Par : Eric Laily, BSc Kinésiologue accrédité – préparateur physique et physiologiste de l’exercice

Le temps des fêtes est maintenant terminé et il est temps de profiter de nos cadeaux de Noël. Qu’est-ce que les triathlètes ont trouvé au pied du sapin? Un cyclo-entraîneur ou le dernier modèle de montre intelligente… À première vue, il est séduisant de pouvoir utiliser la technologie pour réaliser son entraînement cardio. Mais la fiabilité de ces instruments dépend de la manière dont nous les utilisons. Voici quelques conseils pour en tirer profit au maximum et retrouver la piste de course et remonter sur le vélo au printemps sans avoir perdu son temps durant l’hiver.

  1. Peut-on s’entraîner de manière fiable en se basant sur la fréquence cardiaque?

On sait que la fréquence cardiaque varie avec l’intensité d’effort. Plus l’effort est intense, plus la fréquence cardiaque augmente. Mais est-il pertinent de se baser sur les variations de cette fréquence cardiaque pour contrôler l’intensité de ses intervalles? À priori, la réponse est ‘oui’ et bon nombre de méthodes d’entraînement préconisent l’usage de la fréquence cardiaque pour définir les zones cibles. Ce n’est pourtant pas aussi simple, et ce, pour plusieurs raisons :

  • La fréquence cardiaque ne varie pas de manière linéaire avec l’intensité d’effort, comme on pourrait le penser. Par conséquent 80% de la fréquence cardiaque maximale d’un individu ne correspond pas à 80% de sa capacité aérobie maximale (valeur très importante que nous définirons par la suite).
  • Le calcul de la fréquence cardiaque maximale par la formule FCmax = 220-âge est trop générale et elle s’applique souvent mal à des sportifs entraînés. La formule de Karvonen pour le calcul de la fréquence cardiaque cible est un peu plus précise car elle utilise la fréquence cardiaque de réserve, mais là encore, il faut pouvoir déterminer la fréquence cardiaque maximale et la fréquence cardiaque de repos avec un degré de précision acceptable.

Fréquence cardiaque cible = (FC réserve x %intensité) + FC repos

Avec : FC réserve = FC max – FC repos

  • Le phénomène de dérive cardiaque entraîne une augmentation de la fréquence cardiaque, même si l’on maintient une intensité d’effort stable. Plusieurs hypothèses ont été avancées pour expliquer ce phénomène mais la plus plausible (et la plus communément admise à l’heure actuelle) est l’effet de la déshydratation sur le volume de plasma sanguin, obligeant le cœur à pomper plus fort pour amener la même quantité de nutriments aux muscles à l’effort. Cette dérive cardiaque est d’autant plus marquée que les efforts sont intenses et de longue durée, de sorte que, lors d’un entraînement fractionné, si l’on souhaite maintenir la même fréquence cardiaque à chaque intervalle, on risque fort bien de travailler en ‘sous-régime’ une fois rendu au n-ième intervalle, car cette fréquence cardiaque correspond alors à une intensité d’effort moindre.  Ou si l’on prend le problème à l’envers, on va être frustré parce que notre rythme cardiaque monte trop durant les pics d’intensité ou ne diminue pas suffisamment durant les périodes de récupération. On va donc en conclure que l’on n’est pas en forme ou que l’entraînement est inadéquat…

La fréquence cardiaque reste malgré tout une valeur de référence, facilement mesurable, et il ne faut pas l’écarter, mais il est important de garder en tête les limites d’un entraînement basé uniquement sur la mesure du rythme cardiaque. Celle-ci reste intéressante dans les cas suivants :

  • Pour les débutants, c’est un excellent guide pour apprivoiser la réponse du corps à l’effort.
  • Pour les entraînements continus, à intensité modérée, où l’on cherche à maintenir une fréquence cardiaque entre deux valeurs cibles.
  • Pour un entraînement par intervalles, pour vérifier que l’on ne dépasse pas les limites que l’on s’est fixées ou que la récupération est suffisante.

Pour des entraînements de longue durée ou ceux qui impliquent une répétition élevée d’intervalles à haute intensité, il est vivement conseillé d’utiliser d’autres paramètres, comme la perception d’effort.

