Comment utiliser la science pour courir un marathon sans (ou presque) entrainement

Un marathon n’est pas une épreuve à prendre à la légère et la préparation physique, mentale et nutritionnelle est essentielle. Courir un marathon sans entraînement c’est tout simplement dangereux et personne ne devrait tenter l’expérience pour le plaisir. Mais pour la science ?

L’idée m’est alors venue de joindre l’utile au désagréable et de tenter 2 choses :

• Mesurer la dépense énergétique sur une course d’endurance via la consommation d’oxygène
• Déterminer la faisabilité de courir une épreuve d’endurance avec un minimum d’entraînement (pour ne pas dire pas d’entraînement)

Le premier point nécessite l’utilisation d’un analyseur de gaz portable que le participant doit porter pendant toute la durée de l’épreuve. Pour ceux et celles qui ne sont pas familiers avec ce type de système, sachez que l’on doit porter un masque qui couvre la bouche et le nez et qu’il est possible de respirer de façon convenable uniquement par la bouche. Côté confort on repassera… Également, ces systèmes sont généralement capricieux et très sensibles, il faut donc prévoir des pauses pour changer les filtres et refaire des calibrations afin de s’assurer du bon fonctionnement de l’appareil (on ne voudrait pas terminer la course et s’apercevoir qu’il n’y a pas de données de recueillies…). Ça fait en sorte qu’il y a très peu de données sur le sujet (je n’ai pratiquement rien trouvé comme études qui avaient mesuré la dépense énergétique pendant une course d’endurance de façon continue). Advenant que le tout fonctionne, les résultats pourraient s’avérer intéressants et possiblement utiles.

Le second point nécessite qu’on ne s’entraîne pas ou minimalement avant une course et que l’on soit suffisamment motivé et résiliant pour endurer l’épreuve. Comme j’ai la résilience d’une pâquerette, le second point pouvait s’avérer difficile et problématique. J’ai donc opté pour une stratégie de course intelligente en utilisant le concept de puissance critique à mon avantage. La puissance critique représente l’intensité à laquelle le métabolisme aérobie transforme de l’énergie tout en étant en mesure de maintenir l’activité de ses composantes sans générer de fatigue métabolique. Sous le seuil de la puissance critique, le métabolisme énergétique est capable de fournir de l’énergie tant qu’il y a des substrats énergétiques à sa disposition. Bref, tant que des glucides, lipides, acides aminés et l’ensemble de leurs déclinaisons sont disponibles, le métabolisme aérobie ne se fatiguera pas et poursuivra inlassablement sont travail de transformation d’énergie.

Toutefois, il ne faut pas confondre la notion de puissance critique avec celle d’une capacité de travail infinie. Lorsque l’on court sous sa puissance critique, ça ne veut pas dire que l’on ne se fatigue pas. Les structures en périphérie peuvent se fatiguer, les muscles peuvent devenir moins aptes à contracter efficacement, le système nerveux peut faire des siennes, etc. Donc, contrairement à ce qui est parfois véhiculé, la puissance critique n’est pas une capacité de travail infinie, c’est tout simplement que pour les intensités égales ou inférieures à cette valeur, la consommation d’oxygène demeure relativement stable dans le temps. Lorsque l’on performe au-dessus de la puissance critique, il s’en suit une augmentation plus ou moins importante et progressive de la consommation d’oxygène pour une même puissance. Autrement dit, si vous courez à une vitesse qui est supérieure à votre vitesse associée à votre puissance critique, même si vous conservez cette vitesse, votre consommation d’oxygène va augmenter pour inévitablement atteindre (à plus ou moins long terme) votre VO2max. Plus vous êtes au-dessus de votre puissance critique, plus rapide sera l’élévation de la consommation d’oxygène et plus rapidement vous arriverez à votre VO2max et à la fin de votre effort.

