Utiliser la fréquence cardiaque

Une des principale  problématique de l’entraînement  est de pouvoir doser l’intensité de l’exercice. La vitesse de déplacement pourrait être un outil pratique. A pied, elle reste malheureusement difficilement mesurable directement et en temps réel. Et surtout, elle est très dépendante du profil et du terrain lui-même : sur la route, sur l’herbe, sur le sable, sur la neige… le rendement est différent, les repères de vitesse aussi.

Depuis toujours les entraîneurs ont cherché à calibrer l’intensité par un moyen de mesure fiable. La fréquence cardiaque s’est rapidement présentée comme ce moyen d’évaluer précisément le degré de difficulté de l’exercice.

Il est en effet simple de constater que plus l’effort est intense, plus la fréquence cardiaque s’élève. Quoi de plus naturel !
Les muscles doivent fournir plus de puissance, leur consommation d’énergie augmente. Or celle-ci est produite à partir de l’oxygène. Toute la machine s’active donc. Les muscles sollicités ont un besoin accru d’oxygène. Plus de sang, chargé de transporter cet oxygène, doit arriver jusqu’à eux. Le cœur, véritable pompe, doit accélérer la ré-oxygénation du sang, augmenter le débit, et … battre plus vite. Plus l’effort est difficile et plus ce mécanisme d’adaptation cardiovasculaire à l’effort est activé. La fréquence cardiaque qui est le nombre de battements par minute reflète donc bien l’intensité de l’exercice. Elle peut être utilisée comme un indicateur qui précise au pratiquant son degré d’effort. Correctement utilisée, elle devient une aide à la bonne gestion de l’entraînement sportif.

En pratique, l’utilisation de la fréquence cardiaque pour gérer sa vitesse de marche n’est pas si simple.

Connaître sa fréquence cardiaque du moment et constater ses variations parallèlement à l’accentuation ou la diminution de l’effort est une chose, interpréter ces données en est une autre.  Comment savoir si la fréquence cardiaque lue sur le cardio-fréquencemètre correspond à l’intensité souhaitée, à l’objectif de l’entraînement ? Là est la vraie question…

Le cadran peut afficher 150 battements par minutes, soit,  mais comment puis-je savoir si je ne devrais  pas plutôt être à 155, ou à 145… Une donnée prise toute seule en valeur absolue n’est en fait pas très utile. Il faudrait pouvoir interpréter les fréquences cardiaques mesurées, les  corréler avec son potentiel du moment.

Très logiquement, on peut penser que la fréquence cardiaque de l’exercice peut être comparée et rapportée à sa valeur maximale : FC max. En connaissant FC max, il est alors aisé de déterminer des zones d’intensité (des « zones  cibles » d’entrainement) en pourcentage de celle-ci, et ainsi donner une signification aux fréquences cardiaques relevées sur le terrain, à l’effort. Celles-ci deviennent réellement utiles.

FC cible = % FC maX

Mais une autre échelle de valeurs peut être utilisée, basée sur la « formule de Karvonen » (1957), du nom du physiologiste Finlandais Martii Karvonen. La fréquence cardiaque de réserve (FC réserve) est utilisée comme référence. Elle signe l’amplitude cardiaque et est définie comme la différence entre la FC max et la  fréquence cardiaque de repos (FC repos).

Cette méthode permet  un meilleure corrélation avec le potentiel du sportif. Les indications en pourcentage reflètent plus précisément celui-ci. En effet, deux sportifs ayant une même FC max peuvent avoir des FC repos bien différentes. Définir des zones cibles basées sur des pourcentages de FC de réserve plutôt que des pourcentages de FC maximale semble plus logique.  (L’intensité nulle à 0% étant  alors bien égale à FC repos).

FORMULE DE KARVONEN

FC cible = FC repos + % FC réserve

Sachant que : FC réserve = FC max—FC Repos

Que ce soit la fréquence cardiaque maximale ou la fréquence cardiaque de réserve qui sert  d’étalonnage, l’essentiel reste de garder toujours le même repère et ne pas comparer des valeurs en pourcentage, qui sont calculées à partir de repères différents. 

Reste une question, essentielle : comment connaître la fréquence cardiaque maximale ?  Car sans cette donnée, aucun calcul n’est possible.