             2.     Pourquoi utiliser la perception d’effort lors de ses entraînements?

Bien que subjective, l’échelle de perception d’effort, aussi connue sous le nom d’échelle de BORG modifiée, est très utile pour doser l’effet d’un entraînement. Elle consiste à évaluer sur une échelle de 1 à 10 (10 étant un effort maximal) son ressenti d’effort. On l’utilisera avec prudence chez le sportif débutant car sa perception de l’effort risque d’être faussement augmentée vers le haut. Néanmoins il est important d’éduquer le débutant afin qu’il sache être à l’écoute de son corps. Le coach aura donc intérêt à expliquer les signes physiologiques associés à chaque zone de travail (par exemple, pour un travail au seuil : un essoufflement marqué, une certaine difficulté à parler…). Chez l’athlète expérimenté, qui est habitué à ressentir les effets de l’exercice sur son corps, l’échelle de BORG est intéressante car elle tient compte, non seulement de la difficulté de l’entraînement, mais aussi de tous les facteurs extrinsèques pouvant affecter la performance (forme physique, surentraînement, stress, qualité du sommeil…). En tant que préparateur physique de course et de vélo, j’encourage mes triathlètes à consigner dans leur journal d’entraînement leur perception d’effort après chaque séance, ce qui me permet de vérifier si celle-ci corrobore avec l’intensité d’effort recherchée lors d’une séance et de moduler les entraînements subséquents s’il y a un décalage significatif. C’est donc un outil précieux autant pour l’athlète que pour le coach.

Évidemment, l’échelle de BORG comporte une part de subjectivité et il faut donc avoir recours à des facteurs plus précis si l’on souhaite paramétrer l’entraînement de manière optimale, dans le but d’améliorer la performance. On fera alors appel à la physiologie de l’effort.

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La méthode TRIMP
Le Dr Eric Banister a proposé un modèle permettant de mesurer la charge de travail durant un entraînement. Ses recherches sur le sujet ont débuté au milieu des années 70 et son modèle a a été affiné par la suite. Le modèle TRIMP (Training IMPulse) est un reflet de la quantité de glycogène utilisé au cours de l’entraînement. Le calcul de l’intensité d’effort se base sur la fréquence cardiaque (calculée en pourcentage de la fréquence cardiaque de réserve), la durée de l’effort et un coefficient qui tient compte de l’augmentation du taux de lactate sanguin lors d’un effort progressif chez des sujets entraînés.
Le modèle TRIMP présente plusieurs avantages :
  • Le pourcentage de la fréquence cardiaque de réserve donne un reflet plus juste de l’intensité d’effort.
  • Le facteur de pondération tient compte de l’influence de l’accumulation de lactate sanguin sur la performance de l’athlète.
  • Le modèle permet de quantifier la dose-réponse d’un effort cardio-vasculaire en fonction de la forme physique de l’athlète et de la fatigue engendrée par l’entraînement.
Il est indéniable que cette méthode est plus précise que les calculs basés sur la fréquence cardiaque ou la perception d’effort mais elle comporte toutefois plusieurs écueils :
  • Le modèle fonctionne mal pour des efforts intermittents, au cours desquels il y a des fluctuations importantes de la fréquence cardiaque.
  • Les coefficients de pondération ne prennent pas en compte les variations interindividuelles et l’effet de l’entraînement.
La complexité des équations compliquent les calculs, à moins de disposer d’applications qui permettent d’automatiser le calcul à partir des données d’une montre intelligente.
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3.  Pourquoi utiliser la physiologie de l’effort pour planifier ses entraînements?

Déterminer les données physiologiques de l’athlète va permettre, d’une part, d’évaluer sa capacité cardio-vasculaire, et d’autre part, de voir sa progression tout au long de sa période de préparation. Il existe de nombreux tests de terrain, à réaliser sur piste de course, citons le Léger-Boucher, le VAMeval ou encore le demi-Cooper parmi les plus courants. Ces tests sont intéressants parce qu’ils permettent de tester de large groupes en même temps (les équipes de sport collectif y ont recours pour évaluer leurs joueurs), et ils sont relativement faciles à administrer. Cependant, ils sont limités car :

  • Ce sont des tests indirects, ils comportent donc un certain degré d’imprécision
  • La durée des intervalles varie d’un test à l’autre et cela va grandement influencer la capacité de l’athlète à donner son maximum
  • Ils ne permettent pas de déterminer certains paramètres importants tels que le seuil anaérobie

Pour l’athlète d’endurance qui souhaite une évaluation précise de sa capacité cardio-respiratoire, la méthode de choix reste le test d’effort en laboratoire, appelé test de VO2 max. Loin d’être réservé aux athlètes d’élite, ce test est maintenant accessible à tous les sportifs, même ceux qui pratiquent leur discipline à titre récréatif. Je le recommande aux athlètes qui ont un ou deux ans d’expérience dans leur sport et qui souhaitent déterminer leur profil (sprinter ou marathonien), optimiser leur entraînement en fonction d’objectifs précis (épreuves de courtes ou longues distances…), et évaluer leurs progrès.

