Ce blog part d’une question d’Arnaud, pour poser une question plus large : que savons-nous réellement lorsqu’une montre annonce un VO₂max ?
Pourquoi 77 ml·kg⁻¹·min⁻¹ ne peut pas être traité comme une mesure chez Arbaud
Le problème n’est pas que Garmin estime le VO₂max. Le problème commence quand une estimation est lue, répétée ou vendue comme si elle avait mesuré toute la physiologie qui produit le VO₂max.
1. Le VO₂max n’est pas une fréquence cardiaque
Le VO₂max est la quantité maximale d’oxygène que l’organisme peut capter, transporter et utiliser par unité de temps. La formulation classique de Fick est simple : V̇O₂max = Q̇max × (CaO₂ − CvO₂)max. Mais cette simplicité mathématique cache une chaîne physiologique complète.
Figure 1 — Le VO₂max résulte d’une cascade : poumon, cœur, sang, microcirculation et muscle. Une seule variable cardiaque ne peut pas décrire directement l’ensemble de cette chaîne.
Le facteur central : beaucoup plus que la FCmax
Le débit cardiaque maximal Q̇max est le produit de la fréquence cardiaque maximale par le volume d’éjection systolique maximal : Q̇max = FCmax × VESmax. Chez la plupart des humains, le débit cardiaque maximal est un déterminant majeur du VO₂max, et le VES est une pièce structurante de cette capacité. Deux athlètes à 165 bpm peuvent donc avoir des débits cardiaques très différents si l’un éjecte 90 mL par battement et l’autre 140 mL.
Il faut ajouter le contenu artériel en oxygène : quantité d’hémoglobine, saturation artérielle et, marginalement, oxygène dissous. Un même débit cardiaque ne transporte pas la même quantité d’O₂ si l’hémoglobine ou la saturation diffèrent.
Le facteur pulmonaire : le sang doit avoir le temps et la surface pour se charger en O₂
À l’effort maximal, l’augmentation du débit pulmonaire raccourcit le temps de transit du sang dans les capillaires pulmonaires. Le poumon sain compense en recrutant et en distendant son lit capillaire et en augmentant sa capacité de diffusion. Chez certains athlètes d’endurance très entraînés, cette réserve peut toutefois devenir insuffisante : déséquilibre ventilation/perfusion, limitation de diffusion et désaturation artérielle d’exercice peuvent apparaître et diminuer le transport d’O₂.
Attention à un raccourci séduisant : une FC plus basse et un VES plus élevé ne garantissent pas, à eux seuls, un temps de contact alvéolo-capillaire plus long. À débit cardiaque identique, le transit dépend surtout du débit pulmonaire et du volume capillaire pulmonaire. Ce que l’on peut dire, en revanche, est qu’un grand VES permet d’obtenir un débit élevé sans exiger une fréquence aussi haute — et qu’il faut mesurer l’oxygénation si l’on veut savoir si le poumon suit réellement.
Le facteur périphérique : l’oxygène livré doit encore être extrait
Le second terme de Fick, la différence artério-veineuse en O₂, résume la capacité des muscles actifs à extraire l’oxygène du sang. Elle dépend de la distribution du débit vers les muscles, de la densité capillaire, de la diffusion de l’O₂ vers la fibre, de la densité mitochondriale, des enzymes oxydatives, du recrutement des fibres et de l’état métabolique du muscle.
C’est précisément là que des entraînements prolongés à intensité soutenue — tempo, travail proche de la puissance fonctionnelle au seuil, allures ressenties « moyenne à dure » — peuvent entretenir ou développer une remarquable capacité périphérique. Une fréquence cardiaque basse pour une puissance donnée peut donc signifier plusieurs choses : gros VES, excellente extraction, coût énergétique favorable, adaptation autonome… ou simplement erreur de FCmax dans le modèle. Sans mesurer les autres termes, on ne sait pas lequel domine.
2. Ce que fait réellement l’estimation Firstbeat/Garmin
Le document méthodologique Firstbeat publié en 2014 puis mis à jour en 2017 décrit une estimation du VO₂max fondée sur la relation entre fréquence cardiaque et vitesse — ou puissance en cyclisme — pendant des segments d’exercice jugés fiables. Les données personnelles comprennent au minimum l’âge. Surtout, Firstbeat indique explicitement que, parce que la méthode est submaximale, elle utilise une FCmax estimée par l’âge lorsque la FCmax réelle n’est pas connue, et que l’erreur sur cette FCmax affecte l’estimation du VO₂max.
Garmin avait intégré des métriques Firstbeat depuis plus d’une décennie avant d’acquérir Firstbeat Analytics le 30 juin 2020. Les appareils Garmin actuels disposent d’algorithmes et de mécanismes de détection plus évolués, et une FCmax personnelle peut être saisie ou détectée. Cela ne change pas la nature fondamentale du problème : la montre analyse des proxys de charge externe et de réponse cardiaque ; elle ne prélève ni gaz expirés, ni sang, ni volume d’éjection systolique.
