Charge d'Entraînement - Comment savoir jusqu'où aller ?

Individualisation de la charge d'entraînement : L'intérêt de la variabilité de la fréquence cardiaque (VFC)

Intervenants :

Robin PLA, Conseiller National pour la FFN et Doctorant au laboratoire SEP de l'INSEP.

Magali MORENO, Entraîneure au Centre National des Sports de la Défense (Fontainebleau) et Entraîneure de l'équipe de France en eau libre.

Exemple de monitoring et quantification de charge au sein des pôles France

Intervenant : Adrien SEDEAUD, Sport Scientist au sein de l'IRMES/INSEP.

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Qu’est-ce que la variabilité de la fréquence cardiaque (VFC) ?

Historiquement, la VFC est issue des analyses médicales des électrocardiogrammes.

Elle correspond à l’intervalle qui existe entre deux battements cardiaques.

Par exemple :

Si vous avez une fréquence cardiaque de 60 battements par minute, on pourrait imaginer qu’il se passe exactement une seconde entre chaque battement. En réalité, cet intervalle varie sans cesse.

Cette variation nous renseigne sur la manière dont le système nerveux autonome agit et contrôle notre organisme, et en particulier sur la capacité du cœur à accélérer ou à ralentir.

Le système nerveux autonome : parasympathique vs orthosympathique

Le système nerveux autonome correspond à tout ce qui se contrôle indépendamment de notre volonté dans l’organisme. Il se divise en deux grandes branches :

1. La branche parasympathique

• Plutôt apaisante, calmante.
• Favorise la baisse de la fréquence cardiaque.
• Facilite la reconstruction cellulaire, la restauration des réserves énergétiques.
• Contribue à l’équilibre du corps via l’homéostasie.

1. La branche orthosympathique

• C’est pratiquement l’inverse.
• Elle augmente la fréquence cardiaque.
• Elle régule les résistances vasculaires périphériques.
• Elle permet de produire de l’énergie.
• Elle dirige le catabolisme.

Lien avec les intensités d’entraînement

Pour mettre ces deux systèmes en lien avec l’entraînement, on peut schématiser trois zones d’intensité :

1. Sous le 1er seuil ventilatoire

• Entraînement aérobie « classique », intensités basses.
• Le système parasympathique est très mobilisé.
• On favorise la biogenèse mitochondriale, la respiration cellulaire, etc.

1. Entre les deux seuils ventilatoires

• Travail « mixte », proche du seuil anaérobie.
• La fameuse zone où « ça commence à piquer ».
• Pour les médecins et physiologistes, c’est une zone un peu confuse :
• aucune des deux branches (para / orthosympathique) n’est très clairement dominante.
• Par contre, on observe :
• une utilisation importante du glycogène,
• une augmentation du volume sanguin circulant.

1. Au-dessus du 2e seuil ventilatoire / intensités sévères

• Intensités très élevées, difficiles à tenir dans le temps.
• L’activité parasympathique s’effondre.
• Le corps produit beaucoup d’énergie sous l’influence du système orthosympathique.

Pourquoi utiliser la VFC chez le sportif ?

Les grands objectifs de l’utilisation de la VFC, via l’évaluation de l’équilibre du système nerveux autonome, sont :

1. Décrire le niveau et le type de fatigue

• Est-ce plutôt un cœur qui s’accélère trop ?
• Ou un cœur qui ralentit trop ?
• En résumé : quels systèmes sont « en dette » ?

1. Prescrire des moyens de récupération adaptés

• Une fois le type de fatigue identifié, on peut mieux choisir les outils de récupération.

1. Individualiser l’entraînement

• Comprendre comment la charge d’entraînement est gérée par l’athlète.
• Comprendre comment il subit cette charge.
• Adapter les réponses :
• par l’entraînement,
• mais aussi par d’autres moyens de récupération.

L’idée, au final, est de permettre au sportif d’être en meilleure forme au bon moment.

Protocole pratique du test VFC

De manière pratique, le test se réalise le matin au réveil.

C’est ce qui est globalement admis dans la littérature scientifique pour refléter au mieux l’état basal de l’organisme.

Protocole type :

1. Le sportif se réveille.
2. Il va aux toilettes.
3. Il place un cardiofréquencemètre sous la poitrine.

• On mouille un peu les électrodes pour optimiser la qualité du signal.

