VO2 max et force : comment entraîner les deux ?

Le phénomène d'interférence dans l'entraînement combiné

S'entraîner simultanément pour le développement cardiorespiratoire et les adaptations musculo-squelettiques — connu sous le nom d'entraînement combiné (ou concurrent training) — présente des compromis physiologiques bien documentés. Les travaux pionniers de Hickson ont démontré que si dix semaines d'entraînement combiné d'endurance à haute intensité et de musculation amélioraient la consommation maximale d'oxygène ($\dot{V}{\text{O}}_2\text{max}$) dans la même mesure que l'endurance seule (~17 % sur tapis roulant, ~20 % sur cyclo-ergomètre), les gains de force du bas du corps stagnaient aux semaines 7–8 pour ensuite décliner au cours des semaines 9–10 [6]. Des recherches ultérieures ont confirmé que l'entraînement combiné à haute intensité émousse l'hypertrophie des fibres musculaires (atténuant les gains à ~16 % contre ~28 % avec la musculation seule) [6]. Une méta-analyse a quantifié cette interaction, montrant que la musculation seule générait des tailles d'effet de 1,71 pour la force et de 1,22 pour l'hypertrophie, tandis que l'entraînement combiné réduisait ces effets à 1,28 et 0,80, respectivement [6].

Préserver la force, la puissance et la surface de section transversale musculaire (MCSA) tout en stimulant les gains de $\dot{V}{\text{O}}_2\text{max}$ exige une sélection stratégique des modalités d'endurance, un espacement intra-journalier précis des séances et une gestion conservatrice du volume hebdomadaire.

Endurance Modality Selection and Biomechanical Stress

Le choix de la modalité d'endurance modifie considérablement la fatigue neuromusculaire ainsi que les résultats hypertrophiques. Les données d'une méta-analyse en réseau portant sur 40 études (841 participants) montrent que bien que toutes les modalités d'entraînement combiné réduisent les gains maximaux de force du bas du corps par rapport à la musculation seule, l'entraînement par intervalles à haute intensité (HIIT) est la méthode qui atténue le plus efficacement l'interférence sur la force (DMS = -0,08, IC à 95 % : -0,25 à 0,08) [3]. De plus, le HIIT s'est révélé être la seule modalité d'endurance combinée supérieure à la musculation seule pour le développement de la force explosive (DMS = 0,06, IC à 95 % : -0,21 à 0,33) [3].

Concernant la masse musculaire, la course par intervalles à haute intensité combinée à la musculation (DMS = 0,15, IC à 95 % : -0,46 à 0,76) et le cyclisme continu d'intensité modérée combiné à la musculation (DMS = 0,07, IC à 95 % : -0,24 à 0,38) ont tous deux favorisé l'augmentation de la MCSA par rapport à la musculation seule [3].

La biomécanique régit également la récupération systémique et locale. La course à pied produit des forces de réaction au sol équivalentes à 3 à 5 fois le poids corporel, avec un freinage excentrique prononcé qui induit des lésions musculaires structurelles et élève la créatine kinase plasmatique [14]. À l'inverse, les modalités à dominante concentrique telles que l'ergomètre pour vélo ou l'aviron éliminent ces impacts excentriques, minimisant les dommages musculaires induits par l'exercice et l'interférence subséquente avec les voies hypertrophiques [14]. Chez des joueurs de rugby entraînés effectuant des sprints par intervalles le matin avant une séance de musculation l'après-midi avec un intervalle de récupération de 4 heures, les sprints en course à pied ont provoqué des évaluations de l'effort perçu significativement plus élevées (7,7 ± 1,1) et un bien-être subjectif plus faible (17,9 ± 4,1) au cours des jours suivants, comparativement aux sprints à vélo (RPE 7,4 ± 1,1 ; bien-être 20,1 ± 3,9) ou aux conditions contrôles (RPE 6,7 ± 1,5 ; bien-être 21,1 ± 3,6) [13].