Il est donc judicieux de connaître votre puissance critique afin de pouvoir planifier votre stratégie de course. Dans mon cas, avec un entraînement totalement inadéquat, il fallait absolument que je minimise mes sources de fatigue. En courant sous ma puissance critique, je m’assurais en quelque sorte d’avoir « assez de souffle » pour compléter la distance. Il ne resterait que les muscles, la mécanique et le mental comme sources potentielles de problèmes. Côté nutrition, les choses se planifient assez simplement et avec une préparation adéquate la quantité de substrats et de liquides ne causeraient pas de problème en présence d’une météo clémente (un temps chaud et humide aurait été problématique avec le masque étant donné que l’hydratation pendant la course avec l’appareil est extrêmement limitée).

Je me suis donc lancé dans deux épreuves ; le demi-marathon Bonneville de Lachine (19 août 2019) et le controversé Marathon de Montréal (22 septembre 2019) avec mon retentissant VO2max de 45 ml * kg^-1 * min^-1.

Le tableau I présente l’ensemble des entraînements que j’ai effectué avant les deux épreuves.

Pour les deux épreuves j’ai eu recours à un capteur de puissance pour la course afin de pouvoir travailler sous ma puissance critique. Non, il m’était impossible de travailler avec les fréquences cardiaques, la vitesse ou l’allure ou encore uniquement ma perception de l’effort. Afin de réussir à parcourir les deux distances à la course, il me fallait avoir une approche scientifique, méthodique et compréhensive.

Pourquoi ne pas travailler avec les fréquences cardiaques ?

Parce qu’elles peuvent être influencées par d’autres éléments que l’intensité de la course. La température, mon niveau d’hydratation, le port du masque, etc. font en sorte que je ne pouvais pas dicter mon rythme en fonction de mes fréquences cardiaques. Comme j’allais avoir un accès limité à l’ingestion de liquide, il était fort possible que mon volume sanguin diminue pendant la course (sudation, migration du plasma hors du sang « blood pooling ») et que mes fréquences cardiaques allaient augmenter sans pour autant que mon intensité suive. Les fréquences cardiaques allaient plutôt me servir pour observer ma réponse à l’effort conjointement avec ma perception de l’effort et ma puissance de course.

Pourquoi ne pas travailler avec la vitesse ou l’allure ?

J’utilise une montre GPS qui me permet d’obtenir ma vitesse/allure avec un niveau de précision suffisant. Toutefois, il est hasardeux d’uniquement fonctionner avec ces données, car elles ne tiennent pas compte du dénivelé. En essayant de maintenir un rythme constant basé sur ma vitesse, je risquais d’avoir une intensité variable en fonction des montées et descentes, intensité qui pouvait monter au-dessus de ma puissance critique et compromettre ma capacité à compléter les 21 et 42 km.

Pourquoi ne pas travailler avec la perception de l’effort ?

Parce qu’elle est généralement mauvaise et hautement influençable lors d’une course. Le meilleur exemple est lors du départ. Encore aujourd’hui, malgré tous les avertissements, il y a bon nombre de gens qui « partent en fous » en pensant courir à leur bon rythme. Quand quelqu’un casse au 5^e kilomètre d’un marathon, c’est généralement parce qu’il a couru « au feeling » et que le « feeling » du départ était un peu trop « high » pour ses capacités réelles du moment. Bref, je me connais assez pour savoir que je ne me connais pas assez pour me fier uniquement sur ma perception de l’effort afin de guider ma course. Je préfère m’en remettre un peu plus à des données objectives.

Pourquoi utiliser la puissance ?

Parce que la puissance tient compte de plusieurs facteurs. Bien que ça ne soit pas une mesure parfaite, l’utilisation de la puissance (pour les cyclistes, c’est la même chose qu’un “powermeter” qui vous donne vos watts) permet d’englober la vitesse et le dénivelé (et maintenant même la résistance de l’air). J’utilise donc des watts quand je cours. En ayant au préalable déterminé ma puissance critique en watts, je savais exactement la plage d’intensité qui permettrait à mon métabolisme aérobie de fournir de l’énergie sans s’épuiser. Bien honnêtement, j’encourage fortement tous les coureurs à avoir recours à ce type d’équipement et de vraiment courir intelligemment en utilisant des données représentatives de l’effort. La science est rendue là, il y a tellement plus que les fréquences cardiaques et l’allure…

Ça donne quoi courir scientifiquement ?