1. On lance l’enregistrement.
2. Le sportif s’allonge sur le dos :

• Pendant 7 minutes.
• Il respire tranquillement.
• Sans bouger, ni parler.
• Dans une ambiance calme.

1. Ensuite, il se met debout :

• Les bras le long du corps.
• Pendant 6 minutes.
• Toujours sans bouger ni parler.

Au total, c’est un test d’environ 13 minutes.

Pourquoi ces deux positions ?

• Couché : on reflète l’état de repos basal. Le sang est assez bien réparti dans tout le corps.
• Debout : le sang « descend » dans les jambes.
• Le cœur doit accélérer pour faire remonter le sang et maintenir la perfusion cérébrale.
• Cette transition fournit beaucoup d’informations sur la capacité d’adaptation cardio-vasculaire.

On peut comparer cela à une situation du quotidien :

Vous êtes assis longtemps, vous vous levez d’un coup, vous avez un peu la tête qui tourne.

C’est que le corps a du mal à faire remonter le sang suffisamment vite → petit malaise vagal.

Analyse des données : fréquence cardiaque et indices de VFC

Une fois le test réalisé :

1. On arrête l’enregistrement.
2. Les applications (Polar, Garmin, etc.) permettent d’envoyer directement les données sur un ordinateur ou un logiciel d’analyse.

Pour notre travail, nous avons utilisé le logiciel Kubios (il en existe d’autres).

1. Courbe de fréquence cardiaque

On obtient d’abord la courbe de fréquence cardiaque :

• Première partie (7 minutes) : le sportif est couché.
• → fréquence cardiaque autour de 55 bpm, avec de petites variations.
• Deuxième partie (6 minutes) : le sportif se met debout.
• → forte augmentation de la fréquence cardiaque pour compenser la bascule du sang vers le bas du corps.

Cette courbe permet de voir :

• La FC moyenne couchée et la FC moyenne debout.
• L’amplitude de l’augmentation entre couché et debout.
• Quand l’augmentation est très forte (> 30–40 battements), on peut suspecter un problème :
• le cœur « s’emballe » pour faire remonter le sang.
• La tendance de la FC debout :
• Si la FC debout ne fait qu’augmenter au fil des minutes, on est proche d’un malaise vagal :
• le cœur n’arrive pas à stabiliser l’organisme.

2. Indicateurs de VFC

À partir de cette courbe et des intervalles entre battements, on calcule différents indicateurs :

• FC moyenne (couché / debout).
• RMSSD :
• Reflète l’amplitude des variations beat-to-beat.
• Marqueur important de l’activité parasympathique (capacité de récupération).
• Indicateurs fréquentiels :
• On regarde comment les variations de fréquence cardiaque se répartissent en différentes bandes de fréquences.
• Cela permet de différencier l’influence :
• du système parasympathique (bande HF – High Frequency),
• du système orthosympathique (bande LF – Low Frequency).

On se concentre souvent sur :

• HF → activité parasympathique.
• LF → activité plutôt orthosympathique (avec nuance).

Mise en pratique : stage avec les nageurs du Pôle France (INSEP)

Après le certificat, j’ai voulu tester la technique et vérifier sa fiabilité sur le terrain.

Dans le cadre de mon intervention de suivi scientifique auprès des nageurs du Pôle France de l’INSEP, lors d’un stage d’environ 7 jours, nous avons réalisé plusieurs tests de VFC :

• Les nageurs arrivaient sur le stage après une semaine relativement tranquille.
• → Niveau de forme et de récupération élevés.
• Nous avons réalisé un premier test HRV au début du stage.
• Puis d’autres tests :
• après quelques séances,
• après une grosse séance lactique,
• et enfin après le week-end de fin de stage.

Sur 6 nageurs, on a observé :

• Après la grosse séance lactique, la fréquence cardiaque au repos couché augmentait d’environ 10 % chez tous.
• Après deux jours de travail un peu moins intense, la FCR baissait à nouveau (retour vers la ligne de base) pour la plupart.
• Après deux jours de repos, on observait chez certains une FC encore plus basse qu’avant le stage (signe de bonne récupération), sauf une nageuse (effet possible de la chaleur, etc.).

Même avec un indicateur très simple comme la FC au repos, on observait déjà une corrélation claire entre charge d’entraînement et état physiologique.

Suivi d’Axel Reymond avec Magali Mérino

Suite à ces premiers essais, nous avons participé au meeting de Massy, ce qui m’a permis d’échanger avec Magali Mérino autour :

• de la charge d’entraînement,
• de la manière d’optimiser l’entraînement d’Axel.

