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L'entraînement au seuil est une pratique courante en course à pied et en trail, mais son efficacité réelle est souvent mal comprise. Cet article vise à clarifier les concepts clés, à examiner les preuves scientifiques et à fournir des conseils pratiques pour les athlètes et les entraîneurs.

Introduction

L'entraînement au seuil est une institution dans le monde de l'endurance. De nombreux entraîneurs et athlètes consacrent des volumes d'entraînement considérables à ce type de travail, considérant qu'il s'agit d'une pierre angulaire de la préparation. La plupart des compétitions de course à pied et de trail se déroulent autour de ce fameux seuil, c'est-à-dire en zone 2 (dans une répartition en 3 zones). Il est donc essentiel de comprendre l'intérêt de ce type de travail et ses bénéfices potentiels.

Que sont les seuils lactiques et les zones d'entraînement ?

Le concept de seuils lactiques 1 et 2 renvoie à des points observables sur une courbe de concentration en lactate sanguin, c'est-à-dire de lactatémie, observée durant un test d'exercice à intensité incrémental en laboratoire (Cascado et al., 2023).

Seuil lactique 1 (ou seuil aérobie): moment dans l'effort où l'on observe visuellement une première augmentation notable de la lactatémie.
Seuil lactique 2 (ou seuil anaérobie): moment dans l'effort où l'on observe visuellement une augmentation notable, voire exponentielle, de la lactatémie. La quantité d'utilisation du lactate sanguin par le métabolisme a largement dépassé son taux de production.

Ces seuils permettent de définir trois zones d'entraînement:

Zone 1 (Z1): intensités d'exercices en dessous du seuil lactique 1.
Zone 2 (Z2): intensités entre le seuil lactique 1 et 2. Dans cette zone, certains auteurs parlent de Maximal Lactate Steady State (MLSS), c'est-à-dire l'intensité maximale où la lactatémie est à peu près stable. Conventionnellement, la zone 2 est considérée comme étant comprise pour des valeurs de lactatémie entre 2 mmol/L de sang et 4-4.5 mmol/L de sang.
Zone 3 (Z3): intensités au-dessus du seuil lactique 2.

Il est important de noter que ces seuils sont des phénomènes physiologiques qui évoluent et changent progressivement, et non brusquement. Les mécanismes juste en dessous du seuil lactique 2 seront quasiment les mêmes que ceux juste au-dessus de ce même "seuil". Ces seuils sont donc très imprécis, très controversés, et les zones associées le sont également.

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De manière générale, les entraînements dits "au seuil" vont donc renvoyer à toutes les modalités d'exercice comprises dans la zone 2. Lorsque l'on parle de ce type d'entraînement, on a plutôt en tête des intensités d'efforts comprises entre le milieu de cette zone 2, et le haut de celle-ci (juste en dessous du seuil anaérobie). D'après Billat et al., (2003) la bonne vitesse au seuil lactique est "une vitesse de course qu'un coureur peut soutenir pendant environ une heure, voire légèrement moins". Pour un coureur de semi-marathon élite, il s'agit donc de son allure sur 20km.

L'efficacité de l'entraînement au seuil : que dit la science ?

Selon Casado et al. (2023), le seuil lactique, la vitesse à laquelle la lactatémie est maximale et stable (autour de 4-4.5 mmol/L de sang), et la vitesse au seuil lactique, sont des déterminants de la performance en trail et en course à pied. Pour progresser, il faut appliquer sur l'individu une certaine charge d'entraînement. La charge est le croisement entre un certain volume, et certaines intensités. Durant les séances de travail intense par intervalles, les athlètes devraient atteindre des lactatémies comprises entre 2 et 4.5 mmol/L (c'est-à-dire les concentrations de lactate correspondant à ce qui est appelé le "seuil").

En ne dépassant pas ces concentrations (c.-à-d. pas de zone 3), ces auteurs souhaitent pousser les athlètes à rester dans la zone 2. Cette intensité permettrait, hypothétiquement, une récupération plus rapide grâce à une fatigue centrale et périphérique moindre entre les séances d'intensité élevée, par rapport à la fatigue suite à des exercices d'intensité plus élevée (p. ex., travail du VO2 max). Par conséquent, le volume hebdomadaire de travail à haute intensité (c.-à-d. au-delà de la Z1) serait plus important qu'avec des entraînements en Z3.

