Introduction
La Puissance Maximale Aérobie (PMA) est un concept fondamental dans le domaine du sport, particulièrement dans les disciplines d'endurance comme le cyclisme. Comprendre ce qu'est la PMA, comment elle est mesurée et comment elle peut être améliorée est essentiel pour optimiser les performances sportives. Cet article vise à explorer la définition de la PMA, son importance dans le sport, et les méthodes pour l'évaluer et l'améliorer, en mettant l'accent sur le cyclisme.
Définition de la Puissance Maximale Aérobie (PMA)
La Puissance Maximale Aérobie (PMA) représente la puissance atteinte lors de la consommation maximale d'oxygène (VO2max) par un individu. Pour ceux et celles que l'expression "Puissance Maximale Aérobie" laissent songeurs, Amandine Le Cornec, spécialiste entraînement, remet les choses au clair. La Puissance maximale aérobie (PMA) correspond à la puissance atteinte à la consommation maximale d’oxygène (VO2max), qui est la quantité maximale d’oxygène qu’un organisme peut utiliser par unité de temps (généralement par minute) au cours d’un exercice musculaire intense et d’une durée égale ou supérieure à trois minutes. La PMA est étroitement liée à la VO2max. Elle constitue la puissance à laquelle la consommation d'oxygène de l'individu est à son maximale pendant un effort physique.
La PMA fait généralement référence à la Vitesse Maximale Aérobie (VMA). Bien que souvent utilisées de manière interchangeable, il est important de noter que la PMA est exprimée en Watts, tandis que la VMA est exprimée en Km/h. En cyclisme, on parle de puissance en watts (et non de vitesse en kilomètres / heure) puisque l'effort se réalise sur un engin. En d'autres termes, le coureur développe de l'énergie pour obtenir de la vitesse.
Généralement, il est possible de tenir cette vitesse entre 3 minutes et 8 minutes. Mais cette durée dépend principalement du niveau de l'athlète. Plus le cycliste est entraîné et plus il sera capable de tenir longtemps cette puissance. Comme indiqué dans son nom, la PMA correspond au plus grand niveau d'intensité de la filière aérobie. Avec ce type d'effort, la filière anaérobie lactique entre également en jeu de façon minoritaire. Il y a donc production de toxines comme l'acide lactique.
Lien entre PMA et VO2max
La VO2 max représente la consommation maximale d'oxygène d'un individu lors d'un effort physique. Autrement dit, il s'agit de la quantité d'oxygène maximale que l'organisme est capable d'extraire de l'air pour l'apporter aux muscles. La relation entre la PMA et la VO2max peut être exprimée par la formule suivante :
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PMA = [(VO2 max x Poids / 1000) - 0.435] / 0.01141
La puissance aérobie correspond à la quantité totale d’énergie utilisable par unité de temps fournie par le métabolisme aérobie. On parle de PMA (Puissance Maximale Aérobie, en Watts) pour une puissance de travail constatée au moment où le joueur atteint sa VO2max.
PMA et Zones d'Intensité
Le travail de la Puissance Maximale Aérobie (PMA) est primordial en cyclisme. Cette puissance est définie par une zone d’intensité que nous appelons Zone 5. On peut définir cette zone d’intensité soit par la puissance, soit par la fréquence cardiaque. En ce qui concerne la puissance, il vous suffit de réaliser un effort maximal de 5’ à 100% de vos capacités. La puissance obtenue sera votre PMA, et vous permettra de calculer vos zones d’intensités. La Zone 5, qui vous permet de développer PMA et VO2max, correspond à la fourchette de watts comprise entre 85% et 100% de votre valeur sur 5’. Découvrez notre article complet pour vous aider à calculer vos zones d’intensité en cyclisme.
Importance de la PMA dans le Sport
La phase d’entraînement à PMA est indispensable dans les disciplines d’endurance telles que le cyclisme. Elle permet une amélioration des performances physiques et des capacités de récupération. Par ailleurs, ce travail à PMA peut également vous faire progresser sur la tolérance à la fatigue. De manière générale, lorsque vous effectuez une période de travail en Zone 5 / PMA, vous augmentez votre niveau de performance global. C’est pourquoi le travail à puissance maximale aérobie est essentiel pour progresser en cyclisme.
Une amélioration du système cardiovasculaire grâce à : l’épaississement et l’augmentation du volume du cœur, l’augmentation du volume sanguin, l’augmentation du nombre de globules rouges, l’amélioration de l’échange métabolique et une irrigation optimale au niveau musculaire. On voit aussi apparaître une augmentation de l’extraction d’oxygène qui engendre donc une baisse de la fréquence cardiaque pour un même type d’effort.
