PMA, VMA, filières énergétiques, acide lactique, ... Explications

 

 

Beaucoup nous demandent ce qu’est la PMA et comment la travailler, la VMA, quelles sont les filières énergétiques, le rôle de l’acide lactique

 

Nous allons tenter d’éclaircir et d’expliquer “simplement” certains points .



Petit rappel sur les notions de PMA, VMA et VO2max

 

 

La PMA

 

Dans les activités aérobies où le sportif peut avoir une rétroaction en temps réel sur la puissance de l’exercice , on mesure l’aptitude aérobie en établissant la PMA.

C’est le cas notamment dans les sports cyclistes où la puissance du pédalage est affichée sur un petit écran (sur le guidon).

Ce peut être également le cas si vous faites du rameur (votre puissance sera indiquée sur l’écran du rameur).

Donc votre PMA (Puissance Maximale Aérobie) est la puissance que vous développez lorsque vous faites un exercice d’une intensité assez élevée pour que votre consommation d’oxygène (VO2) atteigne la plus haute valeur possible pour votre système cardiorespiratoire (coeur, poumons, réseau sanguin, muscles…), c’est à dire votre consommation maximale d’oxygène (VO2max).

En résumé, votre PMA est la puissance que vous développez en faisant un exercice où votre VO2 devient égale à votre VO2max.

On exprime la PMA en watts.

 

 

La VMA

 

Dans les activités aérobies où l’on ne peut pas avoir une rétroaction en temps réel sur la puissance développée (course à pied, natation,...) , on évalue l’aptitude aérobie en établissant la VMA (Vitesse Maximale Aérobie), plutôt que la PMA !

La VMA est la vitesse à laquelle vous vous déplacez en faisant un exercice où votre VO2 devient égale à votre VO2max.

En football, pour évaluer l’aptitude aérobie, on utilisera donc la VMA.

On peut voir parfois dans les livres spécialisés la notion de Vitesse à VO2max  ( VVO2max )  . C’est la VMA.

On l’exprime en Km/h.

 

 

       Le VO2 max

 

On confond souvent VO2max avec VMA (ou PMA).

Attention, 2 personnes peuvent avoir la même VO2 max mais une VMA différente !

 

En effet, la VMA (ou PMA) dépend du VO2 max mais aussi de l’efficacité de votre gestuelle.

Si vous avez la même VO2max qu’un camarade mais que vous avez une gestuelle plus efficace, votre VMA sera supérieure !

Le VO2 max correspond au volume maximal d’oxygène (dioxygène pour être précis) que l’organisme peut utiliser par unité de temps.

La consommation d’O2 (VO2) au cours de l’effort physique augmente régulièrement avec l’intensité de l’effort. Toutefois, au-delà d’un certain seuil cette consommation ne peut plus augmenter. La consommation d’O2 atteint un maximum : le VO2 max !

Quand on atteint ce seuil (à VO2max) , votre système cardiorespiratoire est saturé et ne peut pas consommer une plus grande quantité d’O2.

La puissance atteinte à ce même moment est la PMA.

La vitesse atteinte à ce même moment est la VMA.



 

La puissance maximale aérobie doit être développée en football pour être plus performant.

 

Pourquoi?

 

Même si les actions décisives en football sont des actions “explosives” réalisées à grandes vitesses, il y a beaucoup de temps de jeu qui sont effectués à allures faibles ou moyennes (démarquage, déplacement -replacement, .. ) .

Or,  

Si vous êtes capable de courir à 70% de votre VMA pendant 90 minutes  ( par exemple) , vous serez plus performant si votre VMA est passée de 18 km/h à 20 Km/h…

 

Soit vous irez plus vite pour un même % de VMA : si votre VMA est passée de 18 à 20 km/h ,  70% de 20km/h  (14 km/h de moyenne) est supérieur à 70% de 18km/h (12,6 km/h de moyenne)  …

Vous vous déplacez plus vite sur le terrain..

 


Soit vous “forcerez moins” pour une même vitesse : Si votre VMA est de 20 km/h, pour une course effectuée à 15km/h vous êtes à 75% de votre VMA.

Si votre VMA est de 18 km/h,  pour une course effectuée à 15km/h vous êtes à plus de 83% de votre VMA…  vous forcez plus..

