Dépasser la VMA
La VMA, qui signifie « Vitesse Maximale Aérobie » est souvent définie comme la plus petite vitesse à partir de laquelle un individu atteint VO2max (Débit maximal d’oxygène que le corps est capable de capter, transporter et utiliser). Cette définition est en réalité incomplète et sera amenée à évoluer au fil de l’article. Qui plus est, la notion de VMA fait à la fois référence à une vitesse, à un test (pour déterminer cette vitesse), et à un type de séance. Cette notion est souvent présentée comme le Gold Standard (notamment en France), alors que, comme nous le verrons, elle présente un certain nombre de limites.
Les objectifs de cet article sont de comprendre ce que signifie et représente vraiment cette grandeur, notamment grâce à la littérature sur le sujet, afin d’en faire ressortir les intérêts et les limites.
Histoire et première définition
La notion de VMA est initialement apparue grâce aux travaux du physiologiste québécois Luc Léger au début des années 1980. A cette époque, la notion de VO2max était bien connue et était perçue comme le facteur prépondérant de la performance. Néanmoins, la détermination de cette valeur était extrêmement coûteuse et demandait des moyens techniques conséquents. L’objectif des travaux de Léger et Boucher en 1980 [6], était de proposer une méthode permettant d’évaluer cette fameuse VO2max, de façon indirecte. Comment ? A l’aide d’un test de terrain progressif, continu et maximal. Le test en question est le Test de Course sur Piste de l’Université de Montréal (TCPUM). Des études antérieures ayant montré que la VO2 d’un individu était reliée à sa vitesse, l’objectif du TCPUM était de déterminer la plus grande vitesse atteinte par l’individu pour en déduire sa VO2max.
Dans leur travaux de 1980, grâce à leur test, Léger et Boucher ont notamment validé la formule suivante :
(éq. 1)
Pour illustrer cette formule, prenons un athlète atteignant une vitesse de 18 km/h sur le dernier palier entièrement couru lors du test proposé par Léger et Boucher. Cette formule permet d’en déduire la VO2max de l’athlète qui est alors de 63,56 mL.min-1.kg-1. La vitesse atteinte est alors appelée “Vitesse associée à VO2max”, plus communément appelée aujourd’hui VMA. Si on trace cette formule pour des vitesses allant de 10 à 25 km/h, on s’aperçoit que celle-ci est en fait quasiment linéaire sur cette plage de vitesse, avec un coefficient de corrélation de 0,99.

Figure 1 : Evolution de la VO2 en fonction de la vitesse sur le dernier palier entièrement couru du test de Léger et Boucher
Le nombre de formules liant la VO2 à la vitesse est aujourd’hui assez impressionnant comme le montre le Tableau ci-dessous tiré de [5].

Tableau 1 : Aperçu des équations de prédiction de VO2max à partir de la vitesse avec les références associées
Lorsqu’on s’attarde sur ces différentes formules indépendamment les unes des autres, il semblerait qu’elles soient toutes indépendantes de l’individu, et plus encore, que la VO2max ne dépende que de la vitesse. En d’autres termes, quels que soit le sexe, la masse musculaire, la morphologie ou encore la technique de course, la VO2 ne dépendrait que de la vitesse de course. Heureusement, ce n’est pas aussi simple, sinon le sujet serait nettement moins intéressant. Si l’on compare maintenant ces formules en les traçant dans un même graphique, on obtient le résultat suivant.

