Fréquence cardiaque, puissance et rentabilité du sportif

Le sportif connecté
La  fréquence cardiaque est le paramètre le plus fréquemment mesuré chez le sportif, associé en général aux données GPS, ce qui définit 3 bases compréhensibles pour nos athlètes: le temps, la distance (des deux donnant ainsi la vitesse) et le dénivelé.
Mais comment interpréter cette fréquence cardiaque qui varie avec le type d’exercice, la vitesse, le dénivelé mais également avec des critères techniques qui influent sur la rentabilité dans l’effort.

La puissance (P) se mesure en  watts, elle est dépendante de la force (F) et de la vitesse (V) de pédalage (cadence) selon la formule suivante: P = F x V.  
Ainsi, deux cyclistes peuvent exercer une force identique sur les pédales tout en ayant une fréquence de pédalage différence.
Celui qui augmente significativement sa cadence de pédalage développe automatiquement une puissance supérieure, ses performances dont donc supérieures.
Mais attention, le sportif de bon niveau se doit d’être capable de reproduire les efforts pendant des durées suffisamment longues et ainsi, cette puissance doit être étalée sur les moments décisifs de l’épreuve sportive.
Donc, au cours d’une épreuve cycliste, hormis les périodes de sprints (parfois autour de 1000 watts sont développés pendant quelques secondes), les puissances optimales arrivent tout de même à être maintenues pendant de nombres minutes à des zones pouvant atteindre 400 watts pendant près d’une heure chez l’athlète très entrainé).
Plus l’épreuve est longue, plus elle dure et ainsi, la puissance moyenne développée baisse automatiquement  (entre 15 minutes et une heure, on peut perdre un watt par minute).

Se rapprocher de son poids de forme participe à la rentabilité au cours de l’exercice. Ceci est vrai en course à pied comme sur le vélo, il suffit de s’entrainer avec un gilet lesté pour s’en convaincre (2 kg suffisent).
Le ressenti du sportif se verra amélioré, les performances surtout. On considère 
que, dans une montée à 7% de moyenne, un kilo en moins représente cinq watts de puissance en plus. Dans un domaine ou les secondes sont comptées, on imagine bien l’intérêt d’être optimal dans la recherche du poids de forme.


L’aptitude aérobie du sportif
Durant un travail physique intense et prolongé, l’aptitude d’un individu dépend surtout de sa faculté à prélever (au niveau des poumons), transporter (par le sang), délivrer de l’oxygène aux muscles en activité, qui eux-mêmes pourront l’utiliser au maximum.
Le volume d’oxygène consommé est le VO2 à un moment donné. Au maximum de l’exercice aérobie (énergie produite par combustion avec consommation d’oxygène), c’est le VO2max. Le VO2max correspond à un niveau d’effort au delà duquel on ne peut pas apporter plus d’oxygène à notre moteur. 
Ainsi, le VO2max permet de déterminer l’aptitude physique d’un individu à effectuer un travail intense et prolongé.

La rentabilité, l’économie de course
Mais la puissance et la vitesse au cours d’une épreuve endurante ne sont pas dépendants exclusivement du VO2max. L’autre élément à prendre en compte est la rentabilité dans l’effort (fréquence de pédalage, foulée, économie de course).
Ainsi, on ne peut pas réduire la pratique du cyclisme à un gros volume d’entrainement. Enchainer les kilomètres ne suffit pas pour être performant. Comme dans tous les sports, il faut prendre en compte da rentabilité dans l’exercice, en sachant que plus on mobilise des masses musculaires, plus la consommation d’oxygène augmente. C’est là qu’il faut trouver la bonne cadence en fonction du braquet afin de rester sur une utilisation raisonnable du VO2 max). Si on reste trop longtemps à un gros pourcentage du VO2max, on approche malheureusement de la fin de l’exercice.

L’épreuve d’effort VO2 max et la détermination des seuils
Elle permet de déterminer entre autre PMA, VMA, VO2max, Seuil ventilatoire 1 et 2. L’ensemble des applications à l’entraînement va résulter de l’identification de SV1 et SV2.
La valeur du 2ème seuil (SV2) est intéressante pour le sportif car elle permet de déterminer à quel pourcentage du V02max on passe de l’état métabolique favorable à l’autre. Plus ce pourcentage sera élevé, meilleure sera la capacité d’endurance du coureur.
La capacité aérobie peut se définir comme la capacité à utiliser le potentiel aérobie. Car il ne suffit pas d’avoir un excellent VO2max pour avoir un haut niveau de performances aérobies.

Les applications à l’entrainement
S’il existe une relation linéaire entre puissance et fréquence cardiaque, ce n’est pas le cas  entre niveau de performance et fréquence cardiaque. En effet, les fréquences cardiaques maximales sont individuelles (les logiciels donnent des valeurs moyennées sur des groupes de population mais avec des risques d’échapper à ces profils types).
L’entraînement devra comporter des séances alternant un travail aérobie et des exercices de puissance (fractionné long). Le tout peut donc être guidé par le cardio-fréquencemètre, avec les cibles prioritaires de la zones de seuils.
Même si le VO2max reste peu ou pas modifiée au cours de la saison, ce qui compte c’est être capable pour un même VO2 de développer des puissances ou une vitesse supérieures.
L’entraînement cherchera à décaler le plateau d’endurance (donc le SV2) vers la droite, c’est-à-dire vers des puissances supérieures. Pour la même adaptation énergétique, l’effort produit sera alors supérieur. D’autres indicateurs pourront également témoigner d’une amélioration, telle que des FC identiques pour un niveau de puissance supérieur. La fraction d’utilisation de l’O2 pourra également être modifiée.
La répétition de ces tests au cours d’une saison sportive montre en général ce type de progression. Un VO2max identique n’exclut pas une amélioration du niveau de performance (l’important est d’être capable d’utiliser pendant longtemps un gros pourcentage du VO2max).

Au final, si les applications pratiques des tests d’effort type VO2max sont reconnues, l’étude et l’amélioration de la rentabilité sont indispensables lorsque l’on veut optimiser la performance.

Auteur : Gilles Testou

Dr Gilles TESTOU Diplômé de la Faculté de Médecine de Marseille Capacité d'aide médicale urgente (Nice) Capacité de Médecine et Biologie du Sport (Marseille - Montpellier) Diplôme universitaire de nutrition du sportif (Paris) Diplôme inter-universitaire de physiopathologie de l'exercice (Paris - Montpellier - Strasbourg) Diplôme inter-universitaire en échographie de l'appareil locomoteur (Paris - Nîmes) Médecin fédéral plongée et basket-ball Médecin de Pôles espoirs football et judo Médecin de club de volley-ball professionnel Médecin de club de football professionnel pendant 20 saisons