« Qui veut voyager loin, ménage sa monture »
Cet article est destiné à vous familiariser avec un certain nombre de paramètres physiologiques en rapport avec l’activité sportive et plus particulièrement la course à pied afin de mettre en œuvre ultérieurement des stratégies d’entrainement indispensables à votre progression (quel que soit votre niveau). Nous définirons également quelques termes peu usités dans le langage courant afin de bien fixer les choses. La maitrise de ces concepts de base va vous permettre de comprendre les mécanismes mis en jeu et, par la suite, de déterminer vos différentes allures de course et d’éviter les séances d’entrainement en « surrégime » ou en sous régime. Il s’agit donc d’un préalable à tout entraînement mené avec succès.
L’aérobiose
« Ambiance riche en oxygène qui permet une dégradation de la matière organique dégageant du gaz carbonique et de l’eau ». (source Wiktionnaire)
En physiologie du sport cela veut dire que la production d’énergie nécessaire à l’accomplissement de votre effort utilisera l’oxygène de l’air pour dégrader les glucides en produisant du dioxyde de carbone (CO2) et de l’eau (H2O). Il s’agira donc d’une activité aérobie.
Très schématiquement : C6H12O6 (glucose) + O2 ———–> 6 CO2 + 6 H2O + Energie
Bien évidemment la réaction chimique complète est bien plus complexe et nous l’aborderons plus tard dans un article consacré à la production d’énergie.
L’anaérobiose
« Ensemble des conditions de vie d’un organisme vivant dans un milieu sans oxygène. »
En physiologie du sport cela signifie que la production d’énergie n’utilisera pas l’oxygène de l’air pour produire de l’énergie mais une autre voie métabolique appelée soit :
– voie anaérobie lactique qui aboutira à la formation d’acide lactique (ou acide 2-hydroxypropanoique) dont la formule chimique est C3H6O3. Elle intervient quand les capacités aérobies sont dépassées dans les efforts dits supramaximaux et sera rapidement limitée dans le temps du fait justement de cette production d’acide lactique (ou lactates qui est un sel d’acide lactique).
– voie anaérobie alactique qui fait intervenir la créatine stockée dans les cellules musculaires. C’est la source la plus rapide de production d’énergie mais elle ne permet qu’un effort de très courte durée (course de 100m par exemple), le temps de l’épuisement des réserves de créatine ([NH2-C(NH)-NCH2(COOH)-CH3]). La créatine est présente dans les muscles principalement et dans le cerveau. Nous verrons que sa supplémentation systématique dans certaines disciplines sportives (body-building, sprint…) est sujette à controverse bien que cette molécule ne soit pas considérée comme dopante.
La VO2 max.
Il s’agit de votre consommation maximale d’oxygène (ou plus exactement dioxygène dont le symbole chimique est O2) que vous pouvez utiliser par unité de temps lors d’un exercice dynamique aérobie maximal. Elle s’exprime en litre de dioxygène par minute (L/min). Toutefois, dans un souci de standardisation et de personnalisation, cette mesure est ramenée à votre poids pour vous fournir votre VO2 max spécifique qui s’exprimera en ml/min/kg. Ainsi ramenée au kilogramme de masse corporelle, cette valeur peut-être comparée à celle d’autres individus ou permettre de monitorer votre progression.
Cette VO2 max spécifique représente la capacité de votre organisme à :
- Prélever l’oxygène de l’atmosphère (ventilation et respiration)
- Transporter l’oxygène (système cardiovasculaire et erythrocytaire (globules rouges))
- Consommer cet oxygène (en particulier dans les tissus musculaires grâce aux mitochondries)
Elle définit donc la capacité de l’organisme à consommer et à utiliser l’oxygène de l’air pour couvrir les dépenses énergétiques des muscles en exercice. Pour simplifier, les nutriments fournis par votre alimentation (plus particulièrement les glucides) correspondent à votre carburant, et la combustion de ce carburant (comme toute combustion) nécessite un apport en oxygène afin que vos muscles fournissent de l’énergie vous permettant d’effectuer votre course.
La mesure précise de la VO2max s’effectue en laboratoire sur un ergomètre (tapis roulant) ou un ergocyclomètre (vélo fixe) à partir de l’analyse des gaz expirés à l’aide d’un pneumotachomètre relié à un masque apposé sur la bouche au cours d’un exercice d’intensité croissante. Toutefois cette mesure est conditionnée par la température, la pression atmosphérique et le taux d’humidité ambiante (Basal Temperature and Pressure Saturated ou BTPS). Afin d’affiner la mesure, le système recalcule automatiquement la valeur obtenue dans des conditions de température, pression atmosphérique et taux d’humidité standardisées (Standard Temperature and Pressure Desatured ou STPD à 0°C, 1013hPa et 0% humidité).
