Entraînement fractionné de haute intensité
méthode d'entraînement
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L'entraînement fractionné de haute intensité - de l'anglais high-intensity interval training (HIIT) - est un mode d'entraînement fractionné qui vise un renforcement de la condition physique par de brèves séances d'exercices en anaérobie.
Historique
Le concept de fractionnement intensif fut formalisé dans les années 1930 par l'entraîneur suédois Gösta Holmér, qui développa le fartlek (littéralement « jeu de vitesse » en suédois), une méthode alternant efforts intenses et récupération active en milieu naturel.
La forme moderne du HIIT est issue d'une étude publiée en 1996 par le professeur Izumi Tabata et ses collaborateurs du National Institute of Fitness and Sports de Tokyo, portant initialement sur des patineurs de vitesse olympiques[1]. Ce protocole consistait en 20 secondes d'effort à charge constante (environ 170 % de la VO2max) suivi de 10 secondes de repos, répété en continu pendant 4 minutes (8 cycles), réalisé sur ergocycle à frein mécanique. Les athlètes s'entraînaient 4 fois par semaine avec ce protocole, plus une séance d'entraînement continu. Résultat : des gains aérobies comparables à un groupe pratiquant l'endurance continue (70 % de la VO2max) cinq fois par semaine, avec en plus des bénéfices sur la capacité anaérobie, absents dans le groupe contrôle.
En 2019, Tabata publia une revue critique précisant les malentendus répandus autour de son protocole : les intervalles originaux ne sont pas des sprints à intensité maximale variable, mais des efforts à charge constante proches de l'épuisement[2].
Le professeur Martin Gibala et son équipe de l'Université McMaster (Canada) ont ensuite approfondi la recherche sur le HIIT appliqué à des populations non athlètes. Une étude de 2006 a démontré que seulement quelques semaines de sprint interval training produisaient des adaptations biochimiques musculaires initiales similaires à l'entraînement d'endurance traditionnel[3].
Mécanismes physiologiques
Consommation maximale d'oxygène (VO2max)
Le HIIT constitue un stimulus puissant pour l'amélioration de la VO2max, indicateur clé de la capacité cardiorespiratoire. L'intensité élevée des efforts mobilise pleinement le système cardiovasculaire et les fibres musculaires de type II, provoquant des adaptations centrales (débit cardiaque, volume d'éjection systolique) et périphériques (densité capillaire, extraction d'oxygène)[4].
Biogenèse mitochondriale et voie AMPK/PGC-1α
L'un des mécanismes moléculaires centraux du HIIT est l'activation de l'AMPK (AMP-activated protein kinase), enzyme captrice du statut énergétique cellulaire. Lors d'efforts intenses, la consommation rapide d'ATP entraîne une accumulation d'AMP et d'ADP, activant l'AMPK. Celle-ci phosphoryle et active le coactivateur transcriptionnel PGC-1α, considéré comme le régulateur maître de la biogenèse mitochondriale[5].
Une étude de Little et al. a montré qu'une séance aiguë de HIIT augmente l'abondance nucléaire de PGC-1α et active la biogenèse mitochondriale dans le muscle squelettique humain dès les 3 heures suivant l'exercice[6]. PGC-1α co-active en aval les facteurs NRF1, NRF2 et TFAM, conduisant à l'expansion du réseau mitochondrial et à l'augmentation de la capacité oxydative musculaire.
EPOC (consommation d'oxygène post-exercice en excès)
Après une séance de HIIT, l'organisme maintient une consommation d'oxygène élevée pendant plusieurs heures pour restaurer les stocks d'ATP et de phosphocréatine, réoxyder le lactate, réguler la température corporelle et normaliser les paramètres hormonaux. Ce phénomène, désigné sous l'acronyme EPOC (Excess Post-exercise Oxygen Consumption), prolonge la dépense énergétique au-delà de la séance elle-même[4].
Effets vasculaires
Le HIIT améliore la fonction endothéliale et réduit la rigidité artérielle par plusieurs mécanismes synergiques. Le stress de cisaillement hémodynamique généré lors des efforts intenses stimule l'oxyde nitrique synthase endothéliale (eNOS), augmente la biodisponibilité du monoxyde d'azote et améliore la vasodilatation endothélium-dépendante. Par ailleurs, le HIIT favorise le remodelage structurel vasculaire en stimulant la synthèse d'élastine et en régulant l'activité des métalloprotéases matricielles[7].
Protocoles principaux
Plusieurs protocoles standardisés existent, se distinguant par la durée des efforts, l'intensité cible et le ratio effort/récupération.
Chaque séance d’entraînement comporte une période préalable d'échauffement.
Chaque exercice est composé de deux phases. La première est une phase d'effort intense, réalisée à l'intensité maximale dont est capable le pratiquant. La seconde phase est la phase de récupération, qui se divise en deux types : active (d'intensité faible à moyenne) ou passive. La durée totale de la séance ne dépasse pas une demi-heure. Le ratio entre les temps d'effort et de repos est généralement de 1 pour 1. Ce ratio est contrôlé par l'usage d'un chronomètre ou minuteur (fonction "timer").
Certains incluent dans l'entraînement fractionné des séances de longue durée (jusqu'à 60 min) alternant effort intense, effort d'intensité moyenne et des phases de récupération actives et passives appelées High Insane Interval Training. D'autres l'étudient pour ses effets même en cas de sessions courtes (7 minutes)[8].
