L’entraînement à la fréquence cardiaque

Dans le travail à la fréquence cardiaque, il s’agit de viser une zone cible définie par un certain pourcentage de notre fréquence cardiaque maximale. Le travail dans sur une zone précise aura alors des effets spécifiques suivant la cible choisie. Le travail à la fréquence cardiaque nécessite donc deux impératifs :

  • Posséder un cardio fréquencemètre.
  • Calculer sa fréquence cardiaque maximale.  

Intéressons au second point : Il existe plusieurs méthodes pour calculer sa fréquence cardiaque maximale : nous allons citer une des plus anciennes mais nous concentrer particulièrement sur deux autres, parmi les plus récentes et le plus précises.  

La formule Astrand-Ryhming 

Per-Olof Åstrand, from Wikipedia

Cette formule est désormais assez peu utilisée en raison de son manque de précision et de l’avancée des recherches. Si elle offre une possibilité rapide de définir des zones de travail en urgence (et de tête..), il est préférable de ne plus utiliser. Rendons lui hommage pour ce colis qu’elle a été, le résultat du travail d’un précurseur… La méthode Astrand  a été déterminée en 1954 par les professeurs Astrand et Ryhming, deux physiologistes suédois. Pour la petite histoire, ces deux professeurs se sont mariés et Irma Ryhming s’est ensuite appelée Irma Åstrand 🙂 Cette méthode de calcul de la fréquence cardiaque maximale qui prend en compte le sexe de la personne a été pendant longtemps une des plus utilisée en raison de sa facilité d’emploi. De nos jours, n’importe quel téléphone portable est capable d’utiliser une feuille de calcul ou une application permettant d’utiliser les formules plus récentes.

La formule Astrand-Ryhming est différente selon le sexe de la personne :

Pour les hommes : Fréquence cardiaque maximale = 220 – âge

Pour les femmes : Fréquence cardiaque maximale = 226 – âge

–> À noter qu’il ne faut pas confondre cette formule avec celle de Haskell et Fox, non différenciée par le sexe et qui est apparue en 1970. La fréquence cardiaque maximale selon Haskell et Fox est égale à 220 – âge (même formule pour homme ou femme).

L’avantage de la formule Astrand-Ryhming est sa simplicité. Elle peut être très rapidement utilisée de tête avant un cours (cas typique d’un adhérent qui vient de s’acheter un cardio fréquencemètre et qui vous demande comment l’utiliser à cinq minutes du début de la séance…) . Néanmoins, son manque de précision peut désormais imposer de se tourner vers des formules plus précises telles que Gellish & Coll, Miller & Coll ou Inbar.

Les formules Gellish & Coll

Les formules de Gellish & Coll a été mise au point par Gellish  et Coll en 2007. Ces chercheurs ont définis deux formules appelée formule à relation curvilinéaire et formule à relation linéaire. Les résultat sont très proches après calcul, mais selon les auteurs eux mêmes, la formule à relation curvilénaire serait plus précise pour des sujets entre 35 et 75 ans.

Formule de Gellish & Coll 2007 relation linéaire : 206,9 -(0,67 x âge) . Formule souvent arrondie à 207 – 0,7 x âge.

Formule de Gellish & Coll 2007 relation curvilinéaire : 191,5 -(0,007 x âge2) . Plus précise pour des sujets entre 35 et 75 ans.

La formule Miller & Coll

Cette formule est intéressante car elle est corrigée en fonction de paramètres spécifiques tels que l’âge et le niveau.

Formule de Miller & Coll 2007 : 217 -(0,85 x âge) puis appliquer les corrections suivantes :

– soustraire 5 battements par minute pour l’entraînement de cyclisme ;
– soustraire 3 battements par minute pour les athlètes d’élite de moins de 30 ans ;
– ajouter 2 battements par minute pour les athlètes d’élite de plus de 50 ans ;
– ajouter 4 battements par minute pour les athlètes d’élite de plus de 55 ans.

La formule de Inbar

La formule d’Inbar a été publiée en 1994. Cette formule a été vérifiée sur la base d’une vaste étude statistique elle est donc connue pour avoir une marge d’erreur faible.

Formule de Inbar = 205,8 – (0,685 x âge).

La formule de Robers et Lanwher

Cette formule récente (2002) Également compiler un grand nombre d’études statistiques.

Formule de Robers et Lanwher = 208,754 – (0,734 x âge).

Le test d’effort physique

Les formules que nous venons de citer sont des méthodes indirectes qui permette d’extrapoler la fréquence cardiaque maximale, mais il existe également la possibilité de la rechercher par un test d’effort physique sous surveillance d’un professionnel et dans des conditions de sécurité optimales (préparation, surveillance, échauffement…). Ce test n’est pas à confondre avec un test médical sous contrôle d’un médecin : en effet, ce dernier va suivre un protocole sécuritaire qui vous arrêtera à environ 85% de la fréquence maximum théorique définie par l’équation de … Astrand-Ryhming ou de Haskell et Fox…

C’est bon, j’ai ma FC MAX !!!

