchaînement de trois bonds maximaux est une forme d'endurance puis que l'on cherche à répéter ce maxi.
Selon Michel Pradet (INSEP - Coll. Entraînement) : « Tous les processus énergétiques capables d'entretenir la contraction musculaire se caractérisent par un niveau particulier d'endurance. »
L'endurance se manifeste de plusieurs façons et est dépendante des critères suivant :

• Des processus énergétiques : voies aérobie et anaérobie ;
• De l'effort : durée et intensité ;
• Du type de contraction musculaire : statique ou dynamique ;
• Des qualités physiques : force ou vitesse ;
• De la discipline pratiquée : endurance générale ou spécifique.

L'endurance et la durée d'effort

• Endurance de vitesse (ou très courte durée) : d'une durée d'effort située entre 20 et 30sec, elle correspond à la capacité à maintenir le plus longtemps possible un effort situé à intensité maximale.
• Endurance de courte durée : d'une durée d'effort comprise entre 30sec et 2mn, cette forme d'endurance dépend essentiellement d'une production d'énergie anaérobie lactique. Par rapport à la référence VO2Max, l'intensité maximale est située au delà de celle-ci.
• Endurance de durée moyenne : d'une durée d'effort comprise entre 2 et 10mn, cette forme d'endurance dépend du potentiel puissance aérobie avec intervention des processus anaérobie lactique. Par rapport à la référence VO2Max, l'intensité maximale est comprise entre 85-90 et 100% de celle-ci.
• Endurance de longue durée : d'une durée d'effort supérieure à 10mn, cette forme d'endurance dépend essentiellement du potentiel aérobie. Par rapport à la référence VO2Max, l'intensité maximale est comprise entre 75 et 85-90% de celle-ci.

L'endurance et la contraction musculaire

• Contraction dynamique : répétition de contractions. Exemple au football avec un démarrage, un sprint et une frappe ;
• Contraction statique : prolongement de la contraction. Exemple au judo lors de la prise de garde.

L'endurance et les qualités physiques liées aux facteurs neuromusculaires

• Endurance de vitesse (cyclique ou acyclique) : il s'agit de la phase où l'athlète cherche à maintenir sa vitesse maximale atteinte. Exemple: dernière partie d'un 100m atlétique ;
• Endurance de force (force explosive, détente etc.) : il s'agit de la répétition d'efforts musculaires d'intensité maximale. Exemple : enchaînements dans un combat de boxe ;
• Endurance de réalisation des habiletés sportives (technique, coordination) : il s'agit de différencier le simple exercice de style et la rentabilité de la technique lui permettant de devenir un paramètre indissociable de la performance.

L'endurance et la discipline pratiquée

Cette endurance permet de produire et de maintenir un pourcentage élevé de critères de performance liés à une discipline spécifique. Intégrant les types d'endurance précités, on peut considérer que c'est l'endurance à développer pour être performant en compétition car elle va jouer un rôle :

• Dans l'amélioration de la capacité de performance physique. Exemple : capacité de réïtération de plusieurs actions explosives ;
• Dans l'amélioration de la capacité de récupération entre exercices, séances, blocs, etc. ;
• Pour une meilleure tolérance mentale à la fatigue ;
• Pour une réduction des fautes techniques et des erreurs tactiques (lucidité).

L'orientation du développement de l'endurance

L'endurance s'acquiert très bien par la pratique si l'entraînement répond aux critères de :

• Progressivité ;
• Continuité ;
• Adaptabilité.

Pour être pertinent, l'entrainement à l'endurance doit absolument être considérée en rapport avec les exigences et la spécificité de la discipline.

Les formes d'endurance à développer

Les choix de conduite de l'entraînement

• Détermination de la durée du maintien de l'effort maximal à réaliser en compétition ;
• Définition d'un objectif de durée de maintien d'une intensité fondée sur les exigences de la compétition et les objectifs personnels de performance à réaliser ;
• Choix et mise en place des exercices permettant de tendre vers cet effort.