À ce moment-là, Axel n’était pas très bien, assez fatigué.

L’idée était d’identifier le type de fatigue et de mettre en place un suivi VFC régulier.

Nous avons donc commencé le suivi le 1er mars, avec en ligne de mire :

• La Coupe du Monde à Abou Dhabi, 10 jours plus tard.
• Compétition importante car critère de sélection pour les championnats du monde.

Objectif :

• identifier rapidement le type de fatigue,
• ajuster la distribution des intensités,
• obtenir un petit pic de forme pour la Coupe du Monde.

Fréquence des tests

Le protocole dure 13 minutes le matin : ce n’est pas si simple à intégrer au quotidien.

Je dis à Magali :

« Quand vous pouvez : une fois par semaine, deux fois par semaine… Plus on en fait, plus c’est précis, mais il ne faut pas que ça devienne une contrainte. »

Finalement, Magali propose :

« On va le faire tous les jours au moins jusqu’à la Coupe du Monde. »

Comme le suivi s’est avéré très utile, ils ont continué.

Résultat : Axel a réalisé 122 tests en 138 jours, entre le 1er mars et le 21 juillet.

Portrait d’Axel

• 24 ans
• 1,91 m pour 82 kg
• S’entraîne avec Magali au Centre national des sports de la Défense (Fontainebleau).
• En équipe de France depuis 2012.
• Champion du monde du 25 km (environ 5 heures de course).
• Double champion d’Europe du 25 km.
• Vainqueur d’une Coupe du monde FINA sur 10 km (un peu moins de 2 heures, épreuve olympique).
• Volume d’entraînement : 80 à 100 km / semaine, soit ~30 h hebdomadaires.
• Stratégie hypoxique importante : stages en altitude réguliers au cours de la saison.

Dans ce contexte, la VFC permet aussi de suivre les adaptations à l’altitude.

Ce que dit Magali (point de vue entraîneure)

Magali Mérino :

Au départ, on avait déjà utilisé le test HRV, mais seulement une fois par semaine, le lundi matin. Franchement, je n’y trouvais aucun intérêt : tous les tests se ressemblaient.

Avec Robin, on s’est rendu compte que c’est à l’intérieur de la semaine que ça bouge.

Du coup, pour moi :

soit on utilise le HRV tous les jours,

soit on ne l’utilise pas.

En le faisant tous les jours, on a bien vu :

• l’impact des séances de vitesse,
• l’impact des séances plutôt aérobie ou de récupération.

Ce que montrait Robin sur les courbes était quasi-identique à ce que je voyais dans l’eau.

Quand je faisais une séance pourrie, j’avais un HRV « très mauvais » derrière.

Donc c’était rassurant : on était bien en corrélation.

Cela nous a permis d’adapter la charge.

Et ce qui est assez curieux, c’est que ça a confirmé que, pour Axel, il fallait qu’il nage beaucoup.

Quand on lui enlève trop d’entraînement, Robin me dit :

« Attention, là il ne faut pas diminuer autant, son état de fatigue diminue, son HRV montre qu’il récupère trop. »

Le HRV nous a montré, par exemple, que :

• Mettre un samedi après-midi + un dimanche entier off n’avait pas forcément l’effet qu’on croit.
• Parfois, l’HRV du dimanche matin (après seulement le samedi après-midi de repos) est meilleur que celui du lundi matin (après un dimanche complet de repos).

C’est une remise en question de certains réflexes d’entraîneur :

• « Il s’entraîne samedi matin, il s’entraîne lundi, donc dimanche repos absolu… »

Avec le HRV, on voit que ce n’est pas toujours optimal.

Pour la préparation d’Abou Dhabi, puis des championnats de France, puis des championnats du monde, ça nous a permis de voir :

• Est-ce qu’Axel a besoin :
• d’une demi-journée de repos ?
• d’une demi-journée + une séance très légère ?
• d’un jour complet ?

Si le HRV est mauvais, on régule la séance de l’après-midi ou du lendemain matin.

Et souvent, on peut re-travailler très vite derrière, sans casser le volume global.

Au final, en altitude, il a pu :

• nager plus,
• faire plus de séances hypoxiques (rameur à 3 500 m simulés, vélo à 5 000 m, etc.),
• tout en gardant un état de fatigue contrôlé grâce au suivi HRV.