Depuis des décennies, cette question a été au centre des préoccupations de nombreux physiologistes . Dans les années 50 le Suédois Per-Olof Astrand a été le premier a proposer une formule mathématique simple pour déterminer la fréquence cardiaque maximale de chaque individu, en partant du fait reconnu que cette FC max diminue avec l’âge.

FC max = 220 – âge (Astrand et Ryhming, 1954)

Plus récemment, d’autres physiologistes ont tenté de préciser les choses et d’établir une équation plus précise.

FC max = 205,8 – 0,685 X âge

(Inbar et al., 1994)

FC max = 208 – 0,7 X âge

(Tanaka et coll., 2001)

FC max = 208,754 – (0,734Xâge)

(Robergs et Landwehr, 2002)

FC max = 191,5 – (0,007 X âge²)

pour personnes de 35 à 75 ans

(Gellish et al., 2007) 

Ces différentes formules mathématiques restent établies sur la base de statistiques. Elles déterminent une moyenne.
Il est important de savoir que des individus peuvent avoir une  fréquence cardiaque maximale parfois bien différente de la moyenne (sans pour autant que cela signe quelque pathologie, fort heureusement…).

Des différences notoires peuvent être relevées entre deux individus de même sexe et de même âge. Il n’est ainsi pas rare de voir des valeurs de Fc max approcher, voire même dépasser, les 190 bpm pour des sportifs de plus de 50 ans… On est bien loin des 170 bpm théoriques ! Etablir une échelle d’intensité d’entrainement en utilisant une valeur FC max de 170 amènerait à des zones cibles pas franchement en phase à la réalité. On serait tenté de dire qu’on est même « carrément à côte de la plaque » !!

Une fréquence cardiaque maximale peut être mesurée sur le terrain. Le protocole n’est pas très compliqué, consistant à effectuer un effort d’une dizaine de minutes à intensité progressivement augmentée, amenant au maximum des possibilités sur les deux dernières minutes. Ce type de protocole est largement utilisé dans le cadre de la préparation de compétiteurs, habitués à te les efforts maximaux. Mais dans le cadre du sport de santé ou de remise en forme, il semble très imprudent de mettre en place ce type d’exercice en dehors d’un contrôle médical strict.

De ce fait, le pratiquant de loisir ne connaît pas réellement sa FC max. L’opportunité de pousser ses capacités jusqu’à la limite du maximum ne lui est pas offerte. Et c’est tant mieux !!Nous avons vu que la FC max théorique basée sur des formules mathématiques reste « très incertaine »… et que la Fc max réelle déterminée à partir d’un effort maximal de terrain impossible bien souvent à connaître.

Il est facile de conclure qu’il est donc difficile d’utiliser la fréquence cardiaque comme seul repère d’intensité.

La solution peut être de mettre en parallèle les fréquences cardiaques qui peuvent être relevées sur le terrain, avec les sensations vécues lors de la pratique. Nous touchons à la notion de « perception de l’effort » remise ces dernières années au goût du jour dans le monde de l’entraînement sportif de tous niveaux.

En corrélant les deux aspects, données chiffrées de FC d’une part et perceptions de l’effort (certes moins mesurable et plus subjectives mais toutefois bien réelles) d’autre part, il est possible d’établir des zones cibles d’entraînement individualisées. Il convient de vérifier que les sensations de terrain correspondent à celles attendues pour les zones de fréquence cardiaques calculées.
Il est possible de s’aider du tableau ci-dessous qui fait également apparaître des échelles de difficultés, pouvant également faciliter le contrôle de l’entraînement et de la progression.

Echelle de Borg	Echelle de Borg modifiée	Zone cible en % de FC maximale	Zone cible selon formule de Karvonen	Perception d’effort
6	0	< 60 %	< 30 %
7				Très très facile
8	1
9				Très facile
10	2	60-70 %	30-50 %
11				Assez facile
12	3
13		70-80 %	50-70 %	Un peu difficile
14	4
15	5	80-90 %	70-85 %	Difficile
16	6
17	7	90-95 %	85-90 %	Très difficile
18	8
19	9	95-100 %	90-100 %	Très très difficile
20	10