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Federer qui me semble l’exemple de l’optimisation de la longévité d’une carrière ne s’accorde pas des coupures complètes annuelles, en revanche contrairement à certains de ses petits camarades amateur du “bourrinage” sur les cours, il sait judicieusement s’accorder très régulièrement des périodes de ruptures. Eh oui il ne faudrait pas oublier non plus ce que l’on nomme “le potentiel “endurant aerobie” qui permet de tenir un haut % de celle-ci sur du long. Mais voila le corps n’est pas un robot ni le clone d’un champion et la plupart du temps il va réclamer des adaptations et notamment sur le plan de l’entrainement de la VMA.
Évaluation de la PMA
Pour évaluer sa puissance maximale aérobie, des tests peuvent être effectués de manière directe avec un capteur de puissance. Il existe des tests de terrain, en laboratoire ou sur home trainer. permet de calibrer ses séances d’entraînements en travaillant aux puissances correspondant à ce que l’on souhaite développer.
Tests en Laboratoire
En laboratoire, lors d'une visite médicale annuelle par exemple, un test d'effort offre une excellente précision dans le calcul de la puissance maximale aérobie. Ces tests se font sous forme de paliers. Après une période d'échauffement, le coureur débute le test à 100 watts. Puis toutes les deux minutes, il doit déployer 30 watts supplémentaires. Le dernier palier atteint et validé indique alors la PMA du coureur. Ce test peut également se faire sur home-trainer. En laboratoire, la VO2 max peut également être évaluée avec un dispositif ergonométrique. Ce type de test a l’avantage d’être très précis et de vous apporter des mesures supplémentaires, celles des lactates, des seuils, de la fréquence cardiaque, de la VMA ou de la PMA. De plus, vous êtes accompagné par un médecin. Le seul bémol sur tapis roulant, c’est que vous pouvez rencontrer des difficultés à courir dessus. Si vous êtes coureur, je vous conseille de faire le test sur tapis roulant car il est préférable de faire le test se rapprochant le plus de votre discipline.
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.
Tests sur le Terrain
Sur le terrain, un test de 5 minutes donne une indication de sa PMA. L'objectif est simple : parcourir la plus grande distance possible dans une montée moyenne et régulière. La PMA correspond alors à la puissance moyenne développée pendant l'effort. 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 !).
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De manière indirecte, il est possible d'estimer sa PMA à partir de la formule de Hawley.
Exemples de Tests de Terrain
Pour l’évaluer, il existe différents tests de terrain.
- Le test rectangulaire discontinu : le Test de l’Université de Bordeaux 2 (TUB2) (1990). Il s’agit d’une course progressive par paliers de 3 min entrecoupés d’1 minute de récupération passive.
- Test de Léger et Boucher (1980) : paliers de deux minutes à augmentation d’1 km/h à chaque palier.
- Test Vam-éval de Cazorla et Léger (1993) : course progressive autour d’une piste où les bornes repères ont été placées tous les 20 m.
- Test navette aérobie de Léger et coll (1982) : course en navette de 20 m à paliers de 1 min à augmentation de 1 à 2 km/h à chaque palier.
- Test derrière cycliste de Brue (1985) : Course progressive par paliers de 30s avec une augmentation de 1 à 2 km/h par palier.
Il est vrai que ces tests requièrent un matériel spécifique (cassette du protocole).
Test sur Home Trainer
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.
Importance de la Régularité des Tests
Pour pouvoir suivre votre progression, vous pouvez tester votre PMA en réalisant un test régulièrement (tous les 2-3 mois par exemple). Comme on peut le voir sur la courbe bleue qui correspond à la courbe de puissance, l’effort est linéaire et assez régulier, avec légère tendance vers le bas lors de la dernière minute mais c’est normal. Sur ces 5 minutes, dans ce cas, on obtient une puissance moyenne de 405w. Il est intéressant de lier cette valeur avec son poids corporel relevé au matin du test. On obtient alors sa PMA exprimé sous la forme d’un rapport puissance/poids en w/kg. 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 ? signifie Puissance Maximale Aérobie et son unité de mesure absolue est le Watt (W). Toutefois, on peut lui préférer une mesure relative où l’on prend en considération le poids de l’athlète, voire celui du trio : athlète + vélo + masse totale de l’équipement transporté. s’exprime en Watt par kilogramme (W/kg). À l’instar de la V.M.A. En cyclisme, on préfère utiliser la puissance car les vitesses de déplacement sont beaucoup plus influencées par la résistance de l’air comparativement à la course à pied. Le dénivelé joue également un rôle important dans les variations de vitesses. Travailler avec la fréquence cardiaque permet de mieux s’entraîner mais pour plus de précision, un capteur de puissance sera plus indiqué. En effet, le cœur a toujours un temps de réaction à l’effort qui est plus ou moins long selon les athlètes. À contrario, un capteur de puissance réagira immédiatement aux changements d’allures. C’est pourquoi il est préférable d’utiliser la puissance en vélo.