Casado et al. (2023) avancent que le travail en Z2 aurait certains bénéfices :

Améliorerait l'élimination (ou l'utilisation) du lactate (mais ne réduit pas sa production).
Optimiserait le nombre d'unités motrices recrutées, sans induire la supposée forte fatigue du travail en Z3.
Permettrait de travailler à l'allure spécifique de nombreuses compétitions (p. ex. 20km).

Cependant, ces hypothèses ne sont pas toujours vérifiées dans la littérature scientifique. Les mécanismes sous-jacents qui expliqueraient la relation entre l'entraînement près ou au seuil lactique 2, et le développement de la performance et de ses déterminants physiologiques, ne sont pas clairs et n'ont pas été prouvés scientifiquement (contrairement à l'entraînement en Z3).

Exemples d'entraînements "au seuil"

Casado et al. (2023) soulignent que les frères Ingebrigtsen, dont Jakob est champion olympique sur 1500m, réaliseraient des séances avec entre 3 et 4 fractions de 2 à 3km, séparées de 1 minute de récupération. Les allures seraient entre celles d'un 5 km, et celles d'un 10 km courus à leur maximum. Ils réaliseraient 4 séances de ce genre par semaine, régulièrement 2 la même journée, le tout toujours en Z2. Il est important de garder en tête qu'il s'agit là de la pratique d'un élite, et non des résultats d'une étude. On ne peut ni conclure sur l'efficacité de ce type de séance, ni généraliser ces modalités.

D'autres athlètes de niveau olympique, et réalisant toutes leurs épreuves dans cette zone 2, au seuil, n'adoptent pas cette méthode. Seiler et Tonnessen (2009) rapportent par exemple que les rameurs olympiques allemands, danois, néerlandais et norvégiens concourent sur des épreuves de 6 à 7 minutes, mais s'entraînent à des lactatémie soit en dessous de 2 mmol/L de sang (Z1), soit à des intensités entre 6 et 12 mmol/L de sang (Z3).

Entraînement polarisé vs. entraînement au seuil

Le travail dit "au seuil", en Z2, est une forme de travail à haute intensité. Une autre approche du travail à haute intensité est celle quasi maximale ou maximale, c'est-à-dire en Z3. Une question importante à se poser donc est l'efficacité relative d'une approche de l'entraînement dite "au seuil" comparativement à une approche dite "polarisée". La grande différence entre ces deux dernières n'est pas tant le temps passé à intensité basse (en Z1) mais celle en Z2 ou Z3. L'approche au seuil propose environ 40% du temps de travail en Z2, le reste en Z1. L'approche "polarisé" propose environ 20% du temps de travail en Z3, le reste en Z1.

En 2021, Rosenbalt et al. ont réalisé une méta-analyse pour évaluer quelle approche du travail de l'intensité ("au seuil" vs. "polarisée") était la plus efficace pour développer des paramètres clés de la performance en course à pied. Les résultats ont montré que, pour une même charge d'entraînement, l'approche polarisée (c.-à-d. avec du travail à haute intensité en Z3 et pas en Z2) a généré significativement plus de progrès que celle "au seuil" (c.-à-d. avec du travail à haute intensité en Z2 et pas en Z3). Les auteurs notent que ce marqueur de performance est un des plus significativement corrélés aux résultats en course à pied et à vélo. De plus, l'ampleur de cette différence statistique étant "moyenne à large", elle soulève une différence pratique, sur le terrain, notable et loin d'être négligeable. Enfin, les auteurs rapportent qu'en dehors de ce marqueur de performance spécifique, la majorité des autres marqueurs relevés, mais qui n'ont pas pu être analysés statistiquement, montrent des progrès plus marqués avec du travail à intensités maximales.