Bien évidemment, ce procédé reste un outil de recherche particulièrement couteux et concernera surtout les élites sportives. Si vous avez l’opportunité de la déterminer, faites-le, mais cette valeur purement théorique ne vous sera pas d’une grande utilité au quotidien à moins de courir constamment avec un masque et un pneumotachomètre portable afin de visualiser en temps réel votre consommation d’oxygène. Donc, rassurez-vous, vous ne serez pas obligés d’effectuer ce test mais il est important d’avoir à l’esprit cette notion de consommation maximale d’oxygène spécifique pour bien comprendre, plus tard, l’importance du respect de vos allures de course qui vous sont propres.
Les valeurs courantes de VO2 max sont pour les hommes comprises entre 45 et 50 ml/kg/mn et entre 35 et 40 ml/kg/mn pour les femmes. A titre d’exemple Killian Jornet, le coureur d’ultratrail, a une VO2 max de 92 ml/kg/mn. Certaines antilopes, sans plans d’entrainement, atteignent des valeurs de 380 ml/kg/mn ce qui relativise grandement les performances de nos plus grands champions humains et porte un coup certain à notre anthropocentrisme.
La VO2max s’explique en partie par un facteur génétique correspondant au développement plus ou moins important des organes limitant le transport de l’oxygène tel le volume ventriculaire gauche, le diamètre de l’anneau fibreux aortique, la capacité pulmonaire ou l’activité enzymatique des mitochondries musculaires . L’entrainement permet de façon prépondérante d’augmenter sa VO2max dans une proportion d’environ 20%, à condition qu’il soit bien codifié en intensité, durée et fréquence.
La puissance maximale aérobie ou PMA
Il s’agit de la puissance, exprimée en Watt, développée à VO2max. Elle est d’un usage peu maniable pour les coureurs qui lui préfèreront la mesure de la VMA (vitesse maximale aérobie). Elle nécessite un capteur de puissance et sera donc plutôt utilisée par les cyclistes.
La VMA ou vitesse maximale aérobie.
La détermination de la VO2 max en laboratoire n’étant pas à la portée de tout un chacun, un certain nombre de tests ont été élaborés afin de caractériser votre vitesse maximale aérobie spécifique relativement bien corrélée à votre VO2 max spécifique. Votre VMA peut être considérée comme votre vitesse à VO2 max. Elle s’exprime donc en Km/h. Elle est donc beaucoup plus maniable au quotidien.
Selon la formule de Léger et Mercier : VO2 max=VMA x 3.5.
Nous allons maintenant détailler quelques principaux tests de détermination de la VMA.
Le test (inapproprié) de Cooper : ce test consiste à courir la plus grande distance possible sur une piste d’athlétisme à vitesse constante durant 12mn. La vitesse obtenue correspond à votre VMA.
Exemple : en 12 mn vous parcourez 3 kms, votre VMA sera donc de 15 km/h ((3/12)x60=15). Si vous parcourez 3 kms en 12 mn alors, par extrapolation, vous parcourriez 15 kms en une heure, en admettant que vous soyez capable de tenir ce rythme durant 1h.
Toutefois il est improbable de soutenir son rythme de VMA pendant 12 mn. En général on considère que l’on peut courir à sa vitesse maximale aérobie entre 4 et 8 mn c’est pourquoi, pratiquement, on utilisera le test de demi Cooper, c’est-à-dire que l’on procèdera au même test pendant seulement 6 mn. Il vous suffira alors de multiplier par 10 votre distance parcourue en 6 mn pour obtenir votre VMA.
Si vous êtes débutants, l’inconvénient va être de déterminer votre vitesse de départ (ni trop rapide ni trop lente).
Le test Léger : dit aussi test navette ou bip test. Ce test consiste en la réalisation d’allers et retours, jusqu’à épuisement sur une distance de 20m à une allure croissante de 0.5 km/h toutes les minutes. Vous trouverez, ci-dessous, un tableau récapitulatif extrapolant les VMA aux vitesses des différents paliers. Cette extrapolation prend en compte les décélérations et reprises de vitesse dues aux demi-tours.