Figure 2 — La montre observe des signaux utiles, mais elle ne mesure pas directement les principaux termes physiologiques de la cascade de Fick.
La FCmax prédite par l’âge : il n’existe pas « la » formule
La fameuse formule 220 − âge n’a jamais été une loi physiologique. Tanaka a proposé 208 − 0,7 × âge ; Nes 211 − 0,64 × âge ; d’autres encore donnent des pentes et des intercepts différents. La revue classique de Robergs et Landwehr recensait déjà 38 équations univariées fondées sur l’âge. Si l’on ajoute les équations spécifiques de populations, de sexe, de pathologies ou de modalités d’exercice, la littérature devient encore plus foisonnante. Il n’est donc pas nécessaire d’invoquer « une centaine » pour démontrer le problème : plusieurs dizaines suffisent, avec des erreurs individuelles souvent de l’ordre de 7 à 12 bpm ou davantage.
Figure 3 — Quatre équations courantes de FCmax. Elles décrivent des moyennes de population, pas la FCmax d’un individu.
Firstbeat reconnaît lui-même l’effet de cette erreur
Dans son livre blanc, Firstbeat rapporte qu’une FCmax estimée 15 bpm trop basse entraîne environ 9 % d’erreur sur le VO₂max qui sera alors sousestimé ; si la FCmax est 15 bpm trop haute, VO2max sera alors surestimé d’environ 7 %. Lorsque la FCmax réelle est connue, l’erreur moyenne annoncée par Firstbeat se rapproche de 5 %. Autrement dit : l’entrée FCmax n’est pas un détail, elle est un levier majeur du résultat. Donnez lui votre FCmax réelle mesurée au terme d’un 400m couru à alors maximale et si vous souhaitez la vérifier faite une 1 min à bloc en côte courue (<8%).
Figure 4 — Sensibilité rapportée dans le livre blanc Firstbeat. L’axe horizontal exprime l’erreur de FCmax utilisée par le modèle par rapport à la FCmax réelle.
3. Cas Arnaud : pourquoi le « 77 » pose problème
2015 : une vraie mesure de V̇O₂max
En 2015, Arnaud pesait 52 kg pour 1,65 m. Lors d’un test maximal sur vélo avec analyse des gaz, le V̇O₂ maximal mesuré atteignait environ 3,131 L/min, soit 60,2 mL·kg⁻¹·min⁻¹, autour de 304 W et 177 bpm. Cette valeur est ancrée dans les échanges gazeux, et non reconstruite à partir de la seule réponse cardiaque.
Le PhysioFlow indiquait un VES maximal d’environ 82,9 à 91,4 mL et un débit cardiaque de 14,7 à 16,2 L/min, correspondant à un index cardiaque d’environ 9,5 à 10,5 L·min⁻¹·m⁻². Pour un gabarit de 52 kg, c’est un débit fonctionnel et cohérent, mais pas un débit « hors norme » qui suffirait à expliquer à lui seul un VO₂max de 77.
Figure 5 — Reconstruction de Fick à partir des mesures/estimations de 2015. La différence artério-veineuse est calculée et doit rester interprétée comme telle.
Une extraction périphérique potentiellement très forte
Si l’on combine le V̇O₂ direct à 3,131 L/min avec le débit cardiaque PhysioFlow de 14,7–16,2 L/min, la différence artério-veineuse calculée se situe autour de 19,3–21,3 mL O₂/dL de sang. C’est très élevé. Arnaud possède effectivement une excellente extraction périphérique.
2026 : Garmin annonce 77, mais les tests donnent une FCmax bien plus basse que celle stockée
En 2026, Garmin affiche un VO₂max de 77 mL·kg⁻¹·min⁻¹ avec une FCmax enregistrée à 184 bpm. Or deux tests espacés de cinq jours convergent vers une réponse maximale actuelle nettement plus basse : 168 bpm lors du RABIT du 15 août et 165 bpm lors du test triangulaire du 20 août. Le test triangulaire montre en outre une relation FC–puissance remarquablement régulière ; extrapolée à 330 W, elle donne environ 169 bpm, presque exactement la FC observée lors du RABIT.
Une FCmax de 184 bpm n’est donc pas soutenue par ces deux épreuves actuelles. Elle peut provenir d’un réglage ancien, d’une prédiction, d’un événement de détection ou d’un autre contexte d’effort ; quelle qu’en soit la cause, elle ne doit pas être traitée comme une vérité physiologique actuelle.
Figure 6 — Le 77 Garmin est une estimation. Une simple correction de l’ordre de grandeur liée à la FCmax le ramènerait vers ~70–72, mais cela reste une estimation, pas le VO₂max actuel mesuré.
Et surtout : la FCmax n’explique pas tout
C’est ici que la démonstration doit être rigoureuse. Passer d’une FCmax utilisée de 184 à une FCmax plausible de 165–169 peut corriger plusieurs points de VO₂max, mais ne suffit pas, à lui seul, à ramener 77 vers les 60,2 mesurés dix ans plus tôt. Il reste donc trois possibilités, possiblement combinées : le VO₂max réel a effectivement changé ; le modèle interprète la relation puissance–FC à travers des hypothèses de coût énergétique et de population qui ne conviennent pas parfaitement à Arbaud ; ou d’autres variables de contexte et d’historique influencent l’estimation Garmin.