Les principes de développement des qualités aérobie

Du fait de la nécessité de présence d'oxygène pour le fonctionnement de l'humain, l'amélioration de sa condition physique est fortement liée à son potentiel aérobie. Quels que soient les types d'efforts à réaliser dans la discipline pratiquée, le métabolisme aérobie interviendra soit comme facteur de performance prépondérant, soit comme support utile pour la récupération dans la répétition d'actions que ce soit pendant la compétition ou durant l'entraînement.
La consommation d'oxygène augmente lors de l'élévation de l'intensité de l'effort et ce jusqu'à une limite nommée consommation maximale d'oxygène ou VO2max (pour débit maximal d'oxygène). Si l'intensité continue à augmenter ce sont les processus anaérobie qui deviendront prépondérant pour poursuivre l'effort.
Un effort réalisé à VO2max peut être maintenu pendant environ 7 minutes (soit 2000 à 3000m en course à pied). Ensuite en fonction du pourcentage (inférieur ou supérieur à 100%) de VO2max, correspondra une durée moyenne d'effort qui définira la plage de développement de qualités spécifiques d'endurance : capacité aérobie, endurance maximale aérobie, puissance aérobie, zone mixte aérobie-anaérobie, etc.
D'un point de vue entraînement, il faut matérialiser les zones de travail en se basant sur des repères chiffrés (vitesse ou fréquence cardiaque) et exprimer le VO2max sous une forme "parlante" de travail (puissance maximale aérobie ou vitesse maximale aérobie).

Glossaire des termes fréquemment utilisés dans l'endurance aérobie

VO2max : débit maximal d'oxygène ou consommation maximale d'oxygène si on se place d'un point de vue fournisseur ou consommateur (d'où LE VO2max ou LA VO2max comme on le voit parfois). Il s'exprime généralement l/mn ou en ml/mn/kg (kg de poids de corps) pour être comparable d'un sujet à l'autre.

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Le VO2max est la quantité maximale d'oxygène qu'un sujet peut prélever au niveau pulmonaire, transporter au niveau cardio-vasculaire et consommer au niveau musculaire.
Le VO2max varie avec l'âge. Il est maximal chez l'adulte jeune et baisse ensuite régulièrement pour stagner vers 60 ans. Il dépend non seulement des facteurs génétiques (système ventilatoire, système circulatoire, système cardiaque, type de fibres musculaires, etc.), mais aussi du mode de vie, et peut s'améliorer de 10 à 50 % après quelques mois d'entraînement sportif.
La mesure du VO2max permet de juger de l'aptitude d'un sujet à des exercices intenses et prolongés, car la notion d'endurance induit la capacité à maintenir un pourcentage élevé de VO2max. Elle constitue une donnée essentielle du suivi de l'entraînement, notamment par la connaissance de la puissance maximale que l'athlète peut supporter. Le VO2max peut être soit mesurée directement soit estimée indirectement (voir le chapitre tests et évaluations).
PMA (Puissance maximale aérobie) : c'est une puissance de travail constatée au moment où le VO2max est atteint. Exprimée en Watts, la puissance maximale ne peut être maintenue que pendant 7 à 8 minutes. Formule de Hawley : PMA = [(VO2 max X poids/1000)-0.435]/0.01141  si VO2 max exprimée en ml/mn/kg.
VMA (Vitesse maximale aérobie) : c'est la Puissance maximale aérobie utilement exprimée en vitesse (m/s ou km/h). Pour la définir, des tests de terrain sont disponibles : tests sur piste allant de 1500m à 3000m, test navette par paliers, etc.
EMA (Endurance maximale aérobie) ou ER (Endurance Relative) : c'est la capacité de pouvoir maintenir longtemps un effort proche de la PMA. Elle permet de "durer" dans l'effort.
FCmax (Fréquence cardiaque maximale) : elle est quasiment atteinte avec le VO2max et la PMA. En effet, VO2, FC et vitesse croissent de façon linéaire jusqu'au VO2max. A ce moment, le VO2 et la FC ne croissent plus, mais la vitesse peut encore augmenter grâce au système anaérobie.
Intensité critique ou sur-critique : l'atteinte du VO2max ne nécessite pas l'arrêt immédiat de l'effort, mais entraîne le sportif vers les filières anaérobie. 105-110% de la VO2max correspond à un effort en capacité anaérobie lactique et 135% de VO2max à un effort en puissance anaérobie lactique.
Travail continu : le temps de travail est d'une durée supérieure à 30min et d'une intensité sous-maximale (60 à 85% de la VMA).
Travail intermittent (interval training ou interval running ou par répétitions) : le vocabulaire pour ce type de travail est souvent confondu et nommé "fractionné". Le principe du travail intermittent est de réaliser des efforts intenses entrecoupés de temps de récupération suffisants pour reprendre le travail de façon maximale. Le but est de développer un processus physiologique ou une allure spécifique de course en s’entrainant le plus longtemps possible à une intensité proche, égale ou supérieure de l’objectif final, tout en générant une fatigue modérée. Ce type d’entrainement permet donc d’augmenter la durée totale d’exercice à haute intensité. Exemple pour la vitesse maximale aérobie : réaliser 6 à 10 X (1mn à VMA – 1mn 50% VMA). Dans ce type de séance la fréquence cardiaque reste très élevée même pendant les phases de récupération. Exemple : alternance de 15sec à 110% de VMA et 15sec à 40% de VMA.  Le fractionné est une méthode "découpant" une distance à parcourir en plusieurs fractions avec des temps de récupération entre elles. Exemple : parcourir à allure visée en compétition 5 fractions de 2000 mètres entrecoupées de 2 minutes de récupération.
Fartlek : c'est une forme de travail (utilisée en course à pied surtout) permettant lors d'un travail continu de réaliser des changements de rythmes, en modifiant sa vitesse, en utilisant le relief du terrain... et ceci sans contrainte réelle de chronomètre.
Seuil anaérobie : il était fréquent d'entendre parler du seuil anaérobie dans les sports d’endurance. Entré dans le vocabulaire de l’entrainement dans les années 70 à partir d’études menées en laboratoires, il correspondait à une limite physiologique théorique au-delà de laquelle l’organisme ne peut plus équilibrer le taux de lactates (supérieur à 4 mmoles/L dans le sang) en cas d’augmentation de l’intensité l’exercice. Ce point d’inflexion « net » situé autour de 85% de VO2max est remis en question et est de toute façon est inutilisable en l’état sur le terrain. En terme de vocabulaire il est aussi incongru puisqu’il était placé dans le métabolisme aérobie. Sachant que l’on va baser le travail sur des zones d’intensité, il est plus correct et plus fiable de cibler un pourcentage de 85-90% de la VMA.
Mais comment nommer cette zone située entre l'EMA et la PMA ? Pour ma part je l'appelle zone du seuil parce que je n'ai rien trouvé de mieux. D'autres l'appellent vitesse spécifique mais cette "spécificité" est trop dépendante de la durée de l'épreuve à mon avis.
Vitesse spécifique : la vitesse spécifique est la vitesse de course que le sportif compte tenir lors de sa compétition. Elle change selon l'individu (record, période de l'année, ect.) et l’objectif envisagé (10km, marathon, etc.)