Exercise Sequencing and Session Spacing Intervals

Intra-Session Sequence

Les données démontrent que l'ordre des exercices au sein d'une même séance ne compromet pas les adaptations aérobies. Une revue systématique et méta-analyse de 19 essais contrôlés randomisés (482 participants) n'a révélé aucune différence significative entre l'ordre force-puis-endurance (S-E) et endurance-puis-force (E-S) sur les gains de $\dot{V}{\text{O}}_2\text{max}$ (DMS = 0,02, IC à 95 % : -0,21 à 0,25, p = 0,859) [1]. De même, un essai de 13 semaines chez des adultes d'âge moyen a démontré que l'ordre des exercices n'avait aucun impact significatif sur le $\dot{V}{\text{O}}_2\text{max}$, la capacité vitale forcée (CVF) ou le volume expiratoire maximal par seconde (VEMS) [10].

En revanche, l'ordre des exercices influence significativement la force et la puissance. La séquence S-E produit des adaptations de la force des membres inférieurs nettement supérieures à la séquence E-S (DMS = 0,19, IC à 95 % : 0,02 à 0,37, p = 0,032), avec des avantages marqués pour l'extension du genou (p = 0,026), la flexion du genou (p = 0,040), les cohortes féminines (p = 0,017), les adultes plus âgés (p = 0,039), les programmes de plus de 8 semaines (p = 0,002) et les fréquences de deux séances par semaine (p = 0,003) [1]. Bien que l'hypertrophie globale à long terme et la force maximale puissent rester viables selon différentes organisations de séances [4], [11], exécuter la musculation avant l'endurance réduit la fatigue résiduelle et optimise les adaptations neuromusculaires, la puissance explosive et la performance au saut avec contre-mouvement [4], [11].

Inter-Session Spacing and Molecular Signaling

Au niveau cellulaire, l'exercice d'endurance aigu active la protéine kinase activée par l'adénosine monophosphate (AMPK), qui inhibe la voie du complexe 1 de la cible mécanistique de la rapamycine (mTORC1) — un régulateur clé de la synthèse protéique musculaire (MPS) [14]. L'AMPK inhibe mTORC1 par deux mécanismes distincts : en phosphorylant le complexe de sclérose tubéreuse 2 (TSC2), qui convertit Rheb en sa forme inactive liée au GDP, et en phosphorylant directement la sous-unité Raptor de mTORC1 pour déclencher une liaison inhibitrice [14]. Réaliser des séances d'endurance à haute intensité immédiatement adjacentes à la musculation inhibe la phosphorylation de la cible en aval p70S6K pendant une période allant jusqu'à 8 heures [14].

Pour découpler ces signaux intracellulaires concurrents :

• Lorsqu'une séquence débutant par l'endurance est obligatoire, un intervalle de récupération minimal supérieur à 3 heures est recommandé pour atténuer l'interférence moléculaire aiguë [4].
• Lors de l'évaluation de la performance neuromusculaire, des athlètes de compétition séparés d'une séance matinale de sprints par intervalles par un repos de 4 heures ont maintenu leur vitesse de barre l'après-midi au développé couché et au box squat, ainsi que leur hauteur de saut avec contre-mouvement [13].
• Pour empêcher l'AMPK de contrecarrer la traduction protéique médiée par mTORC1, séparer les séances d'au moins 6 heures — et idéalement de 8 à 24 heures — assure une isolation supérieure [14]. L'activité aiguë de l'AMPK revient à son niveau de base dans les 180 minutes post-exercice lorsqu'un apport adéquat en glucides est fourni, tandis que la signalisation de mTORC1 et la MPS restent élevées pendant 24 à 48 heures après un entraînement de musculation sous haute tension [14].
• La disponibilité en glucides influence directement cette cascade : s'entraîner avec de faibles réserves intramusculaires de glycogène double l'activation basale de l'AMPK [14]. L'ingestion de 30 à 60 g/h de glucides pendant les séances d'endurance de plus de 45 minutes, associée à 1,0–1,2 g/kg de glucides à assimilation rapide et 0,3–0,4 g/kg de protéines après le cardio, accélère la resynthèse du glycogène et atténue la signalisation prolongée de l'AMPK [14].

Weekly Volume and Frequency Thresholds

Endurance Dose Limits

Le volume et la fréquence d'endurance présentent une corrélation négative avec le développement de la force maximale [7]. Des séances d'endurance exécutées 3 fois par semaine compromettent fréquemment le gain de force musculaire et de condition physique, tandis qu'une fréquence de 1 à 2 séances par semaine présente un impact néfaste nettement moindre [7]. De plus, des durées quotidiennes plus longues (50–60 minutes contre 20–30 minutes) et des fréquences hebdomadaires plus élevées (3 à 5 séances par semaine) aggravent l'effet d'interférence sur la progression de la force [7].