La seule façon de trancher est de refaire aujourd’hui une mesure maximale des échanges gazeux correctement étalonnée, puis de mesurer en parallèle les déterminants centraux, l’oxygénation et les variables périphériques accessibles. Sans cela, déclarer « Arbaud a 77 » serait scientifiquement excessif. La formulation correcte est : « la montre estime 77 ».
4. Mesurer vraiment : ce que doit contenir un test sérieux
Un bilan physiologique utile à l’entraînement ne devrait pas seulement chercher un VO₂max. Il devrait identifier pourquoi le sujet atteint cette valeur et où se trouvent ses réserves.
- Gaz expirés : V̇O₂, V̇CO₂, ventilation, RER, fractions expirées ; étalonnage des gaz et du débit avant le test, contrôle des délais et des fuites.
- Charge externe : puissance mécanique ou vitesse réellement produite, avec un protocole qui permet l’expression maximale sans artefact de pacing imposé.
- Cardiovasculaire : FC mesurée et, lorsque possible, VES et débit cardiaque ; en rappelant que PhysioFlow est une estimation non invasive, non un débit cardiaque invasif « direct ».
- Oxygénation : SpO₂ de bonne qualité, et si la question scientifique l’exige, gaz du sang/oxymétrie plus robuste pour documenter une éventuelle désaturation.
- Périphérique : différence artério-veineuse si elle est réellement accessible ou, plus souvent, indicateurs indirects cohérents (NIRS, lactate, cinétiques, récupération) interprétés avec prudence.
- Perception : RPE et sensations « facile – moyen – dur – très dur », indispensables pour relier la physiologie mesurée à la régulation réelle de l’athlète.
5. Le vrai enjeu : le chiffre doit conduire au bon entraînement
Chez Arbaud, le débit cardiaque de 2015 apparaît correct sans être extraordinairement élevé, tandis que l’extraction calculée est très forte. Ce profil est compatible avec un athlète ayant développé une composante périphérique robuste grâce à des efforts soutenus et prolongés proches de son FTP ou de son allure « moyenne à dure ». Mais le mot important est « compatible » : pour prescrire aujourd’hui, il faut re-mesurer aujourd’hui.
Si l’on trouvait un VES relativement limité mais une extraction exceptionnelle, le programme ne serait pas le même que chez un sujet ayant un énorme débit cardiaque et une extraction moyenne. De même, une désaturation à l’effort changerait l’interprétation. Le VO₂max n’est donc pas seulement une note ; c’est le produit d’un système que l’entraînement doit cibler sans le déséquilibrer.
C’est ici que les sensations deviennent un outil scientifique et pratique. Le RPE ne remplace pas les instruments : il permet de traduire les mesures en intensités vécues et de réajuster la charge lorsque la réponse du jour diverge du plan. Cela ne « garantit » pas l’absence de surentraînement, mais réduit le risque de poursuivre aveuglément une charge prescrite à partir d’un chiffre figé.
Conclusion — Quand la scalabilité économique rencontre la complexité du vivant
Une équation est bon marché à déployer. Une vraie mesure est chère parce que le vivant est cher à mesurer.
Il serait injuste de reprocher à Garmin de fabriquer des estimations : Garmin les présente comme telles et Firstbeat a publié les limites de sa méthode. Mais il serait tout aussi naïf d’ignorer l’économie du wearable. Un produit grand public doit donner un résultat instantané, automatique, reproductible à des millions d’utilisateurs, sans technicien, sans masque, sans calibration, sans électrodes délicates et sans physiologiste. Cette contrainte économique favorise nécessairement les proxys, les équations et les raccourcis calculatoires.
La science n’est pas hors-sol. Les questions que l’on finance, les instruments que l’on industrialise et les métriques que l’on transforme en produit sont influencés par leur coût, leur marché et leur rentabilité. Cela ne rend pas la technologie « fausse » ; cela impose de ne pas confondre ce qui est facilement scalable avec ce qui est physiologiquement complet.
BillaTraining a choisi une voie plus lente et moins confortable : rester indépendant, mesurer autant que possible les déterminants de la performance, accepter qu’un test soit cher, délicat, imparfait et exigeant, et refuser de transformer une approximation commode en vérité biologique. Oui, cela demande de l’expertise, du matériel fragile, des étalonnages, des contrôles et du temps. Il ne suffit pas de faire un gros chèque — ou, soyons modernes, un virement en centimes de Bitcoin — pour acheter une physiologie juste.
Le claim est donc simple : une montre peut vous donner un excellent indicateur de suivi. Elle ne peut pas, à elle seule, vous dire pourquoi vous avez ce VO₂max, ni quel entraînement vous convient. Pour cela, il faut mesurer le système vivant.
Laisser un commentaire