Figure 2 : Evolution de la VO2 en fonction de la vitesse pour différentes équations de prédiction
La première chose qu’il est possible de voir est qu’il y a des différences non négligeables entre ces équations. Cela signifie que la VO2max ne dépend finalement peut-être pas uniquement de la vitesse. Pour une vitesse donnée, on obtient plutôt une plage de VO2max, ce qui est déjà une information intéressante. Il existe donc bel et bien un lien entre la consommation d’oxygène et la vitesse. En revanche, celui-ci est plus complexe qu’un simple coefficient, et sera présenté plus loin dans l’article. Les formules issues de la littérature sont donc plutôt des formules statistiques établies à partir de l’échantillon d’athlètes testés lors des différentes études.
Néanmoins, le véritable intérêt des travaux de Léger et Boucher n’est pas de pouvoir déterminer la VO2max à partir d’un test de terrain, mais plutôt d’avoir permis d’obtenir une grandeur de terrain liée à VO2max. Savoir qu’on possède une VO2max de 61 mL.min-1.kg-1 est finalement une donnée qui a peu d’intérêt sur la prescription de l’entraînement ensuite. Ce n’est pas une grandeur exploitable sur le terrain. En revanche, savoir que quand je cours à 18 km/h j’atteins ma VO2max au bout de 5′, ça c’est très pertinent parce que je dispose alors d’une grandeur directement mesurable sur le terrain (ma vitesse) et qui va donc me permettre de monitorer l’entraînement.
Par conséquent, si on revient à la notion de VMA donnée en introduction pour essayer de préciser les choses, on comprend qu’il faudrait plutôt dire que la VMA est la plus petite vitesse à partir de laquelle on atteint VO2max lors d’un test progressif continu maximal. Ce détail paraît anodin, mais on pourra voir par la suite que cela a son importance et que même avec cette définition, ce n’est pas encore tout à fait complet.
Déterminer la VMA
Méthode de base
Initialement, le test incrémental utilisé par Léger et Boucher était réalisé sur piste et consistait à démarrer à une vitesse de 6 km/h puis d’augmenter de 1,2 km/h toute les 2’. L’augmentation de 1,2 km/h avait été initialement choisie pour augmenter la VO2 de la personne de 1 Met, qui correspond à la VO2 au repos moyenne d’un individu, soit 3,5 mL.min-1.kg-1 [5]. Aujourd’hui, le test consiste à augmenter la vitesse de 1 km/h toutes les 2’. Comme il s‘agit d’un test d’effort maximal, celui-ci prend fin lorsque l’athlète n’est plus capable de suivre le rythme imposé. La vitesse associée à VO2max retenue est celle du dernier palier couru complètement.
La courbe ci-dessous montre un exemple schématique de l’évolution de la consommation d’oxygène (VO2) et de la fréquence cardiaque (FC) en fonction de la vitesse sur un test progressif maximal continu. Comme il est possible de le voir, à partir d’une certaine vitesse, la VO2 forme un plateau : l’individu à atteint sa VO2max. Néanmoins, il peut continuer d’accélérer. La fréquence cardiaque continue alors d’augmenter jusqu’à atteindre une valeur maximale correspondant à l’arrêt du test. Cela permet de montrer deux choses essentielles :
- La vitesse associée à VO2max lors d’un test n’est pas la vitesse maximale atteinte lors du test
- VO2max est atteint avant d’atteindre sa fréquence cardiaque maximale

Figure 3 : Exemple d’évolution de la VO2 et de la FC en fonction de la vitesse
Pour pouvoir correctement interpréter les résultats d’un test, il est nécessaire de s’interroger sur le protocole en lui-même et sa robustesse. Dit autrement, est-ce que si je change mon test, j’obtiens une valeur différente. Et si oui, pourquoi. Pour répondre à cela, des travaux ont évidemment été menés.
Différence entre mesure en laboratoire et sur le terrain
Premièrement, les travaux de Iaiche et al. (1996) [7] ont montré que la vitesse maximale atteinte en laboratoire était significativement supérieure à celle atteinte sur le terrain, notamment dû aux conditions environnementales (vent, température, etc) différentes, et cela pour un même protocole. L’utilisation d’une pente de 1 % sur le tapis roulant permet de simuler et de prendre en compte l’effet des facteurs extérieurs, ce qui permet d’obtenir sensiblement les mêmes valeurs en laboratoire et en extérieur [8].
Le test navette
En 1988, Léger et al. ont proposé un protocole de test continu et progressif sous forme d’aller-retour de 20 mètres, appelé test navette [9]. La vitesse maximale atteinte à la fin de ce test est néanmoins inférieure à celle obtenue avec un test sur piste [10], principalement en raison des accélérations brusques nécessaires à chaque demi-tour, qui sollicitent davantage la filière « anaérobie lactique », autrement dit le versant glycolytique. On observe des niveaux de lactatémie plus importants pour un même niveau d’effort entre le test navette et le test continu type Léger et Boucher (TCPUM), preuve que la glycolyse est utilisée de façon plus importante [11]. Léger et al. ont mis au point une formule en 1993 pour estimer la VMA qui aurait été obtenue avec leur premier test (TCPUM) à partir de la valeur de VMA obtenue avec le test navette [12] :
(éq. 2)
L’impact de la durée des paliers
L’impact de la durée des paliers et de l’amplitude d’augmentation de vitesse à chaque palier ont également été étudiées. Il en résulte qu’une augmentation de vitesse de 0,28 km/h toutes les 30 secondes fournie une valeur de VMA nettement supérieure à celle obtenue avec un protocole discontinu consistant à augmenter la vitesse de 1 km/h sur des paliers de 3 minutes avec 1’ de récupération entre chaque palier [4]. De façon plus précise, la VMA obtenue avec le premier protocole était de 16,4 ±0,4 km.h-1 contre 15,0±0,3 km.h-1 avec le second protocole, ce qui est une différence non négligeable. Or, ces deux protocoles sont censés évaluer la même grandeur (la VMA) : comment savoir lequel utiliser, et donc quelle vitesse retenir ? Cela soulève donc de vraies question sur le lien entre cette vitesse que j’obtiens avec un test, et la réalité physiologique qu’elle est censée représenter. En revanche, le fait d’augmenter de 0,5 km.h-1 toutes les 1 min, ou d’augmenter de 1 km.h-1 toutes les 2’, ou toute autre combinaison générant la même pente d’augmentation de vitesse ne semble pas avoir d’impact sur la valeur de la VMA obtenue [5].

