Calcul de la Fréquence cardiaque

Qu’est-ce que la Fréquence Cardiaque ?

Le Cœur est une pompe dont le rôle est d’assurer la circulation du sang dans tout le corps. La fréquence cardiaque est une mesure du nombre de fois que le cœur bat pendant 1 minute, exprimée donc en battements par minute (bpm).

Il dispose de deux moyens pour pomper le sang efficacement : augmenter la fréquence de battements ou la force de contraction. Pour les moins sportifs, le cœur aura tendance à augmenter sa fréquence car il n’est pas assez puissant pour augmenter sa force de contraction. Cela peut être un problème car il n’éjecte pas tout le sang de ses ventricules.

La plupart des adultes on une fréquence cardiaque entre 50 et 100 bpm. Les athlètes de haut niveau affichent des rythmes cardiaques inférieurs à la moyenne, aux alentours de 40 bpm. Le record de la fréquence cardiaque la plus lente au repos chez un humain en bonne santé est détenu par Martin Green mesuré à 26 bpm en 2014. Cela signifie que la force de contraction est telle, qu’en un seul battement, il est capable de pomper presque 2 fois plus de sang qu’un cœur moyen. Dans ce cas, il n’y a pas que le cœur qui est responsable, mais à l’ensemble du système cardiovasculaire qui oppose moins de résistance à la circulation sanguine.

Il est intéressant de noter que pendant le sommeil, la fréquence cardiaque subit des fluctuations naturelles et a tendance à diminuer, atteignant son point le plus bas pendant la nuit. Cette diminution est une réponse physiologique normale qui reflète l’adaptation du corps à des demandes métaboliques plus faibles lors du repos.

Un rythme cardiaque au repos faible est un signe de bonne santé cardiovasculaire chez les plus sportifs.

Fréquence Cardiaque Maximale

La fréquence cardiaque maximale, FCM OU FC Max, représente le nombre maximal de battements cardiaques par minute qu’un individu peut atteindre pendant un effort physique intense. C’est un paramètre clé pour comprendre et optimiser la condition cardiovasculaire.

La FCM présente des variations individuelles et est soumise à l’influence de divers facteurs tels que l’âge, la génétique et l’état de santé global. Elle revêt une importance cruciale dans l’élaboration de programmes d’entraînement personnalisés. Surveiller la fréquence cardiaque pendant une activité physique permet d’optimiser les niveaux d’intensité, assurant ainsi des séances efficaces et sécurisés.

Pouls et Pression Artérielle

Le pouls et la pression artérielle sont des indicateurs essentiels pour vérifier simplement et rapidement l’état du système cardiovasculaire.

Le pouls, souvent ressenti au niveau des artères proches de la surface de la peau, est une conséquence palpable des contractions du cœur. On le mesure le plus couramment au niveau de l’artère radiale du poignet ou de la carotide au niveau du cou. Chaque pulsation correspond à un battement cardiaque, reflétant l’éjection du sang du ventricule gauche du cœur. Il est donc exprimé en bpm et ses valeurs sont les mêmes que la fréquence cardiaque.

Maintenir un équilibre dans la pression artérielle est crucial pour une fonction cardiovasculaire optimale. Des anomalies, telles que l’hypertension, peuvent surmener le cœur et endommager les artères avec le temps.

La surveillance régulière du pouls et de la pression artérielle est essentielle car ces signes vitaux fournissent des informations précieuses pour évaluer l’efficacité et la santé du système cardiovasculaire, permettant la détection précoce et la gestion des problèmes potentiels et jouant un rôle essentiel dans les soins de santé préventifs.

Anatomie du Cœur

Niché dans la cavité thoracique, légèrement sur le côté gauche, le cœur est composé de quatre cavités : deux atriums et deux ventricules. On considère qu’il fait 1,5 fois la taille du poing de son propriétaire. Il pompe environ 5 litres de sang par minute et bat aux alentours de 100 000 fois par jour, ce qui représente 35 millions de battement chaque année.

La veine cave supérieure et inférieure achemine le sang désoxygéné depuis le corps jusqu’à l’atrium (ou oreillette) droit, qui le propulse dans le ventricule droit.

De là, le sang est poussé vers les poumons par les artères pulmonaires pour être oxygéné.

Du côté gauche, le sang oxygéné revient des poumons vers l’atrium gauche, puis circule dans le ventricule gauche, la centrale énergétique du cœur.

Le ventricule gauche propulse le sang oxygéné dans l’aorte, la principale artère, initiant son parcours pour nourrir l’ensemble du corps.

Des valves, telles que les valves mitrale et tricuspide, assurent un flux sanguin unidirectionnel, évitant tout reflux.

Les parois musculaires du cœur sont composées du tissu musculaire cardiaque appelé myocarde et se contractent de manière rythmique. Le myocarde est lui aussi alimenté en sang riche en oxygène par les artère coronaire provenant de l’aorte. Il est plus épais autour du ventricule gauche car il doit générer la force nécessaire pour faire circuler le sang dans tout le corps.