Vous êtes plus vite fatigué et vous êtes moins lucide…



Donc en améliorant votre VMA (ou PMA) , vous serez plus performant à toutes les allures inférieures à VMA ..

 

Améliorer son potentiel aérobie permettrait également de récupérer plus vite de ses efforts intenses.. et donc de répéter ses efforts avec plus d’intensité et plus de fois…




Comment développer la PMA?

 

Le travail intermittent est un bon moyen de la développer.

 

Pour plus d’infos sur le calibrage des exercices : cliquez-ici

Pour plus d’infos sur le calcul des distances en fonction de la VMA des joueurs : cliquez-ici

 

Pour fixer des allures adaptées à chacun, il faut tester la VMA de chacun.

 

Nous rappelons que pour proposer des exercices intermittents à VMA , il faut tester la VMA “intermittente” avec un test intermittent et non un test continu…

 

Pour un travail en continu (footing à un certains % de la VMA par exemple ), il faut s’appuyer sur la VMA “continue”  testée à l’aide d’un test continu...

 

Plus d’explications , cliquez-ici 


La PMA peut être limitée de 2 manières :

 

- Soit à cause de limite cardio vasculaire ( et de transport de l’oxygène)

 

- Soit à cause de limitations musculaires périphériques (fatigue locale des muscles).

 

Le travail intermittent est en mesure d’agir sur les 2 paramètres, et selon le contenu de l’exercice intermittent, on pourra mettre l’accent sur l’un des 2 paramètres.

 

Grosso modo, plus l’exercice intermittent est basé sur la course, plus il aura d’effets sur les paramètres “centraux” ( cardiovasculaire ).

 

Plus l’exercice intermittent sera basé sur des exercices de force ( intermittent force avec pliométrie, travail avec charge), plus l’effet sera important sur les paramètres périphériques (muscles) .

 

Plus d’infos : cliquez-ici



Autre notion parfois mal comprise, “l’acide lactique”

On entend parfois qu’il faut “diminuer la production d’acide lactique” pour être plus performant..

Ou bien qu’il ne faut pas trop créer d’acide lactique aux entraînements car les joueurs vont avoir des courbatures ou des crampes..



Avant de voir ces points là, revenons sur les filières énergétiques et la production d’énergie.



Pour produire un mouvement, il faut qu’il y ait une contraction musculaire.

Une seule forme d’énergie est utilisable par les molécules contractiles des muscles (qui permettent la contraction musculaire),  l’ATP (Adénosine Tri Phosphate).



Or problème, nous ne stockons pas l’ATP ou très peu car son poids moléculaire est trop élevé par rapport à l’énergie qu’il renferme ( ce n’est pas rentable pour nous de le stocker ).

 

Il est plus rentable pour nous d’utiliser d’autres sources d’énergie pour former de l’ATP plutôt que de le stocker!

Ainsi, nous préférons stocker l’énergie sous des formes plus rentables : la phosphocréatine, le glycogène, les acides gras...

 

L'organisme va donc utiliser ses formes plus rentables ( aussi appelées substrats énergétiques) pour produire de l’ATP .

 

Un substrat énergétique est une substance utilisée par l’organisme pour produire de l’énergie.

 

Ces substrats diffèrent notamment par la quantité d’énergie qu’ils produisent, les réserves stockées par l’organisme, la vitesse à laquelle ils sont transformés.

 

Cette production d'énergie par l'organisme pendant l'effort nécessite donc la mise en place de différents processus.

 

Trois filières énergétiques différentes sont alors utilisées simultanément mais dans des proportions différentes selon les besoins : la filière anaérobie alactique, la filière anaérobie lactique et la filière aérobie.

 

Le choix d’une filière par l’organisme est dicté par le type d’effort . Selon l’intensité de l’activité physique, l’organisme n’utilisera pas les mêmes substrats énergétiques et ne produira pas l’ATP de la même manière.



Ces 3 filières ne sont pas indépendantes mais sont utilisées dans des proportions différentes selon le type d’effort. Elles sont toutes les 3 utilisées dès le début de l’effort mais dans des proportions très différentes.

Pour chaque type d’effort, une filière sera privilégiée et dominante.

