L’entraînement combiné « force-endurance » permet d’améliorer de manière plus significative la performance d’endurance qu’un entraînement isolé en endurance (Aagaard & al, 2011 ; Ronnestad & al, 2011). Les paramètres qui sont essentiellement améliorés par l’entraînement de la force sont le coût énergétique et le rendement musculaire.

1. ©INNOV-TRAINING KAROLY SPY
1. Introduction
Les disciplines de longue durée requièrent des ressources importantes au niveau physiologique,
musculo-squelettique, psychologique ou encore nutritionnel (Jones & Carter, 2000). La
performance maximale sur ces épreuves d’endurance et/ou d’ultra-endurance s’obtient par la
capacité de l’athlète à générer une puissance musculaire élevée sur l’ensemble du parcours
associé à un faible coût énergétique (Aagaard, 2011).
L’amélioration du coût énergétique (CE) est un déterminant important de la performance dans la
préparation des athlètes d’endurance et d’ultra-endurance. L’apport de la musculation dans
cette recherche de diminution du CE peut s’avérer un axe
d’optimisation intéressant à intégrer dans un programme
d’entraînement.
Toutefois, l’entraînement simultané de la force et de
l’endurance va engendrer des adaptations différentes
comparativement à une seule modalité d’entraînement, ce
qu’on dénomme « l’effet convergent de l’entraînement ». Les
mécanismes génétiques et moléculaires engagés dans cet
entraînement combiné de la force et de l’endurance sont
différents et demande une connaissance des mécanismes
d’activation et d’interaction des voies moléculaires engagées
dans ces deux modalités d’entraînement afin d’en tirer tous les bénéfices.
!1
APPORT DE L’ENTRAÎNEMENT
DE FORCE DANS
L’AMÉLIORATION DE LA
PERFORMANCE
D’ENDURANCE
BASES MOLÉCULAIRES DE
L’ENTRAÎNEMENT COMBINÉ
FORCE-ENDURANCE
RECOMMANDATIONS
PRATIQUE
« La performance maximale
sur une épreuve de longue
durée s’obtient par la
capacité de l’athlète à
générer une puissance
musculaire élevée sur
l’ensemble du parcours
associé à un faible coût
énergétique (Aagaard, 2011) »
L’ENTRAÎNEMENT COMBINÉ FORCE-ENDURANCE
POUR AMÉLIORER LA PERFORMANCE DANS LES
DISCIPLINES DE LONGUE DURÉE

2. ©INNOV-TRAINING KAROLY SPY
2. Apport de l’entraînement de force dans l’amélioration de
la performance d’endurance
L’entraînement combiné « force-endurance » permet d’améliorer de manière plus significative la
performance d’endurance qu’un entraînement isolé en endurance (Aagaard & al, 2011 ;
Ronnestad & al, 2011). Les paramètres qui sont essentiellement améliorés par l’entraînement de
la force sont le coût énergétique et le rendement musculaire.
2.1 Baisse du coût énergétique
Le coût énergétique (CE) peut être défini comme étant la consommation d’oxygène
requise lors d’un exercice dynamique réalisé à une intensité submaximale donnée
(Jones & Carter, 2000). Il représente le lien entre la puissance métabolique et la
puissance mécanique.
L’amélioration du CE est un axe important pour la progression des athlètes spécialisés
dans disciplines de longue durée (Coyle & al, 2005 ; Jones, 2006). Il a ainsi été montré
que l’amélioration des performances de
Paula Radcliffe ont été essentiellement
associées à une amélioration de 15%
de son coût énergétique entre 1992 et
2003 et non pas de son VO2max (cf.
figure 1 & 2). En effet, Paula
RADCLIFFE a réalisé le record du
monde du marathon féminin à Londres
en 2003 au moment où son VO2max
n’était pas le plus élevé mais où son CE
était le plus faible.
De nombreuses études ont également mis
en évidence une amélioration du coût
énergétique (CE) à l’issue d’une préparation combinant des sessions d’entraînement en
force et en endurance par rapport à des groupes contrôles réalisant des entraînements
isolés en endurance n’apportant pas une amélioration significative du CE (Paavolainen,
1999 ; Millet & al, 2002 ; Ronnestad & al, 2011).
!2
Figure 2 – Consommation d’O2 de Paula Radcliffe @16
Km/h | Tiré de Jones, 2006
Figure 1 – Evolution du VO2max de Paula Radcliffe entre
1992 et 2003 | Tiré de Jones, 2006