Il existe une mesure intéressante pour mesurer l’état de forme du cœur qu’on nomme le Débit Cardiaque. Il est définit comme le produit de la Fréquence Cardiaque et du Volume d’Éjection systolique. Il donne des indications sur la santé cardiovasculaire comme la résistance rencontrée par le flux de sang et la puissance du myocarde.

Comment Calculer la Fréquence Cardiaque Maximale ?

Calculer la FC Max permet de déterminer les zones d’effort et établir une routine d’entrainement spécifique aux objectifs fixés.

Il est important de noter que ces formules permettent d’estimer et non mesurer la FC Max. Comme pour la mesure de l’IMC, ces équations ne font pas intervenir de mesure physiologique, alors qu’il est clair que deux individus ayant le même âge peuvent très bien être dans deux état de forme complètement différents, ce qui démontre qu’inévitablement, ces résultats ne doivent pas être pris au pied de la lettre. Elles sont assez précises pour prédire la fréquence cardiaque moyenne d’un groupe d’individus du même âge, mais relativement faibles pour être utilisées individuellement.

Mesurer la Fréquence Cardiaque Maximale

La FC Max peut être mesurée dans un environnement contrôlé ou en plein air, en réalisant deux activités : le cyclisme ou la course à pied.

Pour réaliser de bonnes mesures, il faut faire en sorte de ne pas être interrompu pendant l’effort et être en capacité d’augmenter l’intensité progressivement, raison pour laquelle un test en laboratoire (ou chez-soi) est plus simple à mettre en place pour respecter ces conditions.

Les outils pour mesurer la FC Max peuvent être une simple montre connectée, un cardiofréquencemètre thoracique ou plus imposant un électrocardiogramme (ECG).

Un autre avantage de réaliser ce test en laboratoire spécialisé est qu’il est également possible de prendre d’autres mesures en même temps comme le VO₂ Max ou encore le Seuil Anaérobie.

Protocole de test pour la Fréquence Cardiaque Maximale

Objectif :

Déterminer la Fréquence Cardiaque Maximale à travers un protocole d’exercice contrôlé et sécurisé utilisant soit un tapis de course, soit un vélo stationnaire.

Procédure :

1. Préparation :
   • Assurez-vous de faire un échauffement complet avec une activité aérobique légère pendant au moins 10 minutes pour préparer le système cardiovasculaire.
   • Placez le cardiofréquencemètre sur votre cœur et humidifiez les électrodes avec un gel si besoin.
2. Augmentation Graduelle de l’Intensité :
   • Démarrez l’exercice à un rythme confortable et augmentez progressivement l’intensité pour permettre au système cardiovasculaire de s’adapter et diminuer la fatigue prématurée. Cette partie devrait durer environ 15 minutes.
3. Identification de la FCM :
   • Identifiez le point où la fréquence cardiaque atteint un plateau : il représente la Fréquence Cardiaque Maximale.

Mesures de Sécurité :

Faites bien attention à ne pas en faire trop pour des questions de sécurité. Vous pouvez toujours vous faire superviser par un professionnel de santé.

Protocole de test pour la Fréquence Cardiaque au Repos

Le meilleur moment pour mesurer la fréquence cardiaque au repos est le matin au réveil. C’est pourquoi avant d’aller vous coucher, assurez-vous d’avoir votre cardiofréquencemètre à portée de main si vous en possédez un. Éliminez toutes les distractions, comme la musique, et n’ayez pas de conversation pendant la mesure.

Procédure :

1. Couchez vous sur le dos, votre cardiofréquencemètre installé, ou vos doigts en position pour prendre votre pouls.
2. Une fois bien relaxé, démarrez l’enregistrement ou commencez à compter.
3. Faites durer la session de 3 à 5 minutes en respirant calmement.
4. Mettez fin à la session et cherchez le rythme cardiaque le plus bas enregistré : c’est votre rythme cardiaque au repos.

Vous devez effectuer la mesure plus d’une fois, de préférence plusieurs matins consécutifs afin d’obtenir une référence pour votre fréquence cardiaque au repos.

La Formule de Karvonen

La Formule de Karvonen offre une approche personnalisée pour déterminer les zones de fréquence cardiaque. Elle se distingue car elle prend en compte le rythme cardiaque au repos, qui varie considérablement d’une personne à l’autre en raison des différences de niveau de forme physique et de l’âge. Cela en fait un outil plus précis par rapport aux méthodes qui ne considèrent que le rythme cardiaque maximal.

Le cœur de cette méthode est le calcul de la Fréquence Cardiaque de Réserve (FCR), qui est la différence entre les rythmes cardiaques maximum et au repos.

En utilisant la FCR, la formule établit ensuite la Fréquence Cardiaque Cible (FCC) pour l’exercice. Cette FCC est le rythme cardiaque à viser pendant l’activité physique pour garantir l’effort à une intensité donnée.

On se rend compte par exemple que cette méthode de calcul donne une fréquence cardiaque cible plus élevée pour maintenir une intensité à 70% de la FM Max : 158 bpm contre 140 bpm pour la méthode de calcul classique.