 

 

Voici un schéma d'Howald qui explique le fonctionnement des 3 filières:

 En rouge la filière Anaérobie alactique

 En vert la filière Anaérobie lactique

 En bleu la filière Aérobie

 

 

Voyons un peu plus en détails ces 3 filières

 

Les filières Anaérobies




Anaérobie Alactique



Lors d’un effort intense type sprint ou au début de chaque exercice , le joueur va puiser son énergie dans le stock d'ATP déjà présent dans le muscle et va aussi utiliser la créatine phosphate ( vous pouvez retrouver les termes CTP ou PCr dans les livres) présente dans les réserves cellulaires du muscle pour produire de l’ATP.


On appelle ce processus " anaérobie alactique ".

Anaérobie car sans oxygène et alactique car sans production d’acide lactique.


Problème?  les stocks d’ATP disponibles dans les muscles et les stocks de CTP sont très faibles.


Si l’on souhaite poursuivre l’effort, il faudra ralentir un peu (le ralentissement est de toute manière "imposé" par l'organisme)  et avoir recours à une source de production d’ATP plus durable.


Si l’on souhaite rester dans cette filière pour la développer ( exemple travail de vitesse), il faudra prendre de la récupération.

Les réserves en CTP seront reconstituées à 80% en 1 minute environ de récupération   ( ce temps est subjectif ) .
Ce qui justifie, lors de séances de vitesse par exemple de prendre des récupérations suffisantes ( au moins une minute ) pour que chaque effort soit de qualité (ce qui est recherché dans le travail de vitesse ) et pour rester dans cette filière anaérobie alactique. Si la récupération est trop courte, on ne sera plus dans cette filière et on ne la développera donc pas..


La capacité de cette filière anaérobie alactique est donc très faible, par contre sa puissance est élevée car la libération d’énergie est rapide : c’est la filière des efforts courts et intenses (sauts, sprints courts, etc.).


Puissance ≈ 3 à 7 secondes
Capacité ≈ 7 à 20 secondes

 

Interêts de développer la capacité de cette filière : maintenir sa puissance maximale le plus longtemps possible.


Intérêts de développer la puissance de cette filière  : atteindre rapidement sa vitesse et sa puissance Maximale (accélération, pente de montée de force)

 








Anaérobie lactique




Après quelques secondes, le stock de créatine phosphate et d’ATP disponible s'épuise, Le joueur va donc devoir utiliser d'autres éléments pour renouveler l'énergie qui lui fait défaut et continuer sa course, il va alors utiliser du glucose et notamment du glycogène.

Ce dernier correspond au glucose stocké dans les muscles et le foie. Il est rapidement utilisable.


Ici, le glycogène en stock va, par une série de réactions chimiques, se transformer en ATP et en lactate.


Cette filière correspond à la dégradation du glucose sans utiliser d’oxygène : c’est la glycolyse anaérobie.


L’avantage principal de cette filière est sa rapidité pour libérer l’énergie.


La puissance disponible est toutefois moins élevée que la filière anaérobie alactique à cause de la chaîne de réactions nécessaire à la libération de l’énergie.


En revanche, sa capacité est plus grande en raison d’un stock en glycogène (le substrat) plus important.


Problème : La glycolyse anaérobie entraîne une acidification du milieu par accumulation de protons H+. L’acidité est l’inconvénient principal de cette filière. En effet, l’acidité entraîne :

Le blocage de la contraction musculaire
Une baisse de la glycolyse anaérobie
Une douleur difficile à soutenir



Pour poursuivre l’effort on doit donc ralentir encore un peu et utiliser une troisième filière.


Ou alors, si l’on veut rester dans cette filière pour la développer, il faudra prendre un temps de récupération, comme cela se fait dans les exercices intermittents, afin que l’acidité diminue (une récupération active diminue plus rapidement l’acidité).


Pour schématiser, c’est la filière principale pour tous les exercices ou courses intenses compris entre 20 secondes et 2-3 minutes d’effort..



Puissance ≈ 20 secondes à 45 secondes  environ
Capacité ≈ 45 secondes à 2-3 minutes



Interêts de développer la capacité de cette filière : augmenter la durée de ce processus.


Interêts de développer la puissance de cette filière :

Amélioration des réserves musculaires en glycogène.
Amélioration des systèmes tampons intramusculaires qui neutralisent le lactate et permettent de conserver la qualité des contractions musculaires.
Amélioration de l’élimination des lactates.

 

 



La filière aérobie


La filière Aérobie



Cette filière aérobie permet la synthèse d’ATP grâce à la dégradation du glucose ou des acides gras.