Une fois votre fréquence cardiaque maximale définie, vous pourrez ciblez une zone de travail précise par rapport à un pourcentage de celle ci. Vous pourrez par exemple vous inspirer de ce découpage en 5 zones particulièrement adapté pour les cours collectifs de vélo in-door. Il est évident que les zones 4 et 5 être abordées avec prudence et après un entraînement adapté.

Dans la zone 4, la limite de la FC Max signifie l’approcher sans essayer de la dépasser ou de la tenir. En zone 5, il s’agit de tenter de rester à la FC Max (effort extrême à effectuer sur un temps inférieur à 20 secondes… ce qui, de toutes façons, va s’imposer à vous…).

Le découpage en cinq zones est parfait pour un cours collectif de vélo indoor. En effet il offre un vaste éventail des zones de travail tout en évitant la complexité du découpage originel de Coggan en 7 zones. Mais un article sur le travail à la fréquence cardiaque se doit également d’évoquer la méthode de Karvonen.

Certains pourront s’étonner de cette échelle assez haute pour les zones 4 et 5. Dans ces efforts allant de extrêmement difficile à maximale, la limite est très vite franchie, et la précision dans le contrôle beaucoup plus difficile à obtenir. Il n’en reste pas moins que le travail à la limite de fréquence cardiaque maximale reste possible, tout en s’entourant des plus grandes précautions, avec une récupération et un environnement sécuritaire adapté. En fonction des antécédents, de l’âge, et du niveau d’entraînement, toutes les sécurité doivent être prises, et la théorie ne doit pas remplacer un suivi rigoureux effectué par un professionnel, dans le cadre d’une véritable préparation. De plus, quelque soit le mode d’entraînement, Il faut pas hésiter à stopper l’entraînement à la moindre sensation inhabituelle. Enfin, ce genre de séance n’est jamais à effectuer seul(e).

La méthode de Karvonen

Copyright © 2009 Finnish Heart Association

Physiologiste et pionnier des études d’épidémiologie des maladies cardiovasculaires en Finlande, Marrti Karvonen est né le 28 juin 1918 à Nurmes, dans l’est de la Finlande, et décédé le 10 mars 2009, à l’âge de 90 ans.
Sa méthode consiste à calculer des plages de travail en utilisant une donnée spécifique à chaque athlète, la fréquence cardiaque de repos. Cette donnée permettra de calculer la réserve cardiaque fonctionnelle (aussi appelé fréquence cardiaque de réserve ) et de définir les plages de travail.

1/ Calculer la fréquence cardiaque de repos (FCR) : Après une nuit de repos normale et une heure de réveil habituelle, s’assoir sur le bord du lit et attendre 2 minutes sans se mettre debout (Rétablissement de la circulation sanguine verticale). Relever ses battements cardiaques sur une minute, manuellement ou avec un cardio fréquencemètre. Réitérer l’opération 5 fois, pas forcement d’affilé. Supprimer la donnée la plus haute et la donnée la plus basse, faire la moyenne des trois restantes.

2/ Calculer la réserve cardiaque fonctionnelle : RCF = (fréquence cardiaque maximalefréquence cardiaque de repos)

3/ Calculer sa fréquence de travail en fonction de la zone souhaitée :

Fréquence cardiaque cible = ( Pourcentage de la zone visée X réserve cardiaque fonctionnelle ) + la fréquence cardiaque de repos

Exemple : je veux rouler à 80%.
Zone cardiaque cible = (0,80XRCF) + FCR

IMPORTANT : ne pas oublier de rajouter la FCR….

On peut ensuite définir 3 zones de travail : endurance fondamentale, résistance douce et résistance dure. De plus, la zone précédant la zone d’endurance fondamentale sera utilisée pour l’échauffement et le retour au calme, mais ne participera pas à l’amélioration de la capacité aérobie. Nous voici donc avec quatre zones de travail utilisables. Dans le schéma ci-dessous, j’ai pris la liberté de rajouter la zone zéro, mais sachez que la méthode de Karvonen originelle ne comporte que 3 zones de travail.

"Quel sera votre choix ? Quelle sera votre formule ? Quelle sera votre méthode? 
Testez, essayez, prenez des notes et n'hésitez pas partager impressions et découvertes… "

Avertissement : L’activité physique doit être planifiée et dirigée par un professionnel. Avant de démarrer toute activité, veuillez consulter un médecin et vous renseigner sur le site de la fédération française de cardiologie.

Un grand merci à Frédéric Laco pour sa relecture attentive et ses conseils.

Remerciements à Pascal Prevost et DidierReiss pour leurs conseils dans le choix des formules optimales de calcul de la fréquence cardiaque maximale. Pour aller plus loin, retrouvez sur Sciensport, l’article complet La FC comme valeur d’extrapolation des capacités maximales, ainsi  que les sites et les bibliographies de Pascal Prevost et Didier Reiss dans la page liens.