A-t-on atteint les limites de l’endurance humaine ?

Au-delà d’une journée d’effort, ce ne sont ni les muscles, ni le cœur, ni même le mental qui fixent la limite de l’endurance, mais… l’estomac. Selon une étude parue en 2019, notre capacité à digérer plafonnerait à environ 2,5 fois notre métabolisme de repos. Une théorie qui a beaucoup fait parler, mais qui laissait planer le doute : s’applique-t-elle aussi aux athlètes d’élite ? À des phénomènes comme Kilian Jornet, capable d’enchaîner 72 sommets de 4 000 mètres et 4 000 kilomètres de vélo en un mois, carburant… à l’huile d’olive ? Pour en avoir le cœur net, des chercheurs ont voulu comprendre comment notre capacité à assimiler les calories pourrait bien définir, en fin de compte, les véritables frontières de l’endurance humaine.

Une étude publiée dans Current Biology s’est donc penchée sur la question, en mesurant la dépense calorique de 14 ultrarunners et triathlètes de classe mondiale, et en analysant les données d’entraînement de sportifs hors norme comme Kilian Jornet. Voici ce qu’elle révèle.

Comment ont-ils procédé ?

L’étude a été menée par Andrew Best, du Massachusetts College of Liberal Arts, et Herman Pontzer, chercheur à Duke University, déjà co-auteur du papier fondateur de 2019. Leur travail s’appuie sur un protocole précis : quatorze athlètes d’ultra-endurance ont bu de l’eau marquée avec des isotopes, ce qui a permis de mesurer avec exactitude le nombre de calories brûlées à différents moments. Les chercheurs ont recueilli ces données lors d’événements extrêmes : un ultratrail de six jours, une tentative de record sur 24 heures, ou encore le FKT de Joe McConaughy sur l’Arizona Trail, bouclé en 13 jours. Ils ont aussi mesuré leur dépense calorique pendant des semaines d’entraînement plus classiques – pour des raisons qui, on va le voir, sont essentielles.

Les chiffres enregistrés en compétition dépassaient largement la fameuse limite théorique de 2,5 fois le métabolisme de repos – autrement dit, 2,5 fois la dépense d’énergie minimale nécessaire au fonctionnement du corps au repos. Pour un adulte dont le métabolisme tourne autour de 1 800 calories par jour, cela représente environ 4 500 calories quotidiennes « soutenables » sur la durée. Au-delà, l’organisme ne parvient plus à assimiler suffisamment d’énergie pour compenser et commence à puiser dans ses réserves. Sur une courte période, il peut tenir en accumulant une « dette calorique », en brûlant de la graisse – et parfois du muscle.

« Joe a perdu énormément de poids sur l’Arizona Trail », raconte Andrew Best. Mais cela ne peut pas durer indéfiniment. Si vous dépensez 9 000 calories par jour, comme l’estime Kilian Jornet lors de son dernier défi, et que vous n’en ingérez que 7 000, vous pouvez tenir quelques semaines, peut-être un mois, avant de vous prendre le mur.

C’est pour cela qu’Andrew Best s’est aussi intéressé aux semaines d’entraînement. En comparant, pour chaque coureur, au moins deux mesures – l’une pendant une période d’effort intense, l’autre pendant une phase moins intensive –, il a pu établir une formule reliant la dépense calorique à la charge d’entraînement. En appliquant cette équation à une année complète de données, il a déterminé combien de calories ces athlètes pouvaient brûler non plus sur quelques jours, mais sur douze mois. Et c’est là que réapparaît la fameuse limite des 2,5 fois le métabolisme de repos.

Que révèlent ces données ?

Sur le graphique, la « metabolic scope » – autrement dit, la quantité de calories brûlées chaque jour exprimée en multiples du métabolisme de repos – révèle des tendances claires.

Les points bleus foncés, à gauche, correspondent aux mesures directes réalisées pendant les courses et les semaines d’entraînement. On y voit des valeurs allant jusqu’à sept fois le métabolisme de repos, notamment lors d’une tentative de record sur 90 miles en une seule journée.