Mon objectif premier était de survivre puis de compléter les deux courses sans me faire arrêter et avec l’analyseur de gaz en place. Pourquoi arrêter ? Parce que l’élément le plus difficile de courir avec un masque pour mesurer la consommation d’oxygène, c’est les gens. Le nombre de regards incrédules et parfois même dégoutés est impressionnant. Quand ce ne sont pas les gens qui pensent que je cours avec un masque pour restreindre ma respiration, ce sont des enfants qui s’enfuient ou des personnes âgées qui croient que je cours avec un respirateur à cause de l’emphysème. Les gens arrêtaient d’encourager lors de mon passage et même l’annonceur du demi-marathon de Lachine a eu peine à annoncer mon arrivée (bon j’ai vendu un premier punch, je ne suis pas décédé au demi-marathon).

Sincèrement, c’est difficile sur le moral. Par chance que j’ai pu compter sur des accompagnateurs patients et compréhensifs pendant ces épreuves (d’ailleurs un gros merci à Mélanie Archambault de s’être tapé les deux courses avec un Storm Trooper comme partenaire de course et Sébastian Garcia MD pour avoir été mon équipe médicale pendant le marathon).

Passons aux choses sérieuses. Ce fut pénible, les deux fois. Je suis loin d’être un bon coureur, je me considère plus comme un touriste du sport. J’aime courir pour visiter les villes et non pas pour courir et performer. Cela étant dit voici le résultat pour le demi-marathon (Tableau II).

Pour un individu de 85 kg, la distance de 21 km parcourue en 159 min (2 h 39 min en incluant les 2 arrêts pour changer les filtres de l’appareil ~15 min) a représenté une dépense énergétique de 1700 kcal (je me suis forcé pour arriver à un chiffre juste). La difficulté la plus importante se situait au niveau de l’hydratation (je devais arrêter pour détacher une partie du support du masque pour pouvoir boire, j’ai donc évité de le faire et subi une légère déshydratation pendant la course). Même l’utilisation d’un sac d’hydratation avec tube n’était pas de tout repos.

Cela représente environ 20 kcal par kg de poids et approximativement 81 kcal par km de course ou encore 0,95 kcal * kg^-1*km^-1. Ma puissance critique se situait environ à 220-230 watts, j’ai donc maintenu une puissance moyenne de 206 watts (qui inclut les arrêts pour l’appareil). Je devais donc être tout juste sous ma puissance critique et cela est bien représenté par la stabilité de ma consommation d’oxygène (Figure I, graphique de gauche; courbe verte qui est pas mal droite et qui est pas mal parallèle à la courbe bleue de la puissance).

Pour être franc, je n’aurais pas supporté psychologiquement une intensité plus élevée, surtout en fin de parcours (pour ceux et celles qui connaissent le parcours du demi de Lachine, la portion dans le parc René-Lévesque est particulièrement monotone et pour une fin de course, ça me coupe le moral et les jambes). Toutefois, le manque d’entraînement s’est assez rapidement traduit par une fatigue musculaire périphérique assez importante. Le souffle suivait, mais les impacts répétés de la course ont sans aucun doute induit une fatigue musculaire qui aurait été probablement moindre avec un peu plus d’entraînement. Les limites de ma performance ne se situaient pas tant au niveau de ma capacité aérobie (inutile de rappeler mon 45 ml * kg^-1 * min^-1), mais bien au niveau des capacités contractiles des muscles de mes jambes et de ma résilience psychologique.

Je dois avouer qu’après le demi, je n’avais nullement l’intention de participer au marathon de Montréal et comme je n’étais pas encore inscrit… Mais, je souhaitais utiliser les données pour un cours que j’enseigne à l’Université d’Ottawa et j’avais donné ma parole à Sébastian que je l’accompagnerais pour son premier marathon…

J’avais de sérieux doutes dans ma capacité à compléter l’épreuve de 42 km et je remettais fortement en question les notions théoriques de la puissance critique et de nutrition sportive, même si j’avais réussi sur 21 km. La théorie c’est bien beau, mais dans la vraie vie ça ne sert pas à grand-chose…

Peut-être pas finalement. Et si la théorie ça servait à quelque chose qui peut s’appliquer de faire une différence réelle dans la pratique ?

