En physiologie de l'endurance, les facteurs de performance en course à pied tiennent en trois variables depuis 1991 : la VO2max, la fraction d'utilisation et l'économie de course. C'est le modèle de Joyner. Une étude parue en 2026 dans Sports Medicine l'a testé sur 888 athlètes passés en labo, du loisir au niveau mondial, avec Andrew Jones et Michael Joyner lui-même parmi les auteurs (Mougin et al., 2026).
Un des résultats va à contre-courant de ce qu'on entend souvent en coaching. Deux coureurs peuvent tenir 78 % de leur VO2max au seuil, l'un à 10 km/h, l'autre à 15 km/h. Sur l'ensemble des coureurs, ce pourcentage explique moins de 6 % des écarts de vitesse. La VO2max et l'économie de course en expliquent environ 95 %.
Le modèle de Joyner : trois déterminants de la performance d'endurance
En 1991, Michael Joyner propose de prédire la performance d'endurance à partir de trois déterminants physiologiques :
- la VO2max, le plafond : le débit maximal d'oxygène que l'organisme peut utiliser, en mL/kg/min ;
- la fraction d'utilisation (FU) : le pourcentage de cette VO2max que le coureur tient au seuil, soit la part du plafond exploitable sur la durée ;
- l'économie de course : le coût en oxygène d'un kilomètre, en mL/kg/km. Plus le chiffre est bas, plus le coureur est économe.
Mis bout à bout, ils donnent la vitesse au seuil. VO2max × FU donne l'oxygène disponible au seuil ; divisé par le coût du kilomètre, on obtient une vitesse.
Le modèle sert de grille de lecture depuis 35 ans. La plupart des études qui le valident portaient pourtant sur moins de 20 sujets, presque tous des hommes. Personne n'avait mesuré le poids réel de chaque facteur sur une grosse cohorte, tous niveaux confondus. Pour la VO2max elle-même et la façon de la développer, voir notre article dédié.
Une cohorte de 888 athlètes, du loisir au niveau mondial
L'équipe de l'université de Loughborough a repris les tests de 495 coureurs, dont 105 femmes, et de 393 cyclistes. On s'en tient ici aux coureurs.
Test incrémental sur tapis (paliers de 4 minutes, pente de 1 %, lactate prélevé au lobe de l'oreille), puis un second test jusqu'à épuisement pour la VO2max. Deux seuils ont été identifiés :
- le seuil lactique 1 (LT1) : première hausse de la lactatémie, de 0,4 à 0,5 mmol/L au-dessus du repos. Un repère proche de l'allure marathon ;
- le seuil lactique 2 (LTP ou LT2) : hausse franche de 1,5 mmol/L entre deux paliers. Un repère pour les efforts de 20 à 60 minutes.
La vitesse à ces deux seuils sert d'indicateur de performance. Le coureur moyen affiche une VO2max de 56 mL/kg/min, une économie de 220 mL/kg/km, une FU de 78 % au LT1 et 88 % au LT2, pour 12,0 km/h au LT1 et 13,9 km/h au LT2.
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VO2max et économie de course font presque tout
Part de chaque déterminant dans les écarts de vitesse entre les 495 coureurs :
| Déterminant | Vitesse au LT1 | Vitesse au LT2 |
|---|---|---|
| VO2max | 72 % | 76 % |
| Économie de course | 22 % | 20 % |
| Fraction d'utilisation | 6 % | 4 % |
Quand on découpe les hommes en trois groupes de niveau, l'écart saute aux yeux. Du groupe le plus lent au plus rapide, la VO2max passe de 49,4 à 65,1 mL/kg/min et l'économie de 229 à 209 mL/kg/km. La FU au seuil, elle, bouge de 76 à 79 %. Trois points.
Chez les femmes, la VO2max pèse encore plus lourd (81 % au LT1, 86 % au LT2) et l'économie moins (15 % et 12 %). Avec 105 coureuses seulement, ces chiffres restent à confirmer.
Mis ensemble, les trois facteurs prédisent 94 à 99 % de la vitesse aux seuils, avec une erreur moyenne de 0,3 à 0,4 km/h. Trente-cinq ans après, le modèle de Joyner tient.
La fraction d'utilisation discrimine mal, mais reste utile au suivi
Un coureur loisir peut afficher une FU élevée simplement parce que sa VO2max est basse. Son seuil arrive vite en valeur absolue, mais haut en pourcentage. À l'inverse, un coureur très entraîné avec une grosse VO2max peut avoir une FU plus modeste et courir beaucoup plus vite.
Pour les auteurs, la FU garde sa valeur pour suivre un même athlète dans le temps, et chez l'élite, où VO2max et économie sont déjà resserrées. Exemple tiré de leurs données, deux coureurs à 17 km/h au LT2 :
- coureur A : VO2max 74 mL/kg/min, économie 216 mL/kg/km, FU 82 % ;
- coureur B : VO2max 58 mL/kg/min, économie 192 mL/kg/km, FU 91 %.