| Palier | Vitesse moyenne pendant le test | Extrapolation avec VMA sur piste |
|---|---|---|
| 1 | 8,5 | 8,8 |
| 2 | 9 | 9,5 |
| 3 | 9,5 | 10,3 |
| 4 | 10 | 11 |
| 5 | 10,5 | 11,8 |
| 6 | 11 | 12,3 |
| 7 | 11,5 | 13,3 |
| 8 | 12 | 14 |
| 9 | 12,5 | 14,8 |
| 10 | 13 | 15,5 |
| 11 | 14 | 17 |
| 12 | 14,5 | 17,8 |
| 13 | 15 | 18,5 |
| 14 | 15,5 | 19,3 |
| 15 | 16 | 20 |
| 16 | 16,5 | 20,8 |
| 17 | 17 | 21,5 |
| 18 | 17,5 | 22,3 |
| 19 | 18 | 23 |
Le test de Vameval : Le coureur se lance sur une piste d’athlétisme sur laquelle des repères sont posées tous les 20 mètres, il est guidé par une bande sonore. La vitesse augmente de 0.5 km/h toutes les minutes. A chaque signal sonore, il doit se trouver au niveau d’un repère. S’il est trop en retard (d’une distance supérieure ou égale à 2 mètres) et ne parvient pas à combler ce retard sur les 3 plots suivants, il doit s’arrêter et la vitesse correspondant au dernier plot atteint dans les temps détermine sa VMA. Il existe des CD pré-enregistrés au protocole de l’épreuve dans les magasins spécialisés ou téléchargeables sur Internet.
Il existe un certain nombre d’autres variantes de ces tests de VMA à vitesses progressives que nous ne détaillerons pas.
Le Test du Train Maximum Imposé (TMI) vous sera utile pour valider la valeur de votre VMA obtenue par le ou les tests précédents.
Après un échauffement de 20 minutes, vous allez courir à 100% de la VMA précédemment calculée le plus longtemps possible. Si vous ne parvenez pas à maintenir cette vitesse pendant plus de 4 minutes, votre VMA a été surévaluée, si vous parvenez à la soutenir pendant plus de 7 minutes, votre VMA a été sous-évaluée. Entre 5 et 7 minutes votre VMA a été correctement évaluée.
Il faut souligner tout de même que, déjà à VO2 max ou à VMA, une partie non négligeable de l’énergie est fournie par d’autres voies métaboliques que la filière aérobie, et en particulier par un processus anaérobie utilisant la voie des lactates dans une proportion d’environ (85% aérobie/15% anaérobie) ce qui explique l’impossibilité de soutenir cet effort au-delà de 8 minutes.
La course à pied est un sport d’endurance et se pratique donc majoritairement en aérobiose (c’est-à-dire que vous utilisez l’oxygène de l’air pour assurer la combustion des nutriments et fournir de l’énergie à vos muscles). Si vous êtes un coureur de 100m, vous allez développer un exercice explosif de courte durée et vous courrez majoritairement en anaérobiose (c’est-à-dire que votre organisme utilisera une autre voie métabolique qui ne dépend pas de l’oxygène de l’air pour produire votre effort). Si vous dépassez vos capacités aérobies (de ventilation, de transport et de consommation de l’oxygène prélevée dans l’air), votre organisme va entrer dans un processus d’anaérobiose dans une proportion trop importante pour produire votre effort de manière durable et vous allez créer ce que l’on appelle communément une « dette en oxygène ». Et comme toutes les dettes, une dette en oxygène se paye avec les intérêts. Cela se traduira par un essoufflement, un rythme cardiaque trop élevé, l’apparition de crampes, une hyperthermie et une diminution importante de votre allure. En bref tout ce qui fait que courir devient une corvée désagréable et éprouvante au lieu de rester un plaisir et un outil de bien-être.
Il est donc très important de connaitre votre capacité maximale d’oxygénation et/ou votre VMA qui va vous permettre d’élaborer une stratégie d’entrainement visant à développer votre endurance, à savoir augmenter votre capacité à soutenir le plus longtemps possible un effort à un pourcentage le plus élevé possible de votre VMA sans jamais la dépasser. C’est en respectant cette règle, et ce quelque soit votre niveau, associée à un minimum de discipline diététique et d’hygiène de vie, que vous progresserez en prenant du plaisir pour rentrer dans le cercle vertueux travail-progression-plaisir-motivation-travail….
Le seuil anaérobie
Le seuil anaérobie correspond à l’intensité de l’effort à partir de laquelle, le processus anaérobie prend part à la production d’énergie en sus du processus aérobie. Physiologiquement parlant, il est atteint lorsque la concentration sanguine d’acide lactique approche les 4 mmol/l. Concrètement il intervient en général entre 85% et 90% de votre VMA et correspond à l’allure que vous seriez capable de soutenir entre ¾ d’heure et 1 heure. Dans le jargon de la course à pied, c’est votre « vitesse au seuil ».