Entraîner le seuil sans s'entraîner au seuil

Une question qui découle naturellement de la littérature concerne l'entraînabilité des mécanismes impliquant le lactate à l'effort. Rosenbalt et al. (2019) avancent que les mécanismes impliqués lorsqu'on fournit un effort physique "au seuil" ne s'améliorent pas en travaillant "au seuil". Ils concluent qu'une charge d'entraînement en Z3 n'engendrent pas particulièrement plus de fatigue qu'une même charge en Z2, mais engendrerait les mêmes adaptations que la charge en Z2, en plus d'autres adaptations physiologiques cruciales à la performance en endurance, que le travail en Z2 échoue à développer.

Poole et al. (2021) font une conclusion similaire, avançant que l'entraînement aérobie améliore de manière générale les processus physiologiques impliquant le lactate (p. ex. son utilisation et sa tolérance). Cependant, pour générer des adaptations positives concernant les processus physiologiques impliquant ce dernier, les intensités d'entraînements doivent amplement dépasser celles auxquels ces processus se manifestent.

Hall et al. (2016) concluent aussi en ce sens, soulignant que "tout entraînement, même très léger, améliore les processus entourant la lactatémie", mais que "seuls les exercices très intenses permettent de réellement améliorer ce dernier".

L'acide lactique : ami ou ennemi ?

Il est important de clarifier les termes d'acide lactique, de lactate ou encore de toxines et de déchets. L'acide lactique dans les muscles est tout l'inverse d'un déchet. C'est même un des éléments principaux de la création d'énergie.

Nos muscles créent l'énergie qui leur permet d'avancer de trois façons. Cette glycolyse dégrade le glycogène (format dans lequel le "sucre" est stocké par les muscles) pour le transformer en énergie utilisable par le corps. Ce processus peut être réalisé en présence d'oxygène (aérobie) et sans présence d'oxygène (anaérobie). C'est dans ce deuxième cas qu'il y a production d'acide lactique. L'acide lactique en tant que tel n'existe que très brièvement puisqu'il est tout de suite séparé en deux pour former le lactate. C'est ce lactate qui au fur et à mesure de l'effort peut s'accumuler.

À allure faible à modérée, le principe est que le peu de lactates produit par les muscles a la capacité d'être intégralement recyclé / réutilisé, entre autres pour créer de l'énergie. Une partie du lactate est réutilisée directement par le muscle pour produire de l'énergie. Une autre partie est envoyée dans le sang vers des organes qui vont l'utiliser. Le foie, le cœur, le cerveau ou d'autres muscles vont eux aussi utiliser le lactate comme source d'énergie !

Au final, plus on court vite et moins l'aérobie suffit à couvrir nos besoins en énergie. Plus on court vite et plus on a recours à l'anaérobie et donc à une production accrue de lactates. L'acide lactique n'est alors plus recyclé intégralement et s'accumule dans le sang. Jusqu'à un certain point il y a un équilibre. Mais lorsqu'on arrive à certaines vitesses et en particulier autour du fameux seuil anaérobie, rien ne va plus. La courbe des lactates est exponentielle ! Le seuil anaérobie est le moment où la production de lactates commence à grimper en flèche.

Quand on s'entraîne à un rythme de compétition donné, on s'entraîne aussi à tolérer l'effort avec le taux de lactates qui va avec. Et le corps devient plus efficace au recyclage des lactates produits. On a donc une meilleure tolérance au taux de lactate à cette allure et donc une endurance spécifique bien plus grande.

Il existe plusieurs axes pour mieux tolérer l'acide lactique et donc courir plus vite / plus longtemps. Le plus simple et le plus efficace reste encore les séances de seuil anaérobie. En courant à une allure légèrement inférieure à ce seuil, on entraîne son corps à recycler les lactates. On peut aussi s'entraîner à mieux tolérer l'acidité et à continuer de fonctionner malgré elle, avec des séances intenses, à 100% VMA et aussi au-dessus de la VMA comme des séances de demi-fond (de l'allure 1500m par exemple).

Le seuil 1 : une métrique déterminante dans les sports d'endurance

Le seuil 1 est aussi appelé "seuil aérobie (SA)", "seuil lactate 1 (SL1)", "seuil de variabilité cardiaque 1 (SVFC1)" et "seuil ventilatoire 1 (SV1)". En dessous du premier seuil, la production d'ATP est principalement faite par la phosphorylation oxydative, en conséquence les métabolites (Pi, ADP, H+) ne s'accumulent pas. Les concentrations de lactate sanguin seront stables sous le seuil 1 et proche du niveau de base, alors qu'au-dessus, la concentration de lactate sanguin peut se stabiliser, mais à des concentrations supérieures au niveau de base.