3. ©INNOV-TRAINING KAROLY SPY
Au niveau du mode de préparation il est important de distinguer le protocole
d’entraînement à employer pour améliorer le CE en cyclisme (Cycling Economy) et celui
du CE en course à pied (Running Economy). En effet, le cyclisme est essentiellement
composé de contractions musculaires concentriques alors qu’en course à pied il y a une
alternance de phase de freinage (contraction musculaire excentrique) et de poussée
(contraction musculaire concentrique) au niveau des muscles extenseurs des membres
inférieurs. Cette combinaison entre la phase de freinage et de poussée est connue sous
le nom de « cycle étirement-détente ».
1.1.1 Cycling Economy
Le rendement mécanique en cyclisme peut s’améliorer par l’utilisation d’un entraînement
en force maximale avec charge lourde (>85% 1RM) en régime concentrique combiné à
un entraînement d’endurance. Hausswirth & al (2010) ont mis en évidence que
l’utilisation de ce type de protocole chez des triathlètes (3 séances de Force Max/
semaine durant 5 semaines) permettait de réduire la dérive cardiaque lors d’un exercice
submaximale de 2h sur vélo.
Sunde & al (2010) ont montré une amélioration du CE de 5% à la suite d’un programme
d’entraînement de 8 semaines combinant force maximale et endurance.
Une amélioration du CE par un entraînement combiné force maximale/ endurance
permet également des gains de performances chez des cyclistes entraînés de haut
niveau (VO2max 71-75 mL 02/min/kg) de l’ordre de 8% sur un contre la montre de 45’.
L’amélioration du coût énergétique, à la suite d’un protocole d’entraînement combinant
force maximale et endurance, permet d’augmenter la puissance maximale soutenu sur
5’ (+7%) à la suite de 185’ de vélo à puissance submaximale par rapport à un groupe
contrôle (Ronnestad & al, 2011). Cette donnée est intéressante à prendre en
considération dans le cadre d’une optimisation de la performance sur la fin d’une
épreuve de longue durée et permet d’envisager avec intérêt ce mode de préparation.
!3
L’étude de Lucia & al (2002) sur des cyclistes de haut niveau
mondial a montré qu’Abraham OLANO (Champion du monde
sur route en 1995 et du contre la montre en 1998) possédait une
valeur de VO2max basse associée une efficience brute (GE) très
élevée.
*GE = Gross Efficiency correspond au rendement global du
corps soit Energie mécanique/ Energie métabolique
En terme d’effet sur la performance, un modèle mathématique estime qu’1%
d’amélioration du CE permet un gain 63’’ sur un contre la montre de 40 Km
(Jeukendrup & al, 2010).

4. ©INNOV-TRAINING KAROLY SPY
1.1.2 Running Economy
Le coût énergétique en course à pied peut être réduit par une amélioration du cycle
étirement-détente. Cette amélioration provient d’une meilleure capacité de stockage-
restitution d’énergie élastique au niveau de la composante élastique série (CES) du
système musculo-tendineux (Cavagna & al, 1968) mais également par une augmentation
de la raideur de la CES qui permettra une meilleure transmission des forces. Un cycle
étirement-détente efficient permet d’accroitre l’efficacité de la phase finale concentrique
par une meilleure restitution de l’énergie élastique préalablement accumulée lors de
l’étirement actif du complexe musculo-tendineux (Nicol, 2009).
Sous l’effet de la fatigue, lors d’un exercice de longue durée en course à pied, il a été
montré une dégradation des qualités musculaires et principalement d’une altération de
la raideur neuromusculaire (stiffness) et de la capacité à stocker et restituer l’énergie
élastique (Nicol & al, 19991 ; Komi, 2000).
Un travail en force maximale avec charge lourde (>85% 1RM) chez le coureur à pied
pourra essentiellement augmenter la raideur musculaire (Kubo & al, 2001, 2002). En
course pied il est suggéré de compléter le travail en force maximale (>85% 1RM) avec
du travail de force explosive.
Une étude de Paavolainen & al (1999) chez des
coureurs à pied entraînés (VO2max 68 mL 02/min/kg)
a pu mettre en évidence qu’un entraînement
associant du travail de force explosive (sprint,
pliométrie, effort dynamique @40% 1RM) avec des
séances traditionnelles d’endurance permettait
d’améliorer différents paramètres :
• Baisse du coût énergétique
• Amélioration de la performance aérobie
• Augmentation de la force appliquée au sol
• Augmentation de l’amplitude de foulée
• Augmentation de la pré-activation des muscles actifs
• Diminution du temps de contact de l’appui au sol
!4
Une amélioration de la pré-activation des muscles
extenseurs des membres inférieurs avant l’impact
au sol permet une meilleure résistance lors de la
phase d’impact, d’obtenir une phase de freinage
plus active et de diminuer le temps de contact du
pied au sol.
L’entraînement en force permettrait également de
limiter la chute de vitesse dans les 10 derniers
kilomètres d’un marathon, de part une casse
musculaire moins importante et une limita:on des
processus inflammatoire. La casse musculaire
ayant comme conséquence de dégrader le
rendement mécanique et d’accélérer la déplétion
des stocks énergétiques musculaires.
Komi, 1984