Cette vitesse au seuil sera une des composantes à travailler à l’entrainement (en particulier si vous vous destinez à la compétititon) vous permettant ainsi de repousser votre seuil anaérobie et retarder ainsi l’accumulation de lactates dans les muscles.
Les paramètres cardiaques
La Fréquence Cardiaque de Repos (FCR ou pouls de repos)
Elle se mesure donc au repos. Il est important de toujours la mesurer dans des conditions similaires (position, heure, digestion…) d’un jour sur l’autre. Au réveil, en position allongée, me parait donc être idéal. Elle peut se mesurer manuellement au niveau du poignet (pouls radial) ou à la base du cou au niveau des artères carotides. Vous pouvez aussi utiliser, si vous en disposez, d’un auto-tensiomètre de poignet qui vous fournira aussi des informations sur votre tension artérielle. L’interprétation d’une variation de la Fréquence Cardiaque de Repos, notamment à la baisse, doit être maniée avec précaution. En effet, une diminution de la fréquence cardiaque de repos après une période d’entrainement, est à priori, un signal positif témoignant d’un meilleur état de forme mais elle peut aussi être révélatrice, en particulier quand cette diminution est très importante, d’un état de fatigue naissant. Dans ce cas précis, le meilleur diagnostic différentiel restera l’écoute de vos propres sensations.
Les valeurs usuelles chez un homme adulte oscillent entre 65 et 80 bpm ; chez certains sportifs particulièrement endurants la fréquence cardiaque de repos peut descendre sous les 40 bpm. Le coureur cycliste Miguel Indurain présentait une fréquence cardiaque de repos de 28 bpm.
La Fréquence Cardiaque maximum ou FC max ou FCM
Il s’agit tout simplement de la Fréquence Cardiaque Maximum que votre cœur ne pourra jamais dépasser quelque-soit l’intensité de votre effort.
Il existe un certain nombre de formules mises au point afin de déterminer sa fréquence cardiaque maximale, la plus connue étant la formule d’Astrand (220-âge chez les hommes et 226-âge chez les femmes). Ainsi un coureur homme de 40 ans aurait une Fréquence Cardiaque maximale de 220-40=180 bpm (battements par minute). Toutefois cette technique demeure aléatoire et des différences de 10 pulsations par rapport à la réalité sont fréquemment constatées.
| FC max théorique selon la formule d'Astrand | ||||||||||||||||||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| âge | 16 | 17 | 18 | 19 | 20 | 21 | 22 | 23 | 24 | 25 | 26 | 27 | 28 | 29 | 30 | 31 | 32 | 33 | 34 | 35 | 36 | 37 | 38 | 39 | 40 | 41 | 42 | 43 | 44 | 45 | 46 | 47 |
| FC max Homme | 204 | 203 | 202 | 201 | 200 | 199 | 198 | 197 | 196 | 195 | 194 | 193 | 192 | 191 | 190 | 1889 | 188 | 187 | 186 | 185 | 184 | 183 | 182 | 181 | 180 | 179 | 178 | 177 | 176 | 175 | 174 | 173 |
| FC max Femme | 210 | 209 | 208 | 207 | 206 | 205 | 204 | 203 | 202 | 201 | 200 | 199 | 198 | 197 | 196 | 195 | 194 | 193 | 192 | 191 | 190 | 189 | 188 | 187 | 186 | 185 | 184 | 183 | 182 | 181 | 180 | 179 |
| âge | 48 | 49 | 50 | 51 | 52 | 53 | 54 | 55 | 56 | 57 | 58 | 59 | 60 | 61 | 62 | 63 | 64 | 65 | 66 | 67 | 68 | 69 | 70 | 71 | 72 | 73 | 74 | 75 | 76 | 77 | 78 | 79 |
| FC max Homme | 172 | 171 | 170 | 169 | 168 | 167 | 166 | 165 | 164 | 163 | 162 | 161 | 160 | 159 | 158 | 157 | 156 | 155 | 154 | 153 | 152 | 151 | 150 | 149 | 148 | 147 | 146 | 145 | 144 | 143 | 142 | 141 |
| FC max Femme | 178 | 177 | 176 | 175 | 174 | 173 | 172 | 171 | 170 | 169 | 168 | 167 | 166 | 165 | 164 | 163 | 162 | 161 | 160 | 159 | 158 | 157 | 156 | 155 | 154 | 153 | 152 | 151 | 150 | 149 | 148 | 147 |
- La formule d’Inbar : 205.8-(0.685xâge)
- La formule de Robergs et Lanwher : 208.754-(0.734xâge)
- La formule de Gellish : 207-(0.7xâge)
Toutefois toutes ces formules ne remplaceront pas une évaluation directe sur le terrain qui sera la méthode la plus précise pour déterminer votre Fréquence Cardiaque Maximum. Ces formules peuvent éventuellement servir chez les débutants à vous donner une première appréciation de votre FCM. Il vous sera impératif donc, pour vos futurs entrainements, d’investir dans un cardiofréquencemètre. Vous pouvez en trouver dans le commerce à partir de 20 euros (heure-chronomètre-cardiofréquencemètre) qui seront amplement suffisant pour débuter.