Le développement du VO2max

Pour développer le VO2max il convient de travailler à des intensités proches, égales voire supérieures à celles la sollicitant.
Seuls des entraînements personnalisés peuvent permettre son développement :

• Si l'intensité de travail est trop faible, c'est la capacité aérobie qui sera développée ;
• Si l'intensité est trop élevée, les systèmes lactiques seront sollicités en priorité.

Même si les deux sont liées, on cherche par l'entraînement à développer la puissance maximale aérobie ou la vitesse maximale aérobie. En effet contrairement au VO2max qui est une composante purement physiologique, la VMA ou la PMA dépendent également des facteurs mécaniques, psychologiques et techniques.
Différents protocoles permettent une amélioration de la PMA - Exemples en course à pied :

• Course continue à une vitesse légèrement inférieure à la VMA ponctuée de courtes accélérations (en fartlek par exemple). Le port du cardio-fréquencemètre ou du gps maintenant est quasi-indispensable pour maintenir un rythme élevé.
• Courses à allure VMA entrecoupées de récupérations égales ou inférieures au temps d'effort. Les fractions peuvent être courtes (45 sec à 2 mn) ou longues (3 à 7 mn) 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% VMA et 10 à 30 sec passives ou à 50% VMA; à répéter sur 12 mn environ et pour 1 à 3 séries entrecoupées de pauses de 6mn.

La dernière méthode citée a pour avantage d'être efficace et moins coûteuse sur le plan de la fatigue. A 105, 110 ou 120% de la VMA elle permet également un travail de la puissance aérobie, de la capacité anérobie lactique et une adaptation du système enzymatique.

Il faut compter au moins 8 à 10 semaines avec 3 entrainements dédiés pour espérer une progression du VO2max.

Les modalités de développement des qualités d'endurance

Les principes de développement des processus selon M. Pradet - INSEP

• Pour développer un processus énergétique, il faut impérativement avoir recours à des activités physiques imposant des efforts mobilisant plus de 2/3 de la masse musculaire générale ;
• Chaque processus énergétique possède un seuil d'intensité en dessous duquel aucune amélioration fonctionnelle ne peut-être obtenue. Ce seuil, propre à chaque athlète suivant son niveau doit se situer à des valeurs très proches des limites maximales du processus travaillé ;
• Pour développer durablement un processus énergétique, il faut développer parallèlement l'intensité maximale (puissance) et la capacité maximale (quantité totale) ;
• La puissance sera développée en réalisant des efforts correspondant à l'intensité maximale (voire supra-maximale) du processus concerné, avec une durée toutefois inférieure à la durée maximale de ce processus ;
• La capacité sera développée en réalisant des efforts à intensité inférieure à l'intensité maximale du processus, avec une durée dépassant celle à laquelle le processus finit par s'épuiser (limité au double).