Les points bleus clairs proviennent des journées d’entraînement des athlètes, et représentent des périodes d’effort plus longues. À six semaines (soit 42 jours), les valeurs varient entre 2,5 et 4. Le point situé à 4 correspond à un coureur ayant parcouru la distance hallucinante de 3 200 kilomètres en 46 jours, soit environ 530 kilomètres par semaine, pendant une tentative de record sur l’Appalachian Trail. Un niveau d’effort évidemment impossible à maintenir toute une année.

Plus la période s’allonge – 30 semaines, 52 semaines –, plus les points bleus clairs se regroupent autour de 2,5. Certains athlètes se situent légèrement au-dessus, d’autres un peu en dessous, mais aucun ne parvient à maintenir durablement un niveau significativement supérieur à cette limite.

Et qu’en est-il des super-élites, comme Kilian Jornet ou le triathlète Kristian Blummenfelt ? En croisant leurs données publiques d’entraînement avec la formule issue de l’étude, Andrew Best estime que Blummenfelt tourne en moyenne à 2,8 à 2,9 fois son métabolisme de repos sur l’année, et Jornet à 2,75. Autrement dit, les meilleurs des meilleurs dépassent légèrement le plafond des 2,5 – mais à peine.

Ce que ça veut dire

Deux éléments du graphique retiennent particulièrement l’attention. Le premier – et sans doute le plus important – est cette ligne horizontale, à droite, qui correspond à l’asymptote théorique de 2,5 fois le métabolisme de repos : la fameuse limite digestive. Ces nouvelles données confirment qu’elle semble bel et bien réelle. Car si Kilian Jornet ne la dépasse pas (ou à peine), difficile d’imaginer qui le pourrait.

Mais, surprise : Herman Pontzer, l’un des auteurs de la théorie initiale, se montre aujourd’hui moins catégorique qu’en 2019.

En cause : de nouvelles données issues du cyclisme professionnel. Des études menées sur des coureurs du Giro d’Italia, par exemple, montrent qu’ils brûlent plus de quatre fois leur métabolisme de repos pendant 24 jours sans perdre de poids — ce qui signifie qu’ils absorbent autant de calories qu’ils en dépensent. Peut-être que les progrès constants de la nutrition sportive, notamment dans la conception de glucides ultra-digestes, repoussent peu à peu les limites de notre tube digestif.

L’autre élément marquant du graphique, c’est la courbe du côté gauche. Sa forme rappelle celle qu’on observe lorsqu’on trace sa vitesse sur des courses plus courtes (quelques heures tout au plus) en fonction du temps écoulé. Dans ce cas, la ligne tend vers une vitesse appelée « vitesse critique », soit le rythme qu’on peut tenir durablement. Au-dessus de cette vitesse, on « emprunte » de l’énergie – un peu comme un crédit – jusqu’à ce que le corps atteigne ses limites. Les coureurs de demi-fond, par exemple, ont une grande capacité à puiser dans ces réserves-là.

Pontzer pense que le même principe pourrait s’appliquer aux efforts sur plusieurs jours : on peut « emprunter » beaucoup de calories sur une courte période (et grimper bien au-dessus du seuil de 2,5), ou un peu moins sur plusieurs semaines. Mais sur six mois, plus de crédit possible : les entrées et les sorties doivent s’équilibrer.

Reste à comprendre ce qui façonne précisément cette courbe. La quantité de graisse corporelle ? La capacité à oxyder les lipides plus efficacement ? Le rapport entre graisses et glucides brûlés selon l’intensité ? Ou d’autres facteurs, non métaboliques, comme la récupération musculaire ou la fatigue mentale ?

La physiologie de l’endurance extrême reste un champ d’étude encore jeune. Ce qui veut dire une chose : on n’a pas fini d’en apprendre sur le corps humain — ni de s’émerveiller de ce qu’elle peut endurer.