Ce que Breaking 2 nous apprend sur les métriques physiologiques comme le VO2max

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Breaking 2, c’est le projet mené par Nike qui visait à passer sous la barre des 2h sur marathon. Ce projet, doté de moyens colossaux, a été organisé sur le circuit de F1 de Monza en Italie le 6 mai 2017 avec comme star principale les chaussures Nike ZoomX Vaporfly 4% à lame de carbone. Euh non, avec comme star principale le Kenyan Eliud Kipchoge. Les chaussures, c’était pour le marketing (bien qu’on ne puisse pas nier que la lame de carbone a une efficacité certaine). Mais bon, disons que c’était un bon coup de pub pour l’équipementier.

A l’arrivée, Eliud Kipchoge a raté son objectif pour 26 petites secondes. Et depuis, Nike a amélioré ses chaussures en créant les ZoomX Vaporfly Next% qui sont même accessibles à n’importe quel runner amateur.

Mais saviez-vous comment Eliud a été choisi pour cette tentative de record du marathon (même si techniquement, ça ne pouvait pas compter comme un record officiel) ? Pourquoi lui et pas un autre ?

Bon, le premier critère, c’est d’être un marathonien sponsorisé par Nike. Mais après ?

L’équipe de scientifiques qui a participé à cette sélection a publié les résultats de leurs tests de sélection dans le Journal of applied physiology. Et c’est intéressant car ça montre l’intérêt des fameuses métriques physiologiques, comme le VO2max, que nos montres GPS sont désormais capables d’estimer.

Et vous verrez en fin d’article que j’ai pu, grâce à ces données, créer mon propre algorithme de prédiction de temps de course sur marathon.

Les coureurs étudiés et le choix du poulain

Nike avait à sa disposition 16 marathoniens, dont les records perso moyens étaient de :

• 1:00:00 sur semi-marathon
• 2:08:40 sur marathon

En fait, depuis la fin de Breaking 2 (2017), ils ont encore amélioré leurs records perso et leurs moyennes sont désormais de :

• 59:53 sur semi-marathon
• 2:06:53 sur marathon

Le choix du poulain n’était pas si facile qu’il en a l’air.

En effet, à l’époque, Zersenay Tadese détenait le record du semi-marathon en 58:23, une allure largement suffisante pour atteindre l’objectif de Breaking 2. Mais son record perso sur marathon n’était que de 2:10:41.

D’où la batterie de tests conduits par une équipe de scientifiques pour choisir le poulain le plus à même de passer sous la barre des 2h sur marathon.

Les mesures anatomiques

Les tests ont débuté par des mesures anatomiques :

• Taille
• Poids
• Masse graisseuse
• Volume des poumons
• Longueur et circonférence de différentes parties de la jambe et du pied

Surprenant ? Il se trouve que certains chercheurs pensent que la longueur du tendon d’Achille joue une part dans l’économie de course.

La foulée

Sur les 10 coureurs étudiés en Angleterre, 6 avaient une attaque avant-pied et 4 une attaque talon.

Les meilleurs coureurs étaient ceux qui avaient le plus petit temps de contact au sol. On le sait depuis longtemps, plus le temps de contact au sol est faible, plus on court vite. Figurez-vous qu’il suffit d’un petit accessoire pour que vous ayez accès à cette métrique clé de la technique de foulée.

• Avec une montre GPS Garmin compatible avec les running dynamics + une ceinture cardio HRM-Run, HRM-Tri, HRM-Pro ou un Running dynamics pod
• Avec le capteur de puissance Stryd
• Avec une montre GPS Coros et le Performance optimization pod

Le test de VO2max

On se doute bien que le VO2max est une des principales métriques physiologiques qui a orienté le choix du coureur de Breaking 2. Si vous ne visualisez pas trop la chose, allez lire mon article sur le VO2max et la VMA.

Les candidats ont fait un test sur tapis de course un peu particulier, dans un labo, avec des mesures de leur taux de lactate dans le sang à chaque pallier (prélèvement d’une goutte de sang au bout du doigt à chaque fois, ouch).