5. ©INNOV-TRAINING KAROLY SPY
1.1.3 Cas particulier de la natation
Différents facteurs physiologiques et biomécaniques vont avoir un effet le coût
énergétique en natation (taille du corps, masse corporelle, flottabilité, la longueur des
segments … … …). Ces différents facteurs ne peuvent pas être amélioré par
l’entraînement.
La technique de nage est le déterminant principal d’une bonne économie de nage.
L’apport de la musculation va permettre d’améliorer le rendement musculaire mais si
cette amélioration n’est pas supportée par une bonne technique les gains sur la
performance ne seront pas significatifs.
Différentes études ont rapportées qu’un entraînement combinant travail en force
maximale et séances d’entraînement en piscine ne permettait pas d’améliorer la
performance en natation (Tanaka & al, 1993 ; Trappe & al, 1994).
Les axes de préparation physique pouvant être envisagés :
• Amélioration de la maîtrise posturale et segmentaire afin d’aider à la construction
d’une bonne technique de nage.
• Notion de corps projectile et indéformable avec un important travail de renforcement
musculaire de la région pelvienne (abdominaux & muscles lombaires).
• Importance de la Prophylaxie pour prévenir les différents traumatismes résultants
d’une pratique sportive intensive.
1.2 Mécanismes adaptatifs
Différents mécanismes peuvent expliquer l’amélioration de la performance d’endurance
à la suite d’un entraînement en force maximale (Aagaard & al, 2011) :
• Augmentation de la proportion des fibres musculaires de type IIA par rapport aux
fibres musculaires de type IIX [cf. figure 3]. La conversation des fibres musculaires IIX
en fibres musculaires IIA contribue certainement à fortement améliorer la performance
en endurance. En effet, les fibres musculaires IIA sont plus résistantes à la fatigue que
les fibres musculaires IIX tout en étant capable de produire une puissance élevée.
!5
Figure 3 - Aagaard & al, 2011

6. ©INNOV-TRAINING KAROLY SPY
• Augmentation de la force maximale des fibres musculaires I et IIA permettant
d’activer une proportion plus faible du muscle en activité pour maintenir une
puissance/vitesse donnée. Cela pourrait avoir comme conséquence de réduire le
coût énergétique et de retarder l’apparition de la fatigue pendant un exercice de
longue durée.
• Pour une même intensité donnée, baisse de la consommation de glycogène et
baisse de la consommation d’oxygène (Hicksan & al, 1988 ; Coyle & al, 1992 ;
Horowitz & al, 1994).
• Limitation de l’hypertrophie musculaire afin de ne pas réduire la densité
mitochondriale au niveau musculaire.
3. Bases moléculaires de l’entraînement combiné force-
endurance
Un effet délétère de l’entraînement en force sur la performance d’endurance pourrait
s’envisager par un risque d’hypertrophie musculaire et de prise de masse.
L’hypertrophie musculaire serait responsable d’une réduction de la densité des
capillaires au sein de la fibre musculaire suite à une augmentation de sa section
transversale augmentant de ce fait la distance de diffusion de l’oxygène. L’augmentation
du poids corporel augmentant le coût métabolique de déplacement.
Toutefois, les différentes études sur l’entraînement combinant force et endurance
révèlent peu d’hypertrophie musculaire ni d’altération au niveau de la capillarisation
musculaires ou encore de l’activité enzymatique (Bishop et al., 1999; Rønnestad et al.
2010a, 2012, 2012b ; Aagaard et al. 2011). Cette faible hypertrophie musculaire au sein
d’un protocole combinant force et endurance peut s’expliquer au niveau moléculaire.
Durant un entraînement en endurance il y a une activation de l’enzyme AMPK qui va
signaliser le co-facteur de transcription PGC-1α, véritable chez d’orchestre permettant
la biogenèse mitochondriale. Lors d’un entraînement en force la synthèse protéique va
être obtenue par la signalisation de l’enzyme mTOR (mammalian target of rapamycin).
Ces 2 voies de signalisations peuvent donner lieu à un phénomène d’interférence au
sein d’un entraînement combiné force-endurance. En effet, l’activation de l’AMPK
!6