Les tests de terrain.
Ces tests de terrain vont varier en distance en fonction de votre niveau. Dans tous les cas ce test devra être précédé d’un échauffement d’une vingtaine de minutes à allure extrêmement modéré.
Si vous êtes un débutant vous effectuerez ce test sur 800m en commençant à allure moyenne et en augmentant votre vitesse progressivement tous les 100m jusqu’à effectuer les 100 derniers mètres au maximum de vos capacités. La Fréquence cardiaque obtenue au franchissement de la ligne d’arrivée sera votre FCM.
Si vous n’êtes pas débutant et par conséquent vous avez déjà une estimation de votre VMA, ce test se fera en fonction de celle-ci.
Pour une VMA inférieure à 12 km/h, le test de déroulera sur 1000m avec des paliers d’accélération de 100m jusqu’à effectuer les 100 derniers mètres au maximum de vos capacités.
Pour une VMA comprise entre 12 et 15 km/h, le test se déroulera sur 1200m avec des paliers d’accélération de 200m jusqu’à effectuer les 100 derniers mètres au maximum de vos capacités.
Pour une VMA supérieure à 15 km/h, le test se déroulera sur 1400m avec des paliers d’accélération de 200m jusqu’à effectuer les 100 derniers mètres au maximum de vos capacités.
Quelle est l’importance de la FCM ?
Le cœur agit comme une pompe. Si l’on considère uniquement les échanges gazeux, son rôle est double : d’une part, acheminer, vers les tissus de l’organisme via le système circulatoire, l’oxygène collecté dans les alvéoles pulmonaires lors de la respiration, et, d’autre part, renvoyer vers les poumons le déchet gazeux de la combustion des nutriments c’est-à-dire le dioxyde de carbone (CO2). Il y a donc une double circulation assurée par le cœur. Ici, les tissus de l’organisme qui vont nous intéresser sont les muscles responsables de notre propulsion lors de la course. Nous avons donc une circulation poumon-cœur-muscles avec du sang chargé en oxygène et une circulation muscles-cœur-poumon chargé en dioxyde de carbone (CO2). Lorsque que vous accélérez votre allure de course, vous augmentez les besoins énergétiques nécessaires à l’accomplissement de votre effort, donc vous augmentez les besoins en oxygène de vos muscles pour produire cette énergie. Par ailleurs vous augmentez aussi la production de dioxyde de carbone par les muscles suite à l’utilisation de cet oxygène. Par conséquent le cœur va accélérer son rythme afin de pouvoir subvenir à cette augmentation des besoins en oxygène et de permettre l’évacuation de cette production de dioxyde de carbone accrue. En résumé : dans la sphère aérobie, la fréquence cardiaque est intimement liée à l’intensité de votre effort qui reflète théoriquement la vitesse de votre course (tous les autres paramètres étant constants par ailleurs : dénivelé, vitesse du vent, nature du sol, température, pression atmosphérique, état de forme, hydratation….) jusqu’à ce que vous atteignez votre FC max. Une fois votre FC max atteinte, vous pouvez encore accélérer, votre fréquence cardiaque ayant atteint sa limite physiologique supérieure, elle ne pourra plus augmenter et votre effort n’utilisera donc plus la filière aérobie, vous produirez alors un effort en anaérobiose (sans oxygène) que vous ne pourrez pas soutenir bien longtemps. A ce stade, le proverbe « qui veut voyager loin, ménage sa monture » prend tout son sens.
Donc, en aérobiose, votre FCM est corrélée à votre VMA et votre VO2max. Toutefois, pratiquement, il est difficile de dresser une table de correspondance efficiente entre % de FCM et % de VMA en raison d’autres facteurs susceptibles d’interférer comme votre état de forme, les conditions météorologiques, l’altitude, le profil du parcours ou encore votre niveau d’entrainement.
Par contre l’utilisation de ces valeurs va vous permettre d’apprendre à connaitre vos limites physiologiques et de participer à l’élaboration de programmes d’entrainement visant à vous faire progresser.