Même vitesse, deux profils opposés. Au plus haut niveau, Frank Shorter et Steve Prefontaine avaient des chronos quasi identiques sur 5 000 et 10 000 m, avec 13 mL/kg/min d'écart de VO2max (71,3 contre 84,4).
Pour comparer deux coureurs, le pourcentage de VO2max au seuil ne dit presque rien. Pour suivre le même coureur sur une saison, il reste utile.
Des repères stables, utilisables sans labo
Chez les coureurs, la vitesse au LT1 vaut environ 86 % de la vitesse au LT2, quel que soit le niveau et quel que soit le sexe (86 à 87 % chez les hommes, 86 % chez les femmes). Si on connaît l'un, on estime l'autre. Les auteurs rappellent que la vitesse critique correspond globalement au LT2 : un coureur avec une vitesse critique de 15 km/h aurait un LT1 autour de 12,9 km/h. Un ratio nettement plus bas ou plus haut que 86 % peut signaler un seuil à travailler en priorité.
Côté fréquence cardiaque, le LT1 tombe vers 86 % de la FCmax et le LT2 vers 94 %, avec des intervalles de confiance étroits et sans lien avec le niveau. Pour un coureur sans accès au labo, ce sont des cibles de FC exploitables. Un test reste plus précis.
Ce que ça change dans le suivi du coureur
La VO2max se construit surtout avec le volume d'endurance cumulé. Elle est très plastique pendant la jeunesse et les premières années de pratique ; ensuite, les gains deviennent moins réguliers et la progression passe de plus en plus par les autres déterminants. Pour un coureur adulte qui court depuis des années, l'économie devient le levier principal.
L'économie de course, c'est le terrain du kiné. Le renforcement lourd et la pliométrie font partie des interventions les mieux documentées pour l'améliorer (Denadai et al., 2017), y compris en état de fatigue (Zanini et al., 2025). Le volume et les sorties longues y sont aussi associés, sur des données transversales. Voir notre article sur le renforcement du coureur pour la mise en pratique.
Le test d'effort reste la référence : VO2max, économie et seuils mesurés donnent le profil le plus fiable. Le ratio de 86 % et les cibles de FC servent quand le labo n'est pas accessible.
Les limites de l'étude
- Les auteurs mesurent des vitesses aux seuils, pas des chronos de course. Tactique, terrain et durabilité (la résistance des déterminants à la fatigue, souvent présentée comme 4e facteur) ne sont pas pris en compte. En trail et en ultra, extrapoler avec prudence.
- Étude observationnelle et transversale : on parle d'associations, pas de causalité.
- Femmes sous-représentées : 105 coureuses sur 495.
- La cohorte va du loisir au niveau mondial. Cette hétérogénéité gonfle mécaniquement le poids de la VO2max. Dans un groupe homogène, des marathoniens à 3h15 par exemple, la hiérarchie peut changer.
- Seuils définis par des hausses fixes de lactate : d'autres méthodes donneraient des valeurs un peu différentes.
- Volume et type d'entraînement des participants non rapportés. Tests sur tapis, en un seul passage, à l'état frais.
Au-delà de la physiologie : les autres facteurs de performance
Le modèle de Joyner décrit le moteur, mesuré sur un athlète reposé. Le jour de la course, d'autres paramètres entrent en jeu. La durabilité pèse lourd sur marathon et en trail : garder son économie et ses seuils après deux heures d'effort vaut autant qu'une grosse VO2max. La gestion de l'allure fait gagner ou perdre des minutes sans rien changer à la physiologie. Chaleur, dénivelé, surface et chaussures modifient le coût du kilomètre. Ces facteurs ne remplacent pas les trois déterminants de Joyner, ils décident de ce que le coureur en tire en compétition.
Questions fréquentes
Quel est le facteur de performance le plus important en course à pied ? Entre coureurs de niveaux différents, la VO2max : elle explique environ trois quarts des écarts de vitesse au seuil. L'économie de course vient ensuite, pour environ un cinquième. Dans un groupe homogène, la hiérarchie peut changer.
Peut-on améliorer son économie de course ? Oui. Le renforcement lourd et la pliométrie font partie des outils les mieux étayés, y compris pour la préserver en fin d'effort. Le volume et les sorties longues y sont aussi associés.
Comment estimer ses seuils sans test en laboratoire ? La vitesse critique, calculée à partir de chronos, approche le LT2. Le LT1 se situe vers 86 % de cette vitesse. En fréquence cardiaque, comptez environ 86 % de la FCmax au LT1 et 94 % au LT2.
Le modèle de Joyner tient sur 888 athlètes. Pour comparer deux coureurs, regardez la VO2max et l'économie ; gardez la fraction d'utilisation pour suivre le même coureur au fil des saisons. L'économie reste le levier modifiable sur lequel le kiné agit le plus directement, par la force et la pliométrie. La durabilité, absente d'un modèle mesuré sur des athlètes frais, reste à surveiller en trail.