Le Widget de Calcul PMA
À partir de votre VO2max, le widget propose de calculer votre PMA grâce à la formule de Hawley. Le résultat offre une estimation de votre PMA. Il peut y avoir d'éventuels écarts par rapport à votre pratique et votre niveau. Pour une précision parfaite, réalisez des tests avec un coach ou un médecin. Il est important de tenir compte du vécu et du niveau du cycliste pour l'interprétation des résultats. Comparons un coureur à pied et un cycliste, ayant la même VO2max. La PMA du cycliste sera logiquement plus élevée, du fait de sa pratique et de sa puissance développée sur le vélo (résistance à l'effort, entraînement spécifique…). Consultez l'avis de votre médecin avant la pratique d'une activité sportive.
Importance d'un Test Accessible, Reproductible et Pertinent
Pour conclure, la valeur d’un test d’évaluation repose sur le fait qu’il doit être facilement accessible, reproductible, pertinent (c’est-à dire correspondant à votre l’objectif, le plus proche possible de votre sport) et « fidèle » (valeurs restant stables entre les tests).
Comment Améliorer sa PMA ?
Améliorer sa PMA, c'est être capable d'augmenter son potentiel personnel. Le gain peut s'obtenir avec un cycle d'entraînement spécifique. Si les exercices d'intervalles sont recommandés, il ne faut pas négliger pour autant le travail d'endurance fondamentale. Les séances d'intervalles requièrent beaucoup d'énergie. Pour un travail optimum, il faut veiller à respecter un cycle d'entraînement spécifique court.
Entraînement Intermittent et Séances Types
Le développement de la PMA est généralement travaillé par la réalisation d’exercices intermittents avec une phase intensive haute (97-100% de la FCmax(5) / 85-100% PMA) suivie d’un contre-exercice à intensité basse (70% FCmax / 30 50% PMA). Au début, il convient de commencer par des séries d’efforts de 5 minutes maximum (exemple: 5 fois 30 secondes d’effort maximal et 30 secondes de récupération active), puis d’augmenter progressivement la durée d’effort autour des 10 à 12 minutes (exemple: 10 fois 30 secondes d’effort maximal et 30 secondes récupération active ou 5 à 6 fois 1 minute d’effort maximal et 1minute récupération active). Vous pourrez ainsi effectuer des sorties avec 2 puis 3 séries d’efforts en PMA, en récupérant entre ces séries au moins autant de temps qu’aura duré votre effort. Réalisez ces séances lors de sorties relativement courtes, entre 1h et 2h, afin de garantir un travail de qualité, sans l’impact d’une fatigue liée à la sortie en elle-même.
Les séances types sont les séances de 30/30. Consignes d’exercice : Réaliser les intensités d’une minute à Z5 (100% de PMA pour ceux utilisant un capteur de puissance.) Pour ceux qui utilisent un cardiofréquencemètre, votre fréquence cardiaque devrait arriver dans la zone cible Z5 après quelques répétitions. Cette séance est évolutive. Vous pouvez commencer par 6 fois par série, puis augmenter progressivement au fil des semaines. Attention à ne pas partir à une intensité supérieure à la zone 5, cela vous empêcherait de terminer vos séries. La fréquence cardiaque doit augmenter progressivement au cours des séries jusqu’à la fréquence cardiaque maximale. La PMA est à intégrer dans les plans par des séances de 20/40.
Des séances de VMA il en existe des milliers du 30/30 au Gimenez en passant par le Casse toutes ont leurs intérêts, il suffit juste de ne jamais en prenne une seule comme unique source de modélisation.
Précautions et Programmation
La réalisation d’un cycle de développement de la PMA est un processus qui va rapidement épuiser les réserves énergétiques en glycogènes. La réalisation des exercices à hautes intensités va provoquer une adaptation rapide au niveau de la consommation d’oxygène à l’effort, au niveau central (cardiovasculaire) et périphérique (système musculaire). Son impact au niveau de la fatigue centrale(4) sera mesuré, par contre il ne faut pas négliger l’impact au niveau psychologique. En effet, il faut seulement 12 à 24h pour récupérer d’une séance de PMA, mais les séances d’intervalles demandent beaucoup de concentration et d’investissement pour se livrer à 100% de sa capacité afin de garantir la meilleure progression.