Le test consiste à mesurer les échanges gazeux lors d’un effort progressif qui va amener l’athlète à sa capacité maximale aérobie. Le VO2 max, mesurée en millilitre d’oxygène par minute et par kilogramme, reflète la taille du ‘moteur’ du sportif, soit la capacité du système à utiliser l’oxygène comme comburant pour fournir de l’énergie aux muscles. Il dépend de plusieurs facteurs, entre autres le sexe, la génétique, la discipline pratiquée, et bien sûr l’entraînement. Le test de VO2 max permet également de déterminer les paramètres suivants :

  • La fréquence cardiaque maximale de manière précise
  • La vitesse aérobie maximale (VAM) à la course ou la puissance aérobie maximale (PAM) sur vélo. Physiologiquement, la VAM ou la PAM correspond à un niveau d’intensité que l’on peut maintenir durant environ 5 minutes. En-dessous de cette limite, la consommation d’oxygène croît avec l’intensité de l’effort et l’énergie provient majoritairement du métabolisme aérobie. Au-delà de cette valeur, la consommation d’oxygène reste constante (ce plateau correspond au VO2 max) et la puissance supplémentaire est assurée par la filière anaérobie lactique.
  • Le seuil anaérobie, correspondant au deuxième seuil ventilatoire (voir encadré), plus précis que le seuil lactate (ce dernier est remis en cause car : s’il existe un tel seuil, il n’y a pas de consensus quant à sa valeur, et d’autre part, l’échantillon de sang utilisé pour l’analyse –pris au bout du doigt ou au lobe de l’oreille- n’est pas nécessairement représentatif du muscle à l’effort).

 

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Les seuils ventilatoires
Le test de VO2 max permet de déterminer les deux seuils ventilatoires :
Le premier seuil est le seuil d’adaptation ventilatoire (SV1), aussi appelé ‘seuil aérobie’. C’est le seuil à partir duquel on commence à travailler en endurance. Il se situe autour de 50-60% du VO2 max.
Le second seuil est le seuil d’inadaptation ventilatoire (SV2), aussi appelé ‘seuil anaérobie’. C’est le seuil à partir duquel l’organisme est en manque d’oxygène. L’accumulation de lactate provoque une diminution du pH sanguin, qui entraîne une augmentation de la ventilation. Le système cardio-respiratoire tente de rétablir l’équilibre mais si l’intensité de l’effort de diminue pas, les limites sont rapidement atteintes et le corps s’épuise. Chez les sportifs entraînés, ce seuil se situe au delà de 80% du VO2 max.
La connaissance de ces seuils permet une planification optimale de l’entraînement. Pour améliorer son endurance aérobie, la zone entre SV1 et SV2 est à privilégier, avec des intervalles dont la durée augmentera au fur et à mesure de la progression. Pour augmenter son VO2 max, il faut travailler à des intensités au-delà de SV2 par intervalles de courtes durées car, l’organisme s’épuisant rapidement, il ne peut travailler longtemps dans cette zone. Autant les sprinters que les athlètes de longue distance auront intérêt à repousser les limites de ce seuil, afin de soutenir une intensité d’effort  plus élevée sans risque de ‘frapper le mur’.
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Reste à déterminer un autre facteur très important : l’endurance anaérobie de l’athlète. Tandis que le VO2 max indique l’intensité qu’un athlète peut fournir lorsque les limites de son système aérobie sont atteintes, il faut également déterminer s’il est en mesure de maintenir un effort en zone anaérobie pendant longtemps, indiquant sa tolérance au lactate. Soulignons que le lactate n’est pas, comme nous l’avons longtemps pensé, un déchet métabolique. Il peut être à son tour métabolisé et utilisé comme source d’énergie (à condition de réduire l’intensité d’effort, c’est le principe même de l’entraînement par intervalles où des pics à haute intensité sont alternés  avec des périodes de récupération active). Le corps a une faible tolérance à travailler en anaérobie de manière prolongée. L’endurance anaérobie est donc un critère de performance et elle s’entraîne!

Ce test d’endurance anaérobie est bien connu des cyclistes, c’est le test de FTP (Functional Threshold Power), soit la puissance moyenne fonctionnelle sur un test de 20 minutes. L’idéal, pour avoir un test valide, est de pouvoir maintenir un effort constant pendant 20 minutes. La relation entre la FTP et la PAM est particulièrement intéressante car elle indiquera la qualité à améliorer (la puissance ou le seuil). À la course, il est possible de réaliser un test similaire, en se fixant comme objectif de courir le plus longtemps possible à la vitesse atteinte au  seuil ventilatoire (déterminée lors du test de laboratoire).

À l’issu de ces différents tests, le coach pourra utiliser ces données pour personnaliser l’entraînement de ses athlètes, en définissant des zones de travail et des objectifs basés sur des pourcentages de sa VAM ou de sa PAM (ou de sa FTP), de son seuil anaérobie… Votre montre GPS et votre capteur de puissance deviendront alors de puissants outils pour vous aider à progresser et faire de vous de meilleurs athlètes. Ne reste qu’à trouver l’énergie et la motivation de s’entraîner !

 

Eric Laily, BSc Kinésiologue accrédité

Préparateur physique & physiologiste de l’exercice

Entraîneur du club Dynamos Triathlon

MyoActif  Santé & Performance

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