Le développement des processus énergétiques

Préambule : se rappeler les filières énergétiques (chap. Bio-énergétique)

Le développement de la filière aérobie

(1) Ce type d'effort sollicite les métabolismes aérobie et anaérobie lorsque l'effort est supérieur à 100% de la PMA.

Le développement des filières anaérobie lactique et alactique

(2) Si le temps de récupération ne permet pas une récupération complète, il faut néanmoins qu'il soit suffisant pour travailler avec l'intensité nécessaire au travail dans la filière lactique.

La matérialisation du travail en endurance à visée énergétique

Sur le terrain, la connaissance de la VO2max est insuffisante pour matérialiser les zones cibles de travail. Pour être concrêt il va falloir des éléments chiffrés permettant de situer le travail dans la filière choisie. Un coureur possédant une VO2max de 56 ml/mn/kg et devant travailler au seuil aérobie devra situer son travail à 70% de 56, soit 39,2 ml/mn/kg ! Intéressant mais peu exploitable.
Pour matérialiser l'intensité de l'exercice, il y a deux solutions :

• Se baser sur un rapport distance ou nombre de mouvements par unité de temps, comme la VMA ;
• Se baser sur un rapport de la PMA (en vélo par exemple) : PMA = [(VO2 max X poids/1000)-0.435]/0.01141  si VO2 max exprimée en ml/mn/kg ;
• Se baser sur la fréquence cardiaque réelle.

Le travail se basant sur la VMA

La VO2max peut être matérialisée par la VMA, exprimée en Km/h. Lors d'une séance où le balisage des distances est possible (sur piste), il suffit de spécifier les distances à parcourir dans un temps défini. Exemple : lors d'une séance puissance aérobie en alternances 30sec/30sec, un athlète ayant une VMA de 16 Km/h devra parcourir 130m environ lors de la phase d'effort. L'avantage de cette méthode est de pouvoir s'appuyer sur des références chiffrées pour les zones de travail se situant au dessous, égales ou au dessus de la VO2max.

Préalable : déterminer sa vitesse maximale aérobie (chap. Tests et évaluations)

L'évaluation de l'endurance aérobie en fonction de la VMA (source sportech.online.fr)

Calculette ESC : calculez le rapport temps / distance et distance / temps en fonction d'un pourcentage de VMA. Je calcule.

Le travail se basant sur la fréquence cardiaque

L'utilisation de la fréquence cardiaque (FC) comme indicateur d'intensité de l'effort est parfois la seule solution possible lorsque la discipline ne peut pas être "paramétrée" par un pourcentage de VMA. En effet, au cours d'exercices physiques, la fréquence cardiaque évolue et est influencée par l'intensité de l'effort. Pour des exercices de puissance sous-maximale, il existe une relation quasi linéaire entre la fréquence cardiaque et l'intensité de l'effort.
Il faut alors cibler les plages de travail en fonction du pourcentage de la FCmax (voir ci-après).
Attention : cette méthode n'est possible que pour des efforts égaux ou inférieurs au VO2max puisque la FCmax est atteinte avec le VO2max.
Après avoir déterminer sa FCmax (soit théorique, soit réelle), il faudra être en mesure de connaitre sa fréquence cardiaque instantanée, soit en prenant le pouls manuellement soit en utilisant un cardiofréquencemètre.

La relation entre fréquence cardiaque et VO2
Un rapport direct peut être établi entre les deux FC et VO2 mais les expériences montrent que la FC est supérieure à la VO2 pendant l'effort.
Karnoven a créé une formule qui établit un rapport plus précis en incluant la fréquence cardiaque de repos dans le calcul. Pour infomation :

• Fréquence cardiaque de réserve (FCR) = FCmax - FC de repos ;
• Fréquence cardiaque d'entrainement (FCE) = (% FCR) + FC de repos.

Pour calculer la FC de repos : soit le matin au réveil (s'assoir deux minutes et prendre les pulsations), soit après être resté assis sans faire d'efforts pendant 5mn.

Calculette ESC : calculez les zones de fréquences cardiaques d'entraînement suivant la formule de Karnoven. Je calcule.