Le VO2max moyen mesuré est de 71ml/kg/min. C’est pas si énorme que ça en fait. Quand on regarde la page Wikipedia, on découvre qu’elle peut monter bien plus haut chez d’autres athlètes de sports d’endurance :

• 97 chez Oskar Svendsen (cycliste)
• 92 chez Kilian Jornet (traileur)
• 88 chez Miguel Indurain (cycliste)

L’éventail des VO2max des candidats à Breaking 2 allait de 62 à 84.

Sans déconner, 64 ? Le dernier test de performance de course à pied que j’ai réalisé avec la Vantage V2 estime ma VO2max à 54. Et ma Garmin du moment, avec son algorithme Fitsbeat me donne 52. Mais en fait je suis peut-être un marathonien qui s’ignore…

L’économie de course

Mais le VO2max ne suffit pas pour prédire les performances d’un sportif. Les scientifiques ont alors étudié l’efficacité de la foulée. On imagine bien que des marathoniens qui courent à 21,1km/h pendant 2h ont une bonne efficacité. Après tout, ce sont des pros.

Les tests ont mesuré l’énergie dépensée à une allure donnée. Comme c’est impossible à mesurer directement sur un sujet vivant et en mouvement, on mesure sa consommation d’oxygène en direct (c’est pour ça qu’ils courent avec un masque sur le visage) en sachant qu’il y a une relation de proportionnalité entre l’oxygène consommé et l’énergie dépensée (puisque l’oxygène est utilisé pour créer de l’énergie).

Cette relation de proportionnalité n’est évidemment valable que dans un effort en aérobie. Elle cesse dès lors que la filière anaérobique se met en route. En effet, à partir du moment où l’on dépasse le VO2max, alors l’énergie est créée en partie par la filière aérobie (avec consommation d’oxygène) et en partie par la filière anaérobie (donc sans consommer d’oxygène). Dans ce cas, il n’y a plus de relation de proportionnalité.

Ce qui est intéressant, c’est que les scientifiques ont découvert qu’il y a une relation proportionnelle inverse entre le VO2max et l’efficacité : ceux qui ont un VO2max faible compensent par une meilleure efficacité de leur foulée. Et inversement.

Le seuil lactique

Le 3^e paramètre auquel se sont intéressés les scientifiques traduit la capacité d’un coureur à tenir l’allure cible sur toute la distance d’un marathon.

Sur les 16 marathoniens étudiés, seuls 7 étaient capables de fonctionner en aérobie à 21,1km/h (2:51/km). Les 9 autres étaient déjà en mode anaérobie. A partir de là, on imagine bien que le poulain de Nike pour Breaking 2 allait être choisi parmi les 7 premiers. Car si l’allure visée est au-dessus de la vitesse critique (la vitesse au seuil lactique), on se doute que ces coureurs allaient avoir du mal à tenir cette vitesse critique pendant 2h.

En théorie, on est tous capables de produire un effort extrêmement long si on reste en aérobie. C’est pour ça que vous faites vos sorties longues en zone cardio 2 ou 3.

Il faut se représenter ce qu’est le seuil lactique :

• En-dessous du seuil lactique, le corps arrive à éliminer l’acide lactique plus vite qu’il est produit
• Au-dessus du seuil lactique, le corps produit l’acide lactique plus vite qu’il est capable de l’éliminer ; il en résulte que l’acide lactique s’accumule dans les muscles. C’est gérable pendant un moment et puis après, votre corps ne peut plus l’accepter

Le seuil lactique est une donnée qui peut être mesurée par plusieurs montres cardio GPS :

• Avec la Polar Vantage V2 lors d’un test de performance sportive
• Avec une montre GPS Garmin
• Avec une montre GPS Coros

Techniquement, les athlètes bien entrainés atteignent leur vitesse critique légèrement au-dessus de leur seuil lactique. Les 16 athlètes étudiés atteignaient :

• Leur seuil lactique à 83% de VO2max
• Leur vitesse critique à 92% de VO2max

Si on sort des labos pour aller sur le terrain, la réalité est entre les 2. En pratique, on est capables de tenir la vitesse critique pendant environ 1h. Une précédente étude scientifique a montré que les marathoniens couraient leur marathon à 96% de leur vitesse critique, soit 88% de VO2max.