Attention à respecter au mieux les temps d’effort de l’activité tennis : ce type de séance est très intense sur le plan physiologique et aussi psychologique. Programmation limitée à 3 séances par semaine. Possibilité de travailler en spécifique sur le terrain en frappant la balle. Attention alors à la qualité de l’envoi de balle au panier.
Pièges à Éviter
Le premier piège à éviter est de réaliser le cycle de développement de la PMA sans entretenir une base d’endurance fondamentale. La réalisation des séances d’intervalles entraîne un stress physiologique sur l’homéostasie(6). Etant en phase de reprise, l’organisme ne présente pas de fatigue importante, et donc le processus de surcompensation(7) prédomine ; le niveau de performance augmente. C’est l’effet recherché, mais dans ces conditions, il sera compliqué d’entretenir le niveau de forme, et vous allez générer un pic de forme restreint dans le temps. Pour palier cela, maintenez 2 à 3 séances en endurance de base, entre 2 à 3h, pour générer un fond de fatigue central et ainsi retenir mécaniquement le niveau de performance, tout en améliorant votre condition générale.
Le deuxième piège à éviter est de faire un cycle trop long avec pour but le développement de la PMA. En effet, comme nous l’avons expliqué précédemment, les séances par intervalles demandent beaucoup d’investissement et de motivation. Les séances sont douloureuses et elles se révèlent bénéfiques seulement si elles sont effectuées dans les conditions optimales (à la bonne intensité d’exercice, avec un niveau de fatigue adéquat). Pour ces raisons, optez pour un cycle de 4 semaines, à raison de 2 séances à visée PMA par semaine. Gardez une progressivité dans les séances pour que la charge de travail progresse avec votre niveau de forme.
La Solution du Home Trainer
Inconvénient du travail de PMA : son niveau d’intensité est très haut. Pour réaliser les séances, il est donc nécessaire d’avoir sur place une portion de route d’au moins 5 minutes avec un niveau de difficulté élevé pour s’assurer de travailler au dessus des 85% de PMA. Malheureusement, tout le monde n’a pas une côte régulière d’au moins 5 minutes autour de son domicile. C’est ainsi que l’usage d’un home trainer prend tout son sens, car grâce au frein magnétique, vous pouvez régler la résistance nécessaire afin de réaliser les intervalles à la bonne intensité de travail.
Développer sa PMA en Pratiquant le VTT ou Cyclo-Cross
« Faire des séries de 30″30″ au moins de janvier, bise dans le nez » n’est pas forcément le reprise la plus agréable et motivante qu’il soit, je le comprends. Une solution existe pour rendre plus ludique cette thématique : le fartlek. Le principe est de réaliser les intervalles directement en lien avec le terrain et c’est celui-ci qui dicte le rythme de la difficulté de l’exercice. C’est une méthode qui nous vient des pays nordiques dans les années 60 où le but des coureurs à pied était de réaliser des jeux de vitesse, en fonction du terrain qui se présentait à eux. Il s’agit en quelque sorte de l’interval training en milieu naturel. Cette approche s’adapte bien à la pratique du VTT ou du cyclo-cross, car les résistances liées au terrain ou à la topographie permettent d’atteindre des intensités élevées et de rendre la difficulté plus ludique.
Exemple de séance : tracez autour de votre site d’entraînement en vtt, un circuit d’environ 5 à 6 minutes, puis sectionnez-le en 5 à 6 parties (une côte, un sentier, une partie roulante…). L’exercice consiste à réaliser 6 tours de circuit, soit 30 minutes de travail en alternant un secteur sur deux à vitesse maximale, donc à PMA. Le reste du circuit se fait en endurance de base.
PMA et Coût Énergétique
Le coût énergétique qui renseigne sur la dépense énergétique est en quelque sorte l’évaluation de l’économie de mouvement en fonction de différentes composantes comme celles en lien à l’aérodynamique (position sur le vélo par exemple) biomécanique (glisse du skieur). Le coût énergétique qui désigne la dépense énergétique par unité de distance parcourue (exprimé en J.m-1.L) est en quelque sorte l’évaluation de l’économie de mouvement en fonction de différentes composantes comme celles en lien à l’aérodynamique (position sur le vélo par exemple) biomécanique (glisse du skieur). Pour un cycliste plus le coup de pédale sera optimisé plus faible sera le CE.
Transition et Maintien
A la fin de son dernier objectif se met en place une période de transition avec un maintien d’une mobilisation neuromusculaire et cardiotraining par une activité physique.
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