Figure 4 : Evolution de la vitesse en fonction du temps pour deux protocoles différents de détermination de VMA
Remarque : la durée des paliers et l’amplitude de l’incrément sont aussi des paramètres à prendre en compte lors d’un test au lactate ou avec analyse des échanges gazeux, car ils influencent les résultats en raison des cinétiques du lactate et/ou de la ventilation.
Finalement, on comprend que la définition même de la VMA n’est pas si simple, et qu’il est fondamental de définir précisément de quelle VMA il s’agit pour être certain de parler de la même grandeur. Dans la suite de l’article, il sera question de la notion de VMA qui est traditionnellement utilisée en club d’athlétisme en France, c’est-à-dire celle introduite par Luc Léger et déterminée par un test continue progressif maximal.
La VMA pour améliorer VO2max : pas si simple
Comme on l’a vu au début de l’article, il existe une relation entre la VMA et la VO2max. La formule de Di Prampero appliquée à la notion de VMA permet de lier ces deux grandeurs en introduisant la notion de coût énergétique, noté CE [13] :
(éq. 3)
Sans rentrer dans le détail de ce que sont la VO2max et le CE, l’analyse des unités peut nous aider à comprendre de quoi il retourne.
- La VO2max s’exprime en mL/h. Les mL/h traduisent un volume par unité de temps, autrement dit un débit volumique. Plus précisément, il est question du volume maximal d’oxygène que le corps est capable de capter, transporter et utiliser par minute ou par heure. Normalement, VO2 s’écrit avec un point au-dessus du V, pour traduire qu’il s’agit d’un débit (le point signifiant en physique une dérivée par rapport au temps de la grandeur).
- Le CE s’exprime en mL/km. Il s’agit d’un volume par kilomètre. La valeur du CE représente donc le volume d’O2 consommé pour parcourir 1 km.
Dans la littérature, ces grandeurs sont respectivement exprimées en mL.h-1.kg-1 et mL.km-1.kg-1. Elles sont divisées par la masse de la personne afin de les rendre indépendantes de l’individu et donc de pouvoir les comparer entre elles.
Pour faire simple, si on fait l’analogie avec une voiture, la VO2max représente la puissance maximale du moteur de la voiture, tandis que le coût énergétique s’apparente plutôt à la consommation de la voiture sur une distance finie et pour une vitesse donnée. Le coût énergétique s’apparente donc à la notion « d’efficacité énergétique”. Un athlète avec un coût énergétique plus faible consommera moins d’énergie (et donc d’oxygène) qu’un coureur avec un coût énergétique plus élevé pour maintenir une même vitesse. Ce coût énergétique dépendra notamment de la morphologie de l’athlète, de sa typologie de fibres musculaires, de sa technique de course, de sa raideur tendineuse, etc.
Ainsi, lorsque l’on mesure la VMA, on obtient une grandeur macroscopique des capacités de l’athlète : il est impossible de savoir quelle est la part de la VO2max ou du CE dans la valeur obtenue. Une première limite apparaît donc. Prenons 2 athlètes avec la même VMA, peut-être que le premier possède un VO2max élevé, et que donc un travail plutôt orienté sur l’économie de course serait pertinent pour le faire progresser, alors que le deuxième se trouve peut-être dans le cas inverse. Il est donc difficile d’individualiser l’entraînement et de déterminer les qualités d’un athlète seulement avec un test VMA de terrain.