En prenant cette valeur, on arrive à un chrono moyen théorique de 2:08:31 pour les 16 coureurs étudiés. Retour en arrière : vous vous souvenez du chrono moyen réalisé ? 2:08:40. Donc on peut dire que cette formule fonctionne bien. En tout cas sur des coureurs professionnels, pas sûr que ça soit transposable tel quel sur monsieur et madame tout-le-monde (voir le chapitre ci-dessous).

Est-ce que ça marche sur moi ?

Le test de performance réalisé lors du test de la Vantage V2 m’a donné une vitesse aérobie maximale de 3:53/km. Si on fait 2 règles de 3, ça donnerait une vitesse critique de 4:11/km (92% de la VAM) et une allure marathon à 4:21/km (96% de la vitesse critique), soit 3h04 au marathon.

Les algos de Garmin (Firstbeat) me donnent actuellement un seuil lactique à 5:08/km. Avec une règle de 3, ça donnerait une allure marathon à 4:50/km, soit un marathon en 3h24.

Les algos Coros me donnent actuellement un seuil lactique à 5:03/km. Avec la même règle de 3, ça donnerait une allure marathon à 4:45/km, soit un marathon en 3h20.

Qu’est-ce que j’en pense ? Ben que je ne suis pas un marathonien professionnel et que les pourcentages relevés lors de cette campagne de tests ne s’appliquent probablement pas stricto sensu à moi, runner amateur. Je ne suis pas assez entrainé. Mon corps n’est probablement pas capable de gérer l’acide lactique de la même manière qu’un pro et mon seuil lactique est probablement positionné différemment.

Et puis il y a une raison évidente : les marathoniens professionnels tiennent 96% de leur vitesse critique pendant 2h. Or, si je devais couvrir la distance d’un marathon, je mettrais plus de temps, étant donné que je cours moins vite qu’eux. Donc j’aurais forcément plus de mal à tenir une telle vitesse pendant plus longtemps.

Allure marathon vs vitesse critique pour les amateurs

Une autre étude, publiée dans Medicine & science in sports & exercice, s’est intéressée aux données Strava de 25 000 runners amateurs, qui ont tous préparé et terminé un marathon. L’objectif était d’arriver à prédire le chrono réel du marathon à partir des séances d’entrainement réalisées sur 16 semaines de préparation.

Leur modèle est arrivé à une précision de 7,7%.

Mais ce qui m’intéresse, c’est le pourcentage de vitesse critique que ces coureurs amateurs ont tenu sur la distance du marathon. Verdict : 85% en moyenne. Ca fait une bonne différence par rapport aux 96% atteints pas les pros.

Notez que cette valeur évolue en fait de manière linéaire en fonction du chrono final. C’est-à-dire que plus on court longtemps, moins on est capable de courir vite :

Si je prends 85% pour créer mon propre prédicteur de temps de marathon, à partir d’un seuil lactique à 5:05/km, on obtiendrait :

• Une allure marathon à 5:24/km
• Un chrono marathon à 3h49

Tadaaaaa. La magie opère. On obtient un chrono qui est certainement plus proche de mes capacités du moment.

Quoi que si l’on en croit Breaking 1h58, j’ai un record personnel du marathon sur tapis à 1:56:31. Mais ça, c’est une autre histoire, que je vous raconte dans cette vidéo :

Le résultat de tout ça : Nike a choisi Eliud Kipchoge

Le trio final était composé de Kipchoge, Desisa et Tadese. Et ils ont choisi Kipchoge.

Les responsables de l’étude ont quand même suggéré qu’il manquait un facteur dans leur modèle mathématique, qui représenterait la résistance à la fatigue, à savoir la dégradation des 3 facteurs (VO2max, efficacité de course et seuil lactique) dans le temps d’une course.

Mais comme ils n’ont pas trouvé de moyen de le mesurer…

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