Pour certaines disciplines (eg. Ironman), le seuil 1 sera le rythme de course. Pour les athlètes d'épreuves plus courtes, un seuil 1 très élevé sera toujours intéressant. Les athlètes pour qui le seuil 1 apparaît tardivement sont ceux qui utilisent généralement mieux les lipides et qui ont une plus grande répartition de fibre oxydative de type I (Achten, J, and A E Jeukendrup., 2004). On ne fait pas la différence sur une course directement grâce à son seuil 1. Le lien est indirect. On fatigue moins avec un excellent seuil 1.

Sur le long terme, l'augmentation du volume d'entrainement est la variable la plus corrélé à l'augmentation de la performance (Schmitt, Laurent et al., 2020 ; Casado, Arturo et al., 2021). En effet, chez les athlètes bien entraînés, le seuil 1 semble délimiter l'intensité en dessous de laquelle la perturbation du système nerveux autonome (SNA) post-exercice, mesurée par la variabilité de la fréquence cardiaque (VFC), est minimale (Seiler, Stephen et al., 2007). Un bloc de travail sous le premier seuil permet même d'augmenter la VFC mesuré au réveil, ce travail est donc essentiel à la restauration de l'équilibre du SNA (augmentation de l'activation de la branche parasympathique).

Un entraînement au-dessus du seuil 1 impactera l'équilibre du SNA, la fatigue et le temps de récupération nécessaires après l'entraînement sont augmentés. Ainsi, lorsque l'entraînement en dessous du seuil 1, c'est à dire de l'endurance fondamentale, est programmé avec précision dans le plan d'entraînement, des volumes d'entraînement globaux plus importants peuvent être atteints. Dorénavant, la plupart des approches de l'entraînement recommandent de passer une majorité du temps à basse intensité, sous le seuil 1 (Muñoz et al., 2014; Stöggl and Sperlich, 2014, 2019; Bourgois et al., 2019; Casado et al., 2019).

Enfin, l'entrainement spécifique au seuil 1 est une méthode d'entrainement très efficace. En effet, on peut accumuler beaucoup de charge pour une fatigue minimale. C'est très intéressant pour les athlètes avec un volume d'entraînement limité, mais aussi en saison pour ceux qui font beaucoup de compétition. Pour eux, faire des séances de seuil 1 entre les courses permettre d'entretenir les seuils sans engendrer trop de fatigue.

Idéalement, la meilleure approche pour identifier votre premier seuil est de faire du testing physiologique. L'identification se fera grâce aux mesures d'échanges gazeux ou de la lactatémie. Vous aurez ensuite une puissance et une fréquence cardiaque correspondante au seuil 1. D'un point de vue de la lactatémie, le seuil 1 marque la puissance maximale qui peut être maintenu avec une lactatémie proche du niveau de base. Beaucoup de lactates sont déjà produit à cette intensité, cependant, la quantité de lactate consommé est égale à la production, raison de la stabilité de la lactatémie. Le seuil 1 est d'ailleurs l'intensité parfaite pour travailler le "lactate shuttling".

Au-dessus du seuil 1, l'augmentation de l'intensité est permise par l'augmentation de la sollicitation de la filière glycolytique. Le produit final de la filière glycolytique étant le lactate, sa production augmente. Au-dessus du seuil 1, la filière glycolytique contribue de plus en plus à la fourniture de l'énergie, et le système tampon (producteur de CO2) est de plus en plus sollicité. Ainsi, la production de CO2 augmente plus vite que la consommation d'O2.

Phil Maffetone a proposé l'estimation « MAF » de la fréquence cardiaque au premier seuil (Maffetone and Laursen., 2020). Sa méthode consiste à soustraire l'age de 180, avec quelques ajustements selon le statut d'entraînement. La formule de Karvonen suggère de prendre 60 à 70 % de ce nombre, puis de rajouter la fréquence cardiaque au repos.