Ces valeurs ne sont pas fixes, elles sont susceptibles de variation. Un entrainement bien conduit va vous permettre d’augmenter sensiblement votre VO2 max, votre VMA et votre endurance, et, j’insiste, quelque soit votre niveau de départ (d’ailleurs votre progression pourra être d’autant plus notable que vous partirez de très bas). Par contre, le vieillissement de l’organisme a tendance à réduire votre VO2max et votre VMA.
Fréquence Cardiaque de Récupération
La fréquence cardiaque, à l’arrêt d’un effort physique, va augmenter durant quelques secondes puis va progressivement diminuer. Il sera intéressant de mesurer la Fréquence Cardiaque juste après l’arrêt de l’exercice puis de prendre à nouveau la mesure 1 minute plus tard, puis 2 minutes et enfin 3 minutes. La diminution sera d’autant plus importante que vous serez bien entrainé. L’importance de cette diminution témoigne d’une bonne récupération. Elle signe, l’absence de fatigue et un entraînement bien conduit sans avoir dépassé vos capacités aérobies avec une faible dette en oxygène.
La fréquence cardiaque de récupération dépend notamment de l’intensité de l’exercice, de sa durée et de votre état de forme. Vous pourrez donc utiliser cet indicateur pour juger de l’efficacité de votre entrainement en comparant vos valeurs de fréquence cardiaque de récupération faisant suite à des exercices de même intensité et de même durée et réalisés dans des conditions similaires à intervalle régulier (ex : chaque semaine). (graphique)
Fréquence Cardiaque de Réserve – Méthode de Karvonen (tableur excel)
Il s’agit de la différence entre votre FCmax et votre FC de repos. Elle privilégie l’amplitude de la variation entre ces deux valeurs.
FCréserve = FCmax-FCrepos
Cette fréquence de réserve va être utilisée dans la méthode d’entrainement de Karvonen (du nom du marathonien Finlandais). Cette méthode ne base pas uniquement la détermination des allures d’entrainement sur des pourcentages de FCmax (FCcible=%FCmax) mais intègre cette fréquence de réserve de la manière suivante : FCcible = FCrepos + %FCreserve.
Si nous développons la formule : FCcible = FCrepos + %(FCmax-FCrepos).
La méthode de Karvonen fournira des valeurs de FCcible supérieures à la simple utilisation de la FCmax.
Fréquence Cardiaque Cible ou FCcible
Ce seront les fréquences cardiaques (ou plus exactement des fourchettes de fréquences cardiaques) dans lesquelles vous effectuerez vos entrainements à différentes allures soit en utilisant la méthode directe (FCcible=%FCmax) soit en utilisant la méthode de Karvonen (FCcible=FCrepos + %FCreserve).
La transition
Il sera intéressant de surveiller la rapidité de passage de la fréquence cardiaque de repos à la fréquence cardiaque d’exercice (correspondant pour un individu donné à une intensité d’exercice donnée). Elle caractérise la mise en adéquation entre l’intensité de l’exercice et la réponse de l’organisme en termes de mise en fonctionnement du système aérobie. On appelle cette zone la « zone d’accrochage ». graphique
L’entrainement accroit cette rapidité de transition. L’organisme s’adapte plus rapidement à l’effort qui lui est imposé.
La dérive cardiaque
La dérive cardiaque est un phénomène par lequel, à vitesse de course constante, la fréquence cardiaque augmente malgré tout. Cette dérive cardiaque survient relativement rapidement pour les efforts d’intensité élevée mais également pour les efforts longs à faible intensité. Dans le premier cas il s’agit d’un déficit d’oxygénation pour les entraînements au seuil anaérobie notamment et au delà, et dans le deuxième cas, il s’agit de l’accroissement des besoins en flux sanguins au niveau de l’épiderme pour assurer la thermorégulation et de la nécessité, après épuisement des réserves de glycogène, d’une lipolyse plus gourmande en oxygène pour fournir de l’énergie à l’effort.
L’amplitude de cette dérive cardiaque diminue avec l’entrainement. (graphique)
L’adaptation cardiaque
L’adaptation cardiaque à l’effort suite à l’entrainement (bien conduit) va conduire à une amélioration générale des paramètres cardiaques. Le muscle cardiaque va se développer, la taille du cœur augmente (de manière physiologique à différencier des augmentations pathologiques). Le volume d’éjection systolique va augmenter ainsi que le débit sanguin cardiaque. Le cœur va pomper plus de sang rendant plus efficace l’oxygénation tissulaire. Les capillaires sanguins vont également s’adapter, la faculté de l’hémoglobine à relarguer l’oxygène va s’accroitre.