Le tableau III présente les données relatives au marathon de Montréal. Pour une distance de 42 195 km parcourue en 334 min (avec de nombreux arrêts pour régler des problèmes avec l’appareil et pour permettre à mes jambes de continuer), il en résulte une dépense énergétique de 3666 kcal (pour un individu de 85 kg). La dépense énergétique par km de course était similaire pour le 21 km et le 42km soit 81 kcal par km pour le demi et 86 kcal par km pour le marathon ainsi qu’une dépense énergétique relative par km similaire (0,95 kcal * kg^-1*km^-1 pour le 21 km et 1.02 kcal * kg^-1*km^-1 pour le 42km). J’ai maintenu une puissance moyenne de 189 watts et soutenu 59 % de ma capacité aérobie, des valeurs légèrement inférieures à celles observées lors du demi de Lachine.

Pour vous donner une idée, la plus récente performance du Kényan Eliud Kipchoge sur 42.195 km donnait approximativement une puissance moyenne de 422 watts et une vitesse moyenne de 21 km/h. C’est 2,2 fois ma performance…

En utilisant une approche scientifique pour la stratégie de course et pour la préparation nutritionnelle, j’ai réussi à compléter les deux distances. Les temps sont loin d’être impressionnants, mais je tiens à rappeler les objectifs de cette petite étude :

1. Survivre
2. Mesurer directement la consommation d’oxygène en continu et déterminer la dépense énergétique
3. Établir s’il était possible de parcourir les distances avec un entraînement inadéquat

J’en conclus qu’il est pénible de mesurer la consommation d’oxygène sur 21 km et 42 km, mais que les données sont extrêmement intéressantes. Cela m’a permis d’appliquer la théorie à la pratique et de vérifier un concept qui est méconnu, mal compris et souvent contesté (la puissance critique). Je réalise également qu’une moins grande quantité d’entraînement est possiblement requise pour la plupart des participants à ce genre d’épreuve qui ne souhaitent pas nécessairement établir des records de vitesse. En utilisant avec soin des données pertinentes, il est possible de bien exploiter les forces du corps humain pour arriver à ses fins, et ce, sans se brûler à l’entraînement ou casser au 5^e km de son marathon. Les deux épreuves ont également renforcé l’importance d’un minimum de capacité musculaire dans les sports d’endurance. La préparation souvent unidimensionnelle souvent préconisée (tu coures un marathon alors fait le plus possible de course) risque de limiter les capacités de performance principalement à cause d’une potentielle fatigue périphérique.

En terminant, je tiens à mentionner à tous ceux et celles qui m’ont toisé du regard et surtout au gars du 27 km avec sa cannette de Coke qui expliquait à son fils que j’étais un imbécile de mettre un masque pour me couper la respiration, que je suis la dernière personne qui va se mettre un truc dans la face pour volontairement et uniquement me compliquer la vie. Ne pas avoir eu de masque, je t’aurais envoyé c%?&$.

Salutation toute spéciale à Maxim Martin que j’ai croisé sur le parcours non loin du parc Maisonneuve qui a semblé ébranlé de me voir avec un masque au visage. Non, Maxim je ne faisais pas ça pour le fun, crois-moi !

Références

1. Jones AM, Burnley M, Black MI, et al. The maximal metabolic steady state: redefining the ‘gold standard’. Physiol Rep. 2019;7(10):e14098.
2. Poole DC, Burnley M, Vanhatalo A, et al. Critical Power. Medicine & Science in Sports & Exercise. 2016;48(11):2320-2334.
3. Jones AM, Grassi B, Christensen PM, et al. Slow component of VO2 kinetics: mechanistic bases and practical applications. Med Sci Sports Exerc. 2011;43(11):2046-2062.
4. Jones AM, Vanhatalo A, Burnley M, et al. Critical power: implications for determination of V O2max and exercise tolerance. Med Sci Sports Exerc. 2010;42(10):1876-1890.
5. Hill DW. The critical power concept. A review. Sports Med. 1993;16(4):237-254.