Figure 5 : Exemple d’évolution de VO2 en fonction de la vitesse pour deux athlètes avec un profil différent
Qui plus est, pour faire le lien avec la première partie et l’équation (1), si VO2max ne dépend que de la vitesse, alors cela signifie d’après l’équation de Di Prampero (3) que tous les individus possèdent la même économie de course, ce qui n’est évidemment pas le cas.
Amélioration du CE plutôt que de la VO2 ?
Comme expliqué précédemment, il est difficile de savoir qu’elle est la part du CE ou de la VO2max dans la valeur de VMA d’un athlète. Il en va de même lorsqu’on utilise la VMA pour améliorer sa VO2max. Sans outil adéquat, si la VMA s’améliore, il est impossible de savoir si cela provient d’une amélioration de la VO2max ou du CE. L’exemple souvent utilisé pour illustrer le fait que VO2max n’est pas le seul paramètre corrélé à la performance est celui de Paula Radcliff. Qui plus est, c’est également un excellent exemple pour montrer l’influence du coût énergétique sur la valeur de la VMA.
Paula Radcliff est une marathonienne américaine avec un record en 2 h 15 min 25 s , ce qui est stratosphérique pour l’époque [1]. Pour cause, ce record a tenu pendant 16 ans. Son entraîneur Andrew Jones a mesuré chaque année sa VMA, sa VO2max et son CE. Comme le montrent clairement les graphes ci-dessous tirés de la publication de Andrew Jones [2], le CE de Paula Radcliffe a considérablement diminué (amélioration de 15 %) alors que sa VO2max est restée relativement stable. Son record du monde en 2003 n’a pas été établi lorsque sa VO2max était au plus haut, mais lorsque son CE était à son minimum.

Figure 6-1 : Evolution de la VO2max de Paula Radcliff entre 1992 et 2003 [2]

Figure 6-2 : Evolution de la vitesse associée à VO2max (vVO2max) de Paula Radcliff entre 1992 et 2003 [2]

Figure 6-3 : Evolution du coût énergétique (CE) de Paula Radcliff entre 1992 et 2003 [2]
On a clairement ici un exemple illustrant le fait que la VO2 d’un individu n’est pas uniquement liée à sa vitesse. Pour une même VO2max, Paula Radcliff a vu sa VMA augmenter grâce à l’amélioration considérable de son coût énergétique. Qui plus est, si le coût énergétique d’une personne peut varier de 15 %, on peut facilement imaginer que les écarts entre les individus peuvent être au moins autant importants.
Dans cette partie, l’objectif était d’introduire la notion de coût énergétique, une notion clé pour comprendre la performance, les différences interindividuelles et le lien entre VMA et VO2max. Bien que la VMA soit une grandeur assez macroscopique, on peut penser que si l’athlète voit sa VMA augmenter, indépendamment de savoir si cela provient d’une amélioration de la VO2max ou du coût énergétique, c’est qu’il progresse, et c’est le principal. Pour sûr, il progresse sur un effort d’une durée environ égale à 6’. Est-ce qu’il progresse sur marathon ? c’est plus compliqué que cela. Une autre façon de voir cela serait de se demander : Est-ce que l’augmentation de la VMA de Paula Radcliff est la cause ou la conséquence de sa progression sur marathon ?
Quand bien même la VMA, telle que définie jusqu’ici n’apporte finalement pas d’information sur le profil de l’athlète, les séances à VMA, c’est à dire avec des intervalles courus à une vitesse soutenable entre 5 et 10 minutes ne sont pas inutiles. Est-ce que c’est le meilleur outil pour développer son VO2max ? Pas sûr. Quoi qu’il en soit, ce type de séance doit être utilisé en fonction du profil de l’athlète (endurant vs rapide, historique de blessure, etc) et de l’objectif visé (1 500 m sur piste, marathon, ultra-trail, etc).
Maintenant que l’on a vu cela, il est légitime de se demander quels sont finalement les intérets et les limites de cette VMA.
Les intérêts / limites de la VMA
Monitorer l’entraînement
Si on dézoome, il peut être intéressant de regarder où se situe la VMA dans le spectre d’intensité complet.