VFC, récupération et professionnalisation de l’athlète

Autre effet très intéressant :

Quand Axel voit que telle combinaison de récupération (marche + vélo + bain froid + massage) lui permet de récupérer totalement d’un jour sur l’autre, il le fait spontanément.

Résultat :

• Avant, il faisait moins de récupération « active ».
• Maintenant, on a 6 h dans l’eau par jour + 45 min à 1 h de récupération (marche, vélo, étirements, massage) tous les jours.

Ça contribue, selon moi, à une professionnalisation supplémentaire des athlètes de haut niveau : ils s’approprient mieux leur récupération parce qu’ils en voient l’effet objectivé sur les courbes.

Exemple : préparation de la Coupe du Monde d’Abou Dhabi

Sur la période juste avant Abou Dhabi :

• Le 1er mars, Axel a une FC couchée à 61.
• Le lendemain : 63.
• On voit que ça commence à monter, donc on calme le jeu :
• baisse de l’intensité,
• beaucoup d’aérobie,
• massages, récupération.

Sur les jours suivants :

• La FC au repos passe de 63 à 50 en 7 jours.
• Le RMSSD (indice parasympathique) triple presque.

En baissant l’intensité et en soignant la récupération, Axel récupère suffisamment pour être dans un état correct (même si tout n’est pas parfait) le jour de la Coupe du Monde.

Exemple : stage en altitude

Sur un stage à Font-Romeu :

• Juste avant / au début du stage, Axel a un certain niveau d’« énergie » (indice parasympathique).
• Deux jours après l’arrivée en altitude, ce niveau s’effondre :
• respiration plus difficile,
• sommeil parfois perturbé,
• récupération plus lente.

En suivant la VFC jour après jour :

• Vers le 7e jour, Axel atteint un niveau d’énergie supérieur à celui d’avant la montée.
• Après une grosse série lactique, la VFC chute à nouveau, puis remonte progressivement.

Cela permet de dire à Magali :

« Là, il vient d’arriver, les énergies sont basses : prudence. »

« Là, ça fait 4–5 jours qu’il est là, il a bien travaillé, il récupère mieux : on peut envoyer un peu plus de travail intensif. »

Avec l’expérience des premiers stages, sur les stages suivants, Magali ajuste mieux la charge :

on évite les grands écarts d’énergie qu’on avait observés la première fois.

Limites et précautions d’interprétation

Il y a plusieurs limites importantes :

1. Protocole exigeant

• 13 minutes chaque matin, au réveil.
• Nécessite discipline et motivation.

1. Traitement des données

• Pour l’instant, c’est moi (Robin) qui traite et interprète : ça prend du temps.
• Je donne plutôt un constat qu’un ordre :

« Aujourd’hui, gros stress, FC haute, énergie basse : attention, peut-être réduire l’intensité. »

1. Variabilité normale vs signal d’alerte

• Ce n’est pas parce qu’un jour l’HRV est « mauvais » que tout va mal.
• D’où l’importance de suivre les tendances sur plusieurs jours.

1. Influence du stress psychologique

• En période d’affûtage et de grande compétition, le stress (respiration plus rapide, ruminations, etc.) modifie aussi la VFC.
• Difficile de distinguer ce qui vient :
• de la charge d’entraînement,
• et de la pression de la compétition.

1. Conditions de test

• Si une alarme sonne au milieu du test, si quelqu’un parle, etc., la FC s’emballe.
• D’où la nécessité d’un protocole très reproductible :
• toujours le matin,
• toujours dans une ambiance calme,
• mêmes habitudes (pas de musique certains jours, d’autres si, etc.).

Conclusion de la première intervention

En résumé, la variabilité de la fréquence cardiaque permet :

• de caractériser des niveaux de fatigue,
• de distinguer si c’est plutôt le parasympathique (récupération) ou l’orthosympathique (activation) qui est en difficulté,
• de mieux comprendre son athlète,
• d’individualiser la distribution des intensités,
• d’adapter les moyens de récupération (bain froid, marche, vélo léger, étirements, massage, méditation, etc.),
• d’optimiser la gestion de la charge d’entraînement au fil des jours.

Cela reste :

• un outil qui demande du temps,
• une interprétation fine,
• et qui doit toujours être croisé avec :
• les observations de l’entraîneur dans l’eau,
• le ressenti de l’athlète,
• le contexte (sommeil, nutrition, stress, altitude, etc.).