7. ©INNOV-TRAINING KAROLY SPY
(adenosine monophosphate activated protein kinase) par l’exercice d’endurance peut
inhiber la signalisation de mTOR par la TSC (Tuberous Sclerosis Complex) et inhiber la
synthèse protéique induite par l’entraînement en force [cf. figure 4]. Ces phénomènes de
signalisation intracellulaire montrent que l’entraînement combiné force-endurance ne
favorise pas l’activation des voies de signalisation responsables de l’hypertrophie
musculaire.
En
Connaissant ces phénomènes de signalisation les recommandations suivantes
pourraient être prescrites pour limiter les interférences (Perez-Schindler & al, 2014) :
• Session d’entraînement en endurance le matin, si possible à jeun. L’entraînement à
jeun provoque un stress supplémentaire permettant d’augmenter la signalisation
cellulaire pour optimiser les adaptations et la biogenèse mitochondriale.
• Ne pas effectuer une session d’entraînement incluant des contractions musculaires
excentriques (exe : course à pied) avant une séance de musculation.
• Session d’entrainement en force le soir. La séance de force devra être abordée avec
un statut nutritionnel élevé, il sera préconisé de prendre une collation dans l’après-
midi.
• Garder un haut volume d’entraînement en endurance pour limiter le phénomène
d’hypertrophie musculaire.
4. Recommandation pratique
Différents principes doivent être respectés pour agencer de manière optimale
l’entraînement combiné de la force et de l’endurance afin d’en tirer tous les bénéfices :
• Pour obtenir un effet positif de l’entraînement de force sur la performance
d’endurance il faut utiliser des exercices impliquant les groupes musculaires
spécifiques à l’activité.
!7
Figure 4 - Hawley, 2009
PGC-1α est une protéine
essentielle à l’activation de
l’expression des gênes. Il joue un
rôle majeur dans le contrôle des
métabolismes énergétiques et
glucidiques ainsi qu’au niveau
de la biogenèse mitochondriale.
mTOR est une enzyme intracellulaire
qui joue un rôle prépondérant dans la
synthèse protéique.
L’AMPK est considérée comme un
senseur énergétique. qui active ou
inhibe les voies métaboliques.

8. ©INNOV-TRAINING KAROLY SPY
• Il faut au minimum 8 semaines d’entraînement en force maximale (>85% 1RM)
employant des mouvements exécutés à vitesses maximales lors de la phase
concentrique pour obtenir des adaptations supérieures (Heggelund & al, 2013).
• 2 séances/ semaines durant 12 semaines s’avèrent suffisantes pour augmenter la
force maximale (Ronnestad & Mujika, 2013).
• Le protocole des séances en force maximale (>85% 1RM) : -2 à 3 séries de 3 à 10
répétitions avec 2’ à 4’ de récupération passive entre chaque série.
• Le protocole de travail de la force explosive (@40% 1RM) : 3 à 5 séries de 10 à 20
répétitions avec 2’ à 3’ de récupération passive entre chaque série.
• Un protocole comprenant 3 entraînements de 20’/ semaine composés de 4 séries de
4 RM avec 3’ de récupération permet une activation neuromusculaire maximale
associé à un gain de masse musculaire minimal sans altération du VO2max (Hoff & al,
2002).
• Avant d’envisager un protocole de développement de la force maximale il faut d’abord
passer par des étapes d’initiation et d’apprentissage du mouvement.
• Durant la période de compétition, 1 séance de musculation/ semaine sera suffisante
pour maintenir les adaptations développées durant la phase de préparation
(Ronnestad & al, 2010).
5. En résumé
Tiré de Aagaard P & Raastad T, 2012
!8

9. ©INNOV-TRAINING KAROLY SPY
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