Calcul des Zones de Fréquence Cardiaque

Comprendre et optimiser la santé cardiovasculaire est un élément clé pour améliorer les performances physiques. Les Zones de Fréquence Cardiaque, basées sur la Fréquence Cardiaque Maximale, offrent cadre structuré qui permet de personnaliser les entraînements en fonction des niveaux de forme physique et des objectifs individuels.

Ces zones catégorisent les plages de fréquence cardiaque associées à différentes intensités d’exercice, permettant d’adapter les programmes d’entraînement à des objectifs spécifiques tels que l’amélioration de l’endurance, la perte de gras ou encore le renforcement de la capacité aérobie.

Les scientifiques ont défini cinq zones d’entraînement aider à comprendre quel système énergétique est utilisé à un niveau d’intensité donné.

La zone 1 est la plus faible intensité et implique des activités comme s’asseoir et se promener dans sa maison. La zone 5 est l’intensité la plus élevée et est affectée à des activités telles que le sprint à pleine vitesse ou faire des squat avec une charge lourde.

La première formule utilise l’ensemble du spectre de la fréquence cardiaque pour déterminer chaque zone à l’aide du pourcentage. Elle ne prend pas en compte la fréquence cardiaque au repos qui est elle aussi différente pour chaque personne.

Comment Améliorer la Fréquence Cardiaque ?

Contrairement à ce que l’on pourrait penser, améliorer la fréquence cardiaque ne signifie pas toujours la pousser à la limite lors d’entraînements intensifs. En réalité, un aspect essentiel de l’amélioration de la condition cardiovasculaire implique l’art de la ralentir, en particulier quand on est au repos.

L’Entrainement en Zone 2

La zone 2 est importante pour la longévité dans le sport et pour la longévité en tant qu’être humain. Tout s’améliorera en construisant votre base aérobique avec l’entraînement dans cette zone.

L’entraînement de zone 2 aérobie, est un entraînement cardio effectué à une intensité relativement faible pendant une période prolongée. Il existe plusieurs moyens pour atteindre cet objectif. Le cyclisme, la natation, la course, l’aviron, la marche, la randonnée ou le vélo elliptique sont tous viable, à condition que vous puissiez maintenir vos efforts entre 30 minutes et 3 heures, à une intensité située entre 60 et 75% de la FC Max. C’est le niveau d’effort le plus élevé qui fait intervenir les mitochondries pour produire de l’énergie à partir du gras stocké dans les tissus adipeux.

À mesure que l’intensité de l’entraînement augmente, le lactate commence à s’accumuler dans les muscles. La zone 2 est juste en dessous du seuil de lactate de 2 millimoles (mmol) qui la sépare de la zone 3, qui utilise le glucose pour produire de l’énergie en dehors des mitochondries. Cette distinction est importante car pour tirer le meilleur parti de ce type de cardio, il faut stimuler au maximum les mitochondries en travaillant dans le haut de la plage de zone 2. Travailler excessivement entraînera le dépassement du seuil d’acide lactique, diminuant ainsi la stimulation des mitochondries.

Cependant, les plus entraînés ont une plus grande flexibilité métabolique et ont une meilleure capacité de transformer les graisses en carburant et d’éliminer efficacement le lactate. En clair, il est possible de déplacer son seuil lactique avec la pratique régulière de cardio en zone 2. Cela est possible car la quantité, la taille et l’efficacité des mitochondries augmente.

Il est important de noter que même si l’entraînement dans les zones 4 et 5 peut améliorer la capacité à travailler avec des efforts maximaux, il n’améliore pas le plafond de la zone 2.

La Variabilité de la Fréquence Cardiaque (VFC)

Bien que la connaissance des zones de fréquence cardiaque soit essentielle pour ajuster l’intensité de l’entraînement, un autre indicateur clé permet d’évaluer plus précisément la récupération et le niveau de forme physique global : la variabilité de la fréquence cardiaque (VFC).

La VFC mesure la variation du temps entre les battements de cœur et reflète l’équilibre entre les systèmes nerveux sympathique (“état actif”) et parasympathique (“état passif”).

Une VFC élevée indique une meilleure récupération et une adaptabilité accrue, ce qui en fait un outil précieux pour affiner l’entraînement, prévenir le surentraînement, et améliorer la performance globale.

Pour plus de détails sur la VFC et ses bienfaits, un prochain article approfondi sera rédigé.

Conclusion

Le calcul de la Fréquence Cardiaque Maximale fournit une base cruciale pour des programmes d’entraînement adaptés, assurant des séances efficaces et sécurisées. De plus, les Zones de Fréquence Cardiaque, basées sur la Fréquence Cardiaque Maximale, permettent de comprendre et optimiser la santé cardiovasculaire, qui est essentielle pour améliorer ses performances physiques.

Ce guide a exploré divers aspects de la fréquence cardiaque, de sa mesure fondamentale aux mécanismes complexes du système cardiovasculaire. Il offre une approche structurée pour personnaliser l’intensité des entrainements et atteindre ses objectifs de forme, notamment grâce à l’entrainement en zone 2.