Améliorer son seuil 1

Pour améliorer son seuil 1, il est recommandé de :

Augmenter le volume d'entraînement en endurance (Zone 2 sur un modèle à 7 zones).
Augmenter la régularité d'entraînement.
S'entraîner sous le seuil 2 et/ou à faible cadence avec un couple (force) élevé.

Lactate : de quoi parle-t-on vraiment ?

En physiologie humaine, on parle de lactate (ion) produit lors de la glycolyse. L’ambiance « acide » des efforts intenses vient surtout des ions H⁺ libérés dans d’autres réactions. Le lactate est formé dans les fibres actives et recyclé comme carburant par d’autres fibres (oxydatives), le cœur, le foie (cycle de Cori). Ce lactate shuttle est permanent : même à faible intensité, un flux existe.

Le lactate monte quand l’intensité dépasse la capacité oxydative instantanée (et/ou quand l’activation sympathique est forte), la production > clairance → lactate sanguin ↑. Le lactate n’est pas un déchet à évacuer ; c’est un carburant et un signal d’activation métabolique.

Seuils, MLSS, « zones » : sortir de la confusion

Lactate threshold 1 (LT1) / Seuil aérobie (≈ premier virage): premier point d’élévation nette du lactate par rapport au repos (méthodes usuelles : +0,5 à +1,0 mmol·L⁻¹ ou changement de pente).
Lactate threshold 2 (LT2) / Seuil anaérobie (≈ deuxième virage): intensité où la montée du lactate devient exponentielle (changement de pente marqué) ; proche mais non équivalente à 4 mmol·L⁻¹ (OBLA).
MLSS (Maximal Lactate Steady State / État stable maximal du lactate): plus haute intensité soutenable avec lactate stable (∆ < 1 mmol·L⁻¹ entre 10 et 30 min). C’est le meilleur repère « terrain » pour les efforts de 30-60 min.
FTP / Puissance critique / Vitesse critique: corrélés au domaine « sévère » et au voisinage du MLSS, mais pas synonymes. L’écart dépend du protocole, de la discipline et de l’athlète.

Il est important de noter les limites de la transposabilité LT ↔ SV. Bien que les seuils lactates (LT1, LT2) et les seuils ventilatoires (SV1, SV2) soient souvent utilisés de manière interchangeable, il est important de rappeler qu'ils reposent sur deux systèmes de mesure différents et reflètent des adaptations physiologiques liées mais pas identiques. La variabilité individuelle et l'influence du protocole peuvent également modifier la détection des seuils.

Mesurer le lactate : labo, terrain, ou… sans lecteur

Il existe plusieurs façons de mesurer le lactate :

Lecteur portable (terrain): nécessite du matériel spécifique (lecteur, bandelettes, lancettes, lingettes alcoolisées) et une standardisation rigoureuse.
Sans lecteur: des proxys fiables peuvent être utilisés, tels que la ventilation/conversation, la fréquence cardiaque, la puissance/allure, ou le DFA‑α1.

Protocoles de test terrain (running, trail, cyclisme)

Le test incrémental par paliers est un protocole courant. Il consiste en des paliers de 3-5 min, avec un incrément d'allure/puissance constant. Il est important d'adapter le protocole à la discipline (trail ou cyclisme).

Utiliser le lactate pour s’entraîner mieux

Le lactate peut être utilisé pour définir des zones d'entraînement et optimiser la performance. Chaque zone a un but principal et des indices physiologiques spécifiques.

< LT1 (domaine modéré): Construire l’endurance de base, récupérer.
Autour de LT1→LT2 (tempo/umbral): Étoffer la « zone utile ».
≈ MLSS / juste en‑dessous: Repousser la soutenabilité.
> LT2 (domaine sévère): Capacité glycolytique, VO₂ peak.

Facteurs influençant la production de lactate

Plusieurs facteurs peuvent influencer la production de lactate, tels que la disponibilité glucidique, la caféine, la chaleur, l'altitude et la variabilité jour‑à‑jour. Il est important de prendre en compte ces facteurs lors de l'interprétation des données de lactate.

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Comprendre la relation entre courbe de lactate et vitesse pour optimiser la performance sportive