Guillaume Adam

Utiliser la variabilité de la fréquence cardiaque pour suivre les effets de l’entraînement

rythme cardiaqueVous avez peut-être déjà entendu parler de la variabilité de la fréquence cardiaque (l’abréviation est VFC en français ou HRV en anglais). Elle est utilisée par les équipes de cyclistes professionnelles et dans d’autres sports pour optimiser l’entraînement et les périodes de récupération et détecter les périodes de fatigue. En ultra-trail, il n’est pas rare de voir des coureurs déclarer forfait avant un trail suite à une VFC indiquant une fatigue importante.  Des outils pratiques permettent maintenant à chacun de l’utiliser.

Qui suis-je ? Je suis Guillaume Adam, coureur de haut-niveau (29’31 sur 10km) et j’ai travaillé dans un laboratoire du CNRS et du MIT à Boston sur l’analyse du rythme cardiaque au repos et à l’effort. L’un des objectifs était de déterminer les meilleures allures d’entraînement et de compétition pour chacun.

La variabilité de la fréquence cardiaque, qu’est-ce que c’est ?

Le cardiofréquencemètre enregistre le temps qui s’écoule entre chaque battement du cœur (ce qu’on appelle intervalle R-R). Le cardiofréquencemètre calcule ensuite une moyenne sur plusieurs battements pour calculer une fréquence cardiaque instantanée.

Si vous avez une fréquence cardiaque de 60 battements par minute, cela signifie qu’en moyenne votre cœur bat toutes les 1 secondes. Mais en regardant dans le détail, la période varie probablement de 0,8 à 1,2 secondes.

Si l’on prend l’exemple ci-dessous, la période moyenne est de 783 millisecondes sur ces 4 intervalles (soit une fréquence cardiaque de 77bpm). Ainsi, la période entre les 2 premiers battements (845ms) varie de 62ms par rapport à la moyenne.

variabilité fréquence cardiaque

Est-ce normal ? Oui ! Pour un cœur en bonne santé, plus cette variabilité de la fréquence cardiaque est importante au repos, plus vous être en forme. La VFC dépend de plusieurs facteurs :
– l’âge et l’hérédité | facteurs sur lesquels vous n’avez pas d’influence et qui ne changent pas sur une année
– la position du corps (debout, assis ou couché), l’heure | il est donc important de prendre les mesures toujours de la même manière et à la même heure
– l’état de forme | vous pouvez donc mesurer votre état de forme avec la VFC !

L’influence des systèmes parasympathique et sympathique

Chaque battement du cœur est régulé par le système nerveux. L’activité du système parasympathique cherche à relaxer l’organisme, elle fait baisser la fréquence cardiaque et augmenter la VFC. Au contraire l’activité du système sympathique prépare l’organisme à une réaction à un stress, elle fait augmenter la fréquence cardiaque et diminuer la VFC.

Le matin au repos (avant de commencer toute activité), le système parasympathique est prépondérant, la fréquence cardiaque est minimale et la VFC maximale. Si maintenant, vous avez une fatigue générale, avez fait des excès la veille ou êtes malade, le système sympathique répond à un stress, votre fréquence cardiaque est plus haute que d’habitude et votre VFC plus basse. Vous pouvez donc lever le pied à l’entraînement aujourd’hui…

En pratique comment j’utilise la VFC au repos ?

Contrairement à la fréquence cardiaque au repos qui est facile à mesurer, ça se complique pour la variabilité de la fréquence cardiaque car il faut enregistrer la période entre chaque battement. De plus, on n’obtient pas une valeur simple comme pour la fréquence cardiaque. Il faut utiliser un logiciel avec une analyse temporelle et fréquentielle du signal cardiaque. De nombreuses valeurs peuvent être extraites mais la plus significative d’après les études de ces 10 dernières années est le RMSSD (qui signifie accrochez-vous 😉 Root Mean Square of the Successive Differences – une analyse statistique réalisée sur chaque battement successif). Vous pouvez prendre le logarithme de cette valeur : le lnRMSSD, pour avoir une variation plus fidèle de l’écart de forme au jour le jour.