Cela se traduira par une diminution de la fréquence cardiaque de repos, par une diminution plus rapide de la fréquence cardiaque de récupération, par une élévation plus rapide au début de l’effort de la fréquence cardiaque de transition et par une atténuation de la dérive cardiaque.
Représentation schématique (sans respect des échelles dans un souci de meilleure compréhension) de l’évolution de la fréquence cardiaque avant et après une période d’entrainement pour un exercice à intensité égale et constante caractérisée par une diminution de la zone d’accrochage, de la dérive cardiaque, de la fréquence cardiaque de repos et d’exercice et du temps de récupération. En rouge FC avant période d’entrainement-En bleu FC après période d’entrainement).
Travail au seuil anaérobie à VMA ou FC ?
Quel paramètre indicateur vaut-il mieux utiliser, à l’entraînement, la fréquence cardiaque ou la vitesse ?
Vous verrez fleurir sur Internet et dans les revues plus ou moins spécialisées un certain nombre de plans d’entrainement basés uniquement sur l’un ou l’autre de ces paramètres. C’est une erreur. Il faudra travailler tous ces paramètres dans des proportions adéquates si vous souhaitez progresser sans tomber dans le surentrainement et la fatigue chronique, et de manières différentes, selon, d’une part, les distances que vous souhaitez travailler, et, d’autre part, votre niveau.
Les plans et les allures d’entrainement ne seront pas les mêmes selon que vous préparez un marathon, un dix kilomètres ou un cent kilomètres. De même, ils seront également différents selon que vous valez 4h ou 2h30 au marathon ou 7h et 14h au cent kilomètres.
La FC sera typiquement le reflet exact de la synthèse des contraintes extérieures (dénivelé, conditions météorologiques…) et intérieures (état de forme, hydratation, niveau d’entrainement). A cause de ces contraintes, vous pouvez très bien courir un jour à 15 km/h en étant à 85% de votre FCM et, à la même vitesse, quelques jours plus tard, être à 87% ou 88% de votre FCM. Quand vous courez en respectant les valeurs de FCcible, vous tenez compte de la synthèse de ces contraintes sur votre organisme. Vous êtes à l’écoute de votre horloge interne. Cependant, inconsciemment, sur des sorties longues, vous allez réduire progressivement votre allure du fait de la dérive cardiaque afin de rester dans la zone de FCcible. Par conséquent fixer toutes les allures de course en fonction des fréquences cardiaques aurait un effet freinateur sur votre entrainement impliquant une sous-exploitation de votre potentiel.
Déterminer uniquement vos plans d’entrainement en fonction d’un pourcentage de votre VMA n’est pas non plus la bonne solution. Vous risquez tout d’abord d’occulter vos sensations et la composante « plaisir » de la course à pied en ayant les yeux constamment rivés sur votre chronomètre. De plus, cette méthode ne prend pas en considération les contraintes extérieures et intérieures précédemment citées et risque de vous conduire au surentrainement et à son corollaire inévitable : la fatigue chronique et la lassitude voire le dégout.
La bonne attitude sera de compartimenter votre entrainement et de travailler séparément ces différents paramètres. Ainsi vous déterminerez 3 allures de course : une allure faible dite d’endurance, une allure intermédiaire dite de résistance douce et une allure rapide dite de résistance dure. En fonction du choix de ces allures, vous utiliserez tel ou tel paramètre.
En endurance, vous utiliserez la fréquence cardiaque. Etant donné que vous vous situez dans les zones de faible intensité d’exercice, vous pourrez vous octroyer une marge de dépassement de votre FCcible afin de compenser le phénomène de dérive cardiaque et ainsi ne pas réduire votre vitesse au fil de votre sortie sans pour autant franchir le seuil anaérobie. Le travail en endurance a pour objectif de vous préparer à soutenir un effort prolongé dans le temps.
La résistance douce sera basée sur un travail aux alentours de votre vitesse au seuil anaérobie. Vous utiliserez donc préférentiellement le paramètre vitesse plutôt que fréquence cardiaque pour conduire ces séances. L’entrainement au seuil anaérobie vise à repousser l’intervention de la filière anaérobie lactique donc à retarder la production de lactates néfaste à la prolongation de l’effort.
Les séances en résistance dure ont pour but d’accroitre votre capacité d’oxygénation maximale (votre VO2max) et donc votre vitesse maximale aérobie (VMA). Elles utiliseront donc également le paramètre vitesse avec des intensités comprises entre votre vitesse au seuil aérobie et 100% de votre VMA (et même parfois au-delà). Ces séances courtes mais éprouvantes seront espacées dans le temps et représenterons environ 10% de votre volume total d’entrainement. Elles se pratiquent de manière fractionnée.