La filière aérobie utilise aussi bien les glucides que les lipides pour fournir de l’ATP aux muscles.


La proportion glucide/lipide varie en fonction de l’intensité et la durée de l’exercice et aussi en fonction du niveau d’entraînement.

Les stocks de ses substrats énergétiques sont très grands et les processus pour former de l’ATP n’engendre pas d’acidité ici.

On peut donc continuer son effort très longtemps.



Par contre, la libération de l’énergie est plus lente, la puissance est donc faible.

Le temps qu'elle se "mette en route" est également long (2-3 minutes).


C’est la filière principale des efforts longs ..

 

Puissance ≈ 4 minutes à 10 minutes
Capacité ≈  jusqu’à plusieurs heures



Intérêts de vouloir travailler la capacité du système aérobie:

- retrouver une aisance respiratoire

- "préparer le terrain physiologique"
- développer la taille du réservoir
- durer dans le match et dans la saison (plus les bases seront solides, plus on va durer dans le temps)




Attention, les chiffres données sont des moyennes, ils sont en réalité subjectifs (et peuvent donc varier d’un individu à un autre).


 

 


CAPACITÉ et PUISSANCE c’est quoi?

Imaginez un réservoir d’essence:



La capacité est le nombre de litres qu’il peut contenir.

Plus il y a de litres , plus on peut faire de kilomètres …

C’est la quantité totale d’énergie disponible.

 


La puissance est la largeur du tuyau où passe l’essence pour aller au moteur.

Plus le tuyau est large, plus il y a d’essence qui arrive au moteur rapidement…

C’est la quantité maximale d’énergie utilisable par unité de temps.



Les 3 filières ont leur propre capacité et puissance .

 

 

Voici un schéma qui résume bien la capacité et la puissance de chaque filières énergétiques : 



 

 

L’acide lactique

 

Nous avons vu quand nous sprintons plus de 7 secondes environ, la filière énergétique Anaérobie lactique “prenait le relai” de la filière anaérobie alactique pour donner de l’ATP aux muscles.

 

Si l’on court par exemple 30 secondes le plus vite possible, on va utiliser principalement la filière anaérobie lactique.

 

Problème : les réactions chimiques de cette filière vont entraîner la formation de lactates et d’ions H+.

Ce sont ces ions H+ qui sont responsables de l’acidité.

 

La production de lactates par contre ,permet de produire de l’ATP (car recyclé et réutilisé pour produire de l’ATP)  et donc de continuer l’effort !  .

 

Le lactate n’est pas la cause de l’arrêt de la course, au contraire, plus on produit de lactate, plus on est performant !

 

Le lactate est d’ailleurs mesuré comme “témoin” de la performance.

 

Pour être un peu plus précis, La glycolyse va dégrader le glucose en deux molécules d’acide pyruvique. La plus grande partie d’acide pyruvique sera transformée en acide lactique. Dès sa formation dans la cellule musculaire, une molécule d’acide lactique sera entièrement dissociée en une molécule de lactate et en un proton H+. C’est ce proton qui est responsable de l’acidité dans le muscle (et non l’acide lactique).



Donc, plus nous sommes capables de produire de lactate plus nous sommes capables de synthétiser de l’ATP → plus nous fournissons d'énergie à nos muscles et plus le travail musculaire sera intense → plus nous sommes performants…

 

Par contre, quand nous sommes dans cette filière anaérobie lactique, c’est à dire que nous “sprintons” par exemple pendant plus de 7 secondes, nous produisons du lactates mais aussi des protons H+.

Ce sont ces protons H+ qui sont responsables d’une augmentation de l’acidité dans le sang et les muscles (aussi appelée acidose) … plus il y a d’acidité , plus l’effort devient pénible et plus cette acidité inhibe les systèmes de production de l’ATP et de la contraction musculaire…   

 

On ne peut donc pas continuer à ce rythme éternellement, il faut ralentir ..

 

Mais, avec l’entraînement, il est possible d’être de plus en plus “résistant” à l’acidité (on augmente notre tolérance) et donc de développer la puissance et la capacité de la filière anaérobie lactique.

 

En réalité, « Le lactate n’est en fait que le témoin innocent de la présence des protons » (Callier et coll., 1996).

