Réponse cardiaque : la comprendre pour mieux l’analyser

L’étude et la surveillance de la réponse cardiaque durant les intervalles d’exercices et de récupération représentent un marqueur pratique et utile pour surveiller l’état de l’entraînement de l’athlète.

La variation de la réponse cardiaque au fil des séances similaires peut informer l’entraîneur ou l’athlète sur une amélioration ou une diminution de l’état d’entraînement ou encore une accumulation de fatigue supérieure au seuil fonctionnel d’adaptation (Meeusen et al. 2006).

Au cours de l’intervalle d’exercice à haute intensité (HIT), il y a une stimulation de la branche sympathique du système nerveux qui provoque 2 phénomènes : 

  • Une accélération cardiaque sur la 1ère minute de l’intervalle HIT que nous appelleront l’accroche cardiaque (cf. HR Rise dans Gutaï).

  • Une dérive cardiaque d’exercice de la 1ère minute jusqu’à la fin de l’intervalle HIT (cf. HR Drift dans GUTAÏ).

Durant l’intervalle de récupération, la diminution de la fréquence cardiaque est causée par une réactivation de la branche parasympathique du système nerveux et une diminution de l’activation sympathique (Kannankeril et al. 2004). Au fil des intervalles de récupération, la FC diminue de moins en moins. Ainsi, au fur et à mesure de l’avancement dans la séance, la FC durant l’intervalle de récupération dérive vers le haut.

Des changements dans l’accroche cardiaque et la dérive cardiaque à des intensités d’exercice fixes peuvent être associés à un état de fatigue, de surmenage, de déshydratation ou encore un manque d’entraînement (Hedelin et al. 2000 ; Jeukendrup et van Diemen 1998 ; Kuipers 1998 ; Montain et Coyle 1992). La surveillance de la réponse cardiaque s’avère donc un outil important pour surveiller l’adaptation de l’athlète (positive ou négative) au sein du processus d’entraînement. 

Pour permettre ce suivi de la réponse cardiaque, nous avons enrichi les données issus des intervalles du GPS dans GUTAÏ. Vous pouvez retrouver ces données sous le graphique de la GUTAÏ Intensity dans la WEB App. 

Sur chaque intervalles nous calculons : 

  • L’accroche cardiaque (HR Rise) qui est calculée au début de chaque intervalle jusqu’à la 1ère minute. Elle correspond à l’augmentation ou la diminution de la FC sur cette période en %. Pour les intervalles < à 1’, l’accroche est calculée du début à la fin de la période de l’intervalle.
  • La dérive cardiaque (HR Drift) est calculée en % d’augmentation ou de diminution de la FC de la 1ère minute de l’intervalle jusqu’à la fin.

Comment utiliser « HR Analysis » en pratique ?

Cette nouvelle fonctionnalité est pour le moment en version Bêta, elle s’adresse en priorité aux entraîneurs qui pourront effectuer un suivi précis de l’état adaptatif de l’athlète durant la préparation. Nous vous donnons quelques pistes pour utiliser ces nouveaux chiffres d’analyses qui sont disponibles dans GUTAÏ.

Pour vous permettre de comprendre comment utiliser cette nouvelle fonctionnalité nous sommes partis sur des exemples concrets de séances réalisées par un athlète. 

Les 2 séances confrontées ont été réalisées à 1 semaine d’intervalle sur home-trainer avec le même capteur de puissance.

  • Suivi de l’accroche cardiaque et de la dérive cardiaque lors d’une séance à haute intensité 

 

Comme on peut le voir sur la comparaison de ces 2 séances, pour une puissance similaire (233W vs 227W), l’accroche cardiaque est plus faible sur le 1er intervalle de la séance 1 comparativement au 1er intervalle de la séance 2 (4,7% vs 12,6%). Ceci indique une difficulté d’activation de la branche sympathique du système nerveux autonome. Cette baisse d’activation est en relation avec les sensations ressenties par l’athlète en début de séance. 

Si vous constatez que cette baisse du tonus sympathique se prolonge, ça peut signifier que l’athlète est en état de surmenage. 

  • Etude de la fréquence cardiaque de récupération à l’exercice

La phase de décrochage cardiaque sur les intervalles de récupération est plus marquée en S2 comparativement à S1 ce qui démontre un état de forme plus élevé sur la seconde séance. Cette constatation corrobore la plus faible accroche cardiaque lors du 1er intervalle de S1 par rapport à S2.

  • Réponse cardiaque sur le dernier intervalle à haute intensité

Il est intéressant de voir qu’à la fin de la séance l’activation sympathique est similaire avec une accroche cardiaque et une dérive cardiaque similaire pour une puissance moyenne d’exercice identique (285W). Malgré la faible activation du système nerveux autonome (SNA) lors du 1er intervalle, celui-ci est revenu progressivement dans la norme. Il faudra surveiller l’évolution du l’activation sympathique au cours des prochaines séances pour s’assurer que l’athlète ne s’engage pas dans un état de no-functional overrreaching (cf. description des différentes étapes).

Meeussen & al, 2006

  • La phase de HRR en passive

La HRR est moins rapide sur la 2ème séance comparativement à la 1ère alors que l’état de forme a l’air supérieur. Il faut rechercher du côté de la Fcmax à la fin de l’intervalle HIT qui est moins élevé en S2 par rapport à S1 (165bpm vs 172bpm) pour une puissance moyenne et une durée similaire. Il est donc normal que la HRR soit moins rapide puisque la Fcmax est moins élevée. La FC moyenne et la Fcmax moins élevée pour une puissance similaire indique de ce fait une meilleure efficience énergétique.

  • Etude de la dérive cardiaque & efficience énergétique

L’étude de la dérive cardiaque d’exercice permet d’apprécier si votre athlète est efficient à une intensité prescrite. Sur cet exemple, on peut voir que la dérive cardiaque est très faible à l’intensité cible haute en Z2i. 

Pour conclure

La surveillance de la fréquence cardiaque pendant et après l’exercice est facile d’accès et fournit un marqueur pratique et utile pour surveiller l’état de l’entraînement de l’athlète.

C’est une façon objective de suivre la charge d’entraînement individuelle de l’athlète au jour le jour et non plus sur des aspects chiffrés de charge d’entraînement calculée sur une population moyenne. Cette étude de la réponse cardiaque permet d’analyser l’adaptation du système nerveux autonome à l’entraînement. Le système nerveux autonome se compose d’une branche parasympathique et d’une branche sympathique, il est lié à de nombreux autres systèmes physiologiques (Borresen et Lambert 2008 ; Kiviniemi et al. 2007). La réactivité du système nerveux autonome peut donc fournir des informations utiles sur les adaptations fonctionnelles du corps humain. On sait que l’altération du système nerveux autonome (SNA) que ce soit une hyperactivité sympathique ou une réduction de l’activité parasympathique est associée à une phase d’overreaching (fonctionnelle ou non fonctionnelle) mais également au surentraînement (Kuipers 1998 ; Lehmann et al. 1998 ; Lehmann et al. 1997).