Figure 7 : Position de la VMA dans le spectre d’intensité
La première chose qu’on remarque, c’est que la VMA se situe très haut dans le spectre. Cela appuie l’idée que se baser uniquement sur une valeur de VMA pour décrire les qualités d’endurance d’un athlète qui s’étend sur tout le spectre d’intensité est limitée.
De plus, la VMA ne donne aucune indication sur la position de des seuils. Meyler et al. (2023) [3] ont montré que la prescription de l’intensité à partir d’un pourcentage de V̇O₂max — approche méthodologiquement équivalente à l’utilisation d’un pourcentage de VMA — conduit fréquemment à une surestimation de l’intensité réelle, en particulier à l’interface entre les domaines élevé et sévère. Dans leur étude, un exercice prescrit à 75 % V̇O₂max, censé cibler le domaine élevé, plaçait en réalité 70 % des participants au-dessus de leur puissance critique, donc dans le domaine sévère, rendant l’exercice non soutenable pour la majorité d’entre eux (seulement 30 % ont pu compléter la séance). À l’inverse, lorsque l’intensité était prescrite relativement aux seuils physiologiques (GET et puissance critique), 100 % des participants complétaient les séances, avec une variabilité interindividuelle nettement réduite. Cette mauvaise correspondance entre pourcentage de V̇O₂max (resp. VMA) et domaines physiologiques explique également l’hétérogénéité des réponses métaboliques, notamment lors des séances de haute intensité. Transposé à la pratique de terrain, cela signifie que deux athlètes courant à un même pourcentage de VMA peuvent en réalité solliciter des domaines d’intensité différents, générant des contraintes physiologiques non comparables et, à moyen terme, une hétérogénéité marquée des adaptations à l’entraînement. Ces résultats remettent en question l’usage systématique des pourcentages de VMA pour structurer l’entraînement et plaident en faveur d’une définition des intensités fondée sur les seuils individuels plutôt que sur des repères relatifs globaux.
Faire du testing et du suivi de progression
L’autre intérêt qu’on pourrait trouver à la VMA est celui de pouvoir suivre la progression d’un athlète. Par rapport à ce qui a été avancé dans cet article, je pense que cela peut être pertinent si :
- cela est mis en relation avec un autre test sur une durée différente pour avoir un vrai profil de l’athlète (on tend vers le modèle de puissance critique)
- le test est réalisé toujours de la même façon par un test progressif, continu, maximal et couplé avec un test de temps de maintien
- Cela fait sens avec la qualité que l’on souhaite développer chez l’athlète, et/ou la spécificité de son épreuve. En effet, si on veut développer la durabilité de notre athlète, ou le préparer pour l’UTMB, l’intérêt de mesurer sa VMA de façon régulière n’est peut-être pas ce qu’il y a de plus pertinent.
Dans tous les cas, il faut garder à l’esprit qu’un test VMA est un test maximal qui demande donc beaucoup de ressources mentales. Le stress généré par ce type de test peut clairement amener à des résultats non représentatifs de la réalité. Il peut être plus pertinent d’analyser les données des différents entraînements. En effet, chaque entraînement peut être vu comme un test et donc être analysé pour mesurer la progression de l’athlète. En analysant les entraînements dans leur ensemble, on a beaucoup plus de consistance dans les données et on lisse les erreurs liées à un “jour sans” qui pourrait avoir lieu lors d’un test.
Conclusion
Finalement, ce qu’il faut retenir de cet article peut se résumer dans les points suivants :
- La VMA dépend du test utilisé, et celui-ci doit être précisé lorsqu’on parle de la valeur de VMA obtenue.
- La plus petite vitesse permettant d’atteindre VO2max est la vitesse critique, associée notamment au second seuil, pas la VMA. Cette dernière ne représente donc pas de réalité physiologique.
- La VMA est une grandeur macroscopique qui prend en compte la VO2max et le CE mais sans connaître la part de l’un et de l’autre dans le résultat (à moins de mesurer la ventilation en laboratoire).
- La VMA se situe très haut dans le spectre d’intensité et ne permet pas de décrire ce qui se passe aux intensités inférieures.
- La VMA ne semble pas très pertinente pour monitorer l’entraînement autre que les séances à VMA.
- La VMA peut servir dans une logique de testing et de suivi de la progression si cela est pertinent avec le profil de l’athlète et la spécificité de son objectif.