Resistance Training Dose-Response

Pour préserver la force et l'hypertrophie, le volume de musculation doit être quantifié avec précision. Des méta-régressions multiniveaux réalisées par Pelland et al. (évaluant 67 études et 2 058 participants) ont établi qu'un modèle de quantification des séries « fractionnées » (pondérant les séries directes à 1,0 et les séries indirectes polyarticulaires à 0,5) fournit le cadre empirique le plus robuste pour prédire la force et les adaptations hypertrophiques [17], [18].

Cette méta-régression a établi une probabilité a posteriori de 100 % que la pente marginale soit supérieure à zéro pour le volume hebdomadaire de séries, tant sur l'hypertrophie que sur la force, confirmant que des volumes plus élevés favorisent les adaptations [17]. Cependant, les deux résultats suivent un modèle dose-réponse caractérisé par des rendements décroissants, ces rendements décroissants étant considérablement plus prononcés pour les gains de force que pour l'hypertrophie musculaire [17]. Des fréquences d'entraînement hebdomadaires plus élevées ont également affiché une probabilité a posteriori de 100 % d'accroître les gains de force (avec des rendements décroissants), tandis que l'effet de la fréquence sur l'hypertrophie était compatible avec des changements négligeables à volume égalisé [17]. Des travaux antérieurs sur la relation dose-réponse corroborent que des volumes hebdomadaires supérieurs à 5 séries génèrent des gains de force supérieurs à ≤5 séries (DMS : 0,18, p = 0,003) [19], un volume ≥9 séries par groupe musculaire entraînant des réponses hypertrophiques plus importantes (TE = 0,46) [19].

Concernant la gestion de l'intensité d'entraînement, l'hypertrophie musculaire se produit sur un large spectre de charges (≤8 RM, 9–15 RM et >15 RM) lorsque les séries sont menées jusqu'à l'échec volitionnel (p = 0,113–0,469) [21]. Toutefois, les adaptations de la force maximale sont significativement supérieures avec des charges lourdes (DMS = 0,60–0,63, p < 0,003) et des charges modérées (DMS = 0,34–0,35) par rapport aux protocoles à charges légères [21].

Athlete Training Status and Sex Differences

Les caractéristiques individuelles modifient l'ampleur de l'effet d'interférence combiné :

• Statut d'entraînement : Les individus non entraînés subissent une interférence minimale, développant force, hypertrophie et $\dot{V}{\text{O}}_2\text{max}$ simultanément avec des réponses comparables à un entraînement unidisciplinaire [7], [9], [21]. À l'inverse, les athlètes d'endurance entraînés voient leurs gains de $\dot{V}{\text{O}}_2\text{max}$ s'émousser lorsqu'ils ajoutent des exercices de musculation comparativement aux individus non entraînés (p = 0,04) [9]. Les athlètes bien entraînés en musculation présentent une expression atténuée des gènes et des protéines anabolisantes ainsi que des adaptations neuromusculaires réduites lors de l'introduction d'un volume d'endurance [7]. Les athlètes avancés évoluent près de leurs plafonds de saturation, où les exigences d'une commande neurale élevée, de la synchronisation des unités motrices et d'une co-contraction minimale des antagonistes augmentent la fatigue et la susceptibilité aux blessures lors de charges de travail combinées [22]. Les individus hautement entraînés nécessitent un nombre plus élevé de séances spécifiques pour déclencher des adaptations de force incrémentielles [21].
• Différences selon le sexe : Les résultats méta-analytiques indiquent que l'entraînement combiné émousse la force maximale du bas du corps chez les hommes (DMS = -0,43, IC à 95 % : -0,64 à -0,22) mais pas chez les femmes (DMS = 0,08, IC à 95 % : -0,34 à 0,49 ; différence intergroupes p = 0,03) [9]. De plus, les femmes bénéficient d'avantages prononcés en matière de force lorsqu'elles accordent la priorité à la séquence force-d'abord au sein de la séance (p = 0,017) [1].