La combinaison de cet entrainement à plusieurs allures de course fera que, progressivement, vous allez courir plus vite et plus longtemps. Cette progression devra bien évidemment s’accompagner d’une réévaluation régulière de votre VMA.
Corréler sa VMA et ses zones de FC.
Si vous êtes débutants et sans aucun antécédents sportifs, vous n’allez pas, dès votre première séance, pratiquer un test de VMA ou de détermination de FCM. Vous allez commencer par consulter votre médecin afin de vous assurer que vous ne présentez aucune contre-indication à la pratique de la course à pied (voire demander un bilan cardiaque complet si vous êtes âgé de plus de 35 ans). Une fois ce premier sésame en poche, vous allez déjà passer par quelques semaines (au moins 6 semaines voire plus si nécessaire) de remise en forme avec un minimum de 3 sorties par semaine d’une durée minimale de 40 à 45 minutes à allure extrêmement réduite (durant laquelle vous devez être capable de soutenir une conversation), en alternant marche rapide et course, en vous efforçant, au fil des séances, de réduire le temps de marche et d’augmenter le temps de course jusqu’à ce que vous soyez capables de courir durant la totalité de votre sortie (signe que vous progressez déjà). Dans un premier temps seulement, et pour vous fixer un premier repère, vous pouvez utiliser la formule d’Astrand (220 ou 226-âge) pour déterminer votre fréquence cardiaque maximale. Lors de vos séances de remise en forme, vous commencerez à 60% de cette FCM théorique et vous n’en dépasserez pas les 70-75%. Ces séances de remise en forme vont vous permettre , d’une part, de vous familiariser avec votre matériel de running (chaussures, textiles, cardiofréquencemètre…) et, d’autre part, de mobiliser votre musculature et votre système cardiovasculaire qui n’est plus ou pas habituée à ce genre d’effort. Vous allez apprendre à analyser vos sensations, et finalement, au-delà de toutes ces considérations scientifiques, c’est ce qui s’avère être le plus important. Si vous en avez le temps, vous pouvez aussi pratiquer la natation pour compléter cette remise en forme.
Une fois que vous aurez effectué cette période de réveil musculaire et cardiovasculaire, de deux choses l’une, soit vous souhaitez continuer à courir tranquillement pour votre agrément et votre bien-être, soit vous vous fixez des objectifs de compétition (réalistes, je précise), voire des objectifs chronométriques. Dans le premier cas vous pourrez tout de même faire un premier test de terrain afin de déterminer de manière plus spécifique votre Fréquence Cardiaque Maximale (FCM) après un échauffement d’une vingtaine de minutes. A l’issue de ce test vous continuerez à courir à faible allure durant une vingtaine de minutes. Pour la suite, vous vous servirez de cette nouvelle valeur de FCmax comme référence pour poursuivre votre sport-loisir, sans vous soucier de votre VMA. Vous pourrez tout de même vous faire parfois plaisir et « grimper dans les tours » à 85% de cette nouvelle FCmax.
Dans le deuxième cas, je vous conseille de re-consulter votre médecin afin qu’il vous délivre un certificat de non contre-indication de la course à pied en compétition qui sera valable un an. Bien entendu, vous effectuerez également un test de terrain afin de déterminer votre FCmax réel.
Une semaine plus tard, vous remplacerez également une séance classique par un test de VMA. Je vous conseille de faire le demi-Cooper (après vingt minutes d’échauffement) sur une piste d’athlétisme de 400m, vous allez courir durant 6 minutes à 95% de votre FCM précédemment déterminée par le test de terrain. Vous choisirez une journée sans vent. Vous multipliez par 10 la distance parcourue et vous obtenez votre première évaluation de VMA. Vous terminerez votre séance par 20 minutes de récupération à allure très faible (60% de votre FCM).
La semaine suivante, dans les mêmes conditions, vous effectuerez un test de Train Maximum Imposé (TMI) afin de confirmer votre VMA précédemment déterminée. Si cette VMA a été sur ou sous-évaluée, vous procéderez à nouveau à un test de demi-Cooper en respectant un délai de 7 jours puis un test TMI la semaine suivante…. Jusqu’à ce que vous obteniez votre valeur de VMA spécifique.
Si vous êtes débutants mais que vous avez déjà une activité sportive (autre que la pétanque, le billard ou le sport sur console de jeux), vous suivrez les mêmes recommandations, cependant la période de remise en forme ressemblera plutôt à une période de familiarisation avec la course à pied et son matériel. Elle pourra durer moins longtemps.
Nous aborderons dans un prochain article, comment utiliser ces valeurs pour élaborer des plans d’entrainement en fonction de vos objectifs.
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