 

Le lactate n’est pas un “déchet“, un “ennemi“ ou une “toxine“. C’est un élément très énergétique car plus un athlète en produit, plus il est performant, et non pas l’inverse.



Est-ce le lactate qui donne des crampes ou des courbatures?

 

On entend également souvent que les crampes ou les courbatures sont dues à “l’acide lactique”.

 

Là encore c’est une erreur. Georges Cazorla (chercheur en physiologie du sport) l’explique très bien :

 

Des crampes peuvent survenir en même temps qu’une forte accumulation de lactate, mais si une relation de cause à effet existait, il faudrait que chaque fois qu’il y a accumulation lactique, il y ait crampe.

Ceci n’est heureusement pas le cas dans les activités physiques à forte production de lactate, comme les courses de 400, 800 et 1500 m, le 100 et le 200m nage ou le kilomètre et le 5 kilomètres en cyclisme. Pourtant, on y relève souvent des lactatémies de 20 à 25 mmol.l -1, sans que les sportifs se plaignent de crampes.

Inversement, dans de nombreux sports à faible accumulation de lactate comme le football ou les courses de longues distances (semi-marathon, marathon), il n’est pas rare que les athlètes développent des crampes. En outre, on peut développer des crampes pendant le sommeil à un moment où la lactatémie est la plus basse !

 En conséquence, la crampe n’a aucune relation, ni de près, ni de loin, avec l’accumulation de lactate. Phénomène mal connu, la crampe résulte probablement d’une hyperexcitabilité neuromusculaire due elle-même à des déséquilibres hydro minéraux, soit par déshydratation, soit par carences minérales.

 

Comme pour les crampes, les courbatures ou douleurs musculaires retardées peuvent parfois se développer lorsque l’accumulation de lactate a été importante sans qu’il y ait pour autant de relation de cause à effet.

 

Exemple, si on demande à un nageur très entraîné de réaliser le plus rapidement possible un 400 m en course à pied, il accumulera beaucoup de lactate et développera très certainement le lendemain et les jours suivants de fortes douleurs musculaires au niveau de ses membres inférieurs. Un premier réflexe serait d’incriminer l’accumulation lactique comme le font la plupart des entraîneurs et beaucoup d’autres personnes…

Deuxième cas : si on demande à ce même nageur de nager un 100 m sprint, l’accumulation lactique sera toujours importante sans enregistrer de douleurs musculaires retardées. Il en est de même, si on demande à un coureur spécifiquement entraîné au 400 m de courir cette distance ou une distance voisine.

D’une façon générale, les douleurs musculaires retardées se développent inévitablement, même chez le sportif très entraîné, lorsqu’il réalise un exercice inhabituel sollicitant de façon intense un groupe musculaire non entraîné à ce type d’exercice.



Courbatures et travail musculaire excentrique:

On peut citer l’expérience de Schwane et coll. (1980) qui ont fait courir les mêmes sujets à la même vitesse sur un tapis roulant à pente nulle et à pente négative (travail musculaire excentrique).

Dans cette deuxième expérimentation, la lactatémie était significativement plus faible, alors que des courbatures, évaluées à partir d’un questionnaire, étaient nettement ressenties les jours suivants, ce qui n’était pas le cas après la course à pente nulle.

D’une façon générale, le travail excentrique entraîne une moindre accumulation lactique, mais provoque habituellement des douleurs musculaires retardées. C’est par exemple le cas des grandes descentes pédestres en montagne.

En conséquence, cet ensemble d’exemples montre que les courbatures n’ont aucune relation de cause à effet, ni de loin, ni de près avec l’accumulation du lactate dans le muscle.

Quatre facteurs pourraient en être la cause :


-micro déchirures du tissu musculaire et péri-musculaire.
-modification de la pression osmotique liée à une accumulation de métabolites intracellulaires, entraînant une rétention d’eau dans les tissus avoisinants ;
-spasmes musculaires ;

-et sur étirement et micro déchirures de portions du tissu conjonctif intramusculaire et tendineux.



Est-ce important en football de travailler le “lactique”?

 

Il y a peu de situations où l’on accumule de “l’acide lactique” en football.

Cela va dépendre toutefois du poste, du niveau et du type de jeu que prône l’entraîneur (pressing intense, attaque rapide, …).

 

Il est donc possible de le travailler : un peu pour le physique,  beaucoup pour le mental !