D’après ces mêmes études, il convient de prendre son rythme cardiaque sur 2 minutes 30 pour avoir une bonne analyse statistique. Au-delà de 2 minutes 30, vous obtiendriez une valeur identique.

Quels appareils permettent de mesurer les intervalles R-R ?

La manière la plus précise pour mesurer les intervalles R-R est d’utiliser un électrocardiogramme (ECG), un appareil que l’on retrouve chez les médecins généralistes ou cardiologues.

Des ceintures cardiofréquencemètres permettent également de le faire, mais la précision n’est pas toujours au rendez-vous. Des études ont montré que Polar fournit les ceintures cardiofréquencemètres les plus précises, et la différence avec un ECG est minime (moins de 1% pour la plupart des valeurs). Les autres marques comme Garmin ou Suunto enregistrent ces intervalles R-R mais la qualité du signal est souvent moins bonne. La quasi-totalité des études scientifiques sont réalisés avec des ceintures Polar.

Quels appareils permettent d’enregistrer les intervalles R-R ?

Les montres GPS milieu et haut de gamme de toutes les marques le permettent en général (il suffit de vérifier dans les caractéristiques du produit si ils enregistrent les intervalles R-R). Polar enregistre ces intervalles R-R au repos mais pas pendant l’exercice…

Une fois que votre montre GPS enregistre ces intervalles R-R, il faut exporter le fichier puis le lire à l’aide d’un logiciel gratuit : Kubios. Le processus est long à faire et pas très pratique. Heureusement, une application gratuite : Elite HRV est ultra pratique. A l’aide d’une ceinture cardio Bluetooth (la ceinture Polar H10, une des plus précises sur le marché est vendue à 70-75€), l’application enregistre les intervalles R-R et calcule l’ensemble des valeurs de la VFC en quelques secondes. Pour avoir comparé les valeurs de Elite HRV et de Kubios, on obtient strictement les même valeurs.

Etablir son profil cardiaque avec le lnRMSSD

Ainsi en 3 minutes chaque matin, vous obtenez votre lnRMSSD. Une valeur absolue comme ça n’a pas beaucoup d’intérêt mais la suivre 3 ou 4 fois par semaine ou même quotidiennement sur une longue période permet d’établir votre profil et de visualiser vos variations d’état de forme. Si votre lnRMSSD est beaucoup plus basse que d’habitude, reposez-vous pour réduire le stress de l’organisme.  Vous pourrez alors éviter de vous installer dans un état de fatigue chronique. Vous pourrez vous entraîner plus intensément une fois votre lnRMSSD revenu à la normale. De la même manière, un lnRMSSD beaucoup plus haut que d’habitude est souvent un signe de fatigue.

Pour aller plus loin : la variabilité de la fréquence cardiaque à l’effort pour détecter son seuil anaérobie ?

L’exercice ajoute un stress à l’organisme, le rythme cardiaque augmente et la variabilité de la fréquence cardiaque baisse. Si la variabilité de la fréquence cardiaque a été très bien étudiée au repos ces dernières années, l’étude à l’effort est relativement nouvelle.

Ces études à l’effort permettraient d’identifier le seuil anaérobie avec des études statistiques de la variabilité de la fréquence cardiaque. Le seuil anaérobie est le moment où l’équilibre entre la production et l’élimination de lactates est maintenu. Cette allure (entre 70 et 92% de la FCM suivant le niveau d’entraînement du coureur, soit un écart très important) est très utile à l’entraînement. Les effets des systèmes parasympathiques et sympathiques se compenseraient en quelques sortes au niveau de ce seuil anaérobie.

La seule manière actuellement pour déterminer son seuil anaérobie est de passer un test d’effort dans un laboratoire. Si cette méthode de détection avec la variabilité de la fréquence cardiaque s’avère efficace, tous les coureurs pourront connaître précisément leurs zones d’entraînement à l’aide d’une ceinture cardio. Ils pourront même mesurer leurs évolutions chaque semaine. Et pourquoi pas programmer une course au moment où le seuil anaérobie et l’état de forme sont au plus haut. L’occasion à coup sûr de battre ses records…