Protocole Tabata
Développé par Izumi Tabata en 1996, ce protocole consiste en 8 cycles de 20 secondes d'effort à charge constante (environ 170 % de la VO2max) entrecoupés de 10 secondes de repos, pour une durée totale de 4 minutes. Pour atteindre l'intensité requise d'environ 170 % de la VO2max, le pratiquant doit d'abord connaître la puissance maximale développée à son plafond d'oxygène lors d'un test d'effort, puis calibrer la machine pour fournir un effort 1,7 fois supérieur. Cette charge supra-maximale sature instantanément la filière aérobie et pousse la filière anaérobie dans ses retranchements absolus.
Ce protocole fut conçu pour être réalisé sur ergocycle à frein mécanique et constitue l'un des protocoles HIIT les plus courts et les plus intenses jamais étudiés[1].
Le véritable protocole Tabata est impossible à improviser sans passer par un test d'effort maximal en laboratoire. Pour le grand public, on adapte généralement la méthode en remplaçant les 170 % de la VO2max par un effort perçu comme "maximal absolu" (à fond de train), même si scientifiquement, ce n'est plus tout à fait la même rigueur.
Protocole Gibala
Développé par Martin Gibala (Université McMaster), ce protocole propose des intervalles de 60 secondes à environ 90–95 % de la fréquence cardiaque maximale, entrecoupés de 75 secondes de récupération active, pour 8 à 10 répétitions. Moins exigeant que le Tabata en intensité absolue, il a été testé avec succès sur des populations sédentaires et des personnes atteintes de maladies chroniques[9].
Sprint Interval Training (SIT)
Le SIT (entraînement fractionné par sprints) constitue la variante la plus intense du HIIT. Il repose sur des sprints maximaux (effort « tout-ou-rien ») de 10 à 30 secondes, séparés par des temps de récupération longs (ratio effort/repos de 1:4 à 1:8), permettant la resynthèse complète des stocks de phosphocréatine. Il sollicite quasi exclusivement la filière anaérobie alactique. Le test de Wingate (30 secondes à charge maximale) est fréquemment utilisé comme outil de référence dans les études de SIT[10].
Effets sur la santé
Sensibilité à l'insuline et régulation glycémique
Une méta-analyse portant sur 50 études (Jelleyman et al., 2015, Obesity Reviews) a démontré que le HIIT réduit significativement la résistance à l'insuline par rapport à une condition contrôle (différence moyenne standardisée [DMS] = −0,49 ; IC 95 % −0,87 à −0,12 ; p = 0,009) et par rapport à l'entraînement continu d'intensité modérée (DMS = −0,35 ; IC 95 % −0,68 à −0,02 ; p = 0,036)[11].
Little et al. ont également montré que deux semaines de HIIT à faible volume réduisent la glycémie moyenne et augmentent la capacité mitochondriale musculaire chez des patients atteints de diabète de type 2[12].
Composition corporelle
Une méta-analyse de Wewege et al. (2017, Obesity Reviews) portant sur 13 études a comparé le HIIT et l'entraînement continu modéré (MICT) chez des adultes en surpoids ou obèses. Les deux méthodes ont produit des réductions significatives de la masse grasse totale et du tour de taille, sans différence significative entre elles. En revanche, le HIIT a produit ces résultats avec environ 40 % de temps d'entraînement en moins[13],[14],[15],[16],[17],[18],[19].
Capacité cardiorespiratoire
De nombreuses études confirment que le HIIT améliore significativement la VO2max. La revue de Gibala et al. (2012) souligne que l'intensité de l'exercice est un déterminant majeur des adaptations mitochondriales et de l'augmentation de la capacité aérobie maximale, et que le HIIT produit ces adaptations en un volume d'entraînement nettement inférieur à l'endurance continue[4].
Précautions et contre-indications
Le HIIT est une méthode exigeante qui nécessite une évaluation préalable de l'état de santé. Certains profils de patients peuvent nécessiter une adaptation ou une supervision médicale avant d'entreprendre un programme.
Populations à risque cardiovasculaire
Chez les personnes présentant des antécédents cardiovasculaires (cardiopathie ischémique, insuffisance cardiaque, hypertension sévère, troubles du rythme), une consultation médicale préalable est indispensable. L'American Heart Association a néanmoins reconnu que le HIIT peut être sûr et efficace chez des patients cardiaques, sous supervision médicale[4].
Obésité sévère
La Haute Autorité de Santé française rappelle (2022) que les personnes en situation d'obésité présentent un risque cardiovasculaire majoré et un risque accru de blessures musculo-squelettiques. Lorsque l'IMC est supérieur à 35 kg/m², une visite médicale d'aptitude s'impose avant toute activité physique d'intensité élevée.
Risque de surentraînement
Un excès de séances de HIIT sans récupération suffisante expose au surentraînement : blessures musculo-tendineuses, fatigue chronique, baisse des performances et diminution de la motivation. La fréquence généralement recommandée dans la littérature scientifique est de 2 à 3 séances par semaine, les jours intermédiaires pouvant être consacrés à un entraînement d'endurance de faible intensité[4].
Pratique
Le HIIT est souvent pratiqué en cours collectif dans les salles de fitness et musculation. Il existe aussi de nombreux supports pour pratiquer le HIIT comme des vidéos YouTube, ou des applications pour smartphone, notamment le challenge Seven Workout[20],[8].
