Le niveau d’effort d’une séance de sport peut être quantifié grâce à la fréquence cardiaque. Pour cela, nous utilisons comme outil d’analyse des zones cardiaques, définissant des plages d’efforts associées à des plages de fréquence cardiaque. Ces zones sont créées à partir de nos caractéristiques personnelles d’aérobie et d’anaérobie, décrivant dans quel état fonctionne notre métabolisme. Avant de calculer ces zones, commençons par un rapide coup d’œil sur différents modes de notre métabolisme.
Notre métabolisme peut être décrit comme l’outil permettant de transformer la nourriture ingérée en molécules utilisées par nos cellules pour fonctionner. Ces molécules fondamentales portent le joli nom d’Adénosine Triphosphate, ou plus couramment ATP. Retenez bien ces trois lettres, car une grande partie de l’entraînement consiste à augmenter nos chaînes de production d’ATP pour aller plus vite et plus longtemps.
Les chaînes de production d’adénosine triphosphate sont des organites nommées mitochondries. Ces cellules produisent de l’ATP à partir d’oxygène et des nutriments provenant du système digestif (lipides, glucides, protéines). Elles peuvent également produire de l’ATP à partir des restes rejetés par les cellules. Notre corps ne dispose pas d’un grand réservoir d’ATP et la production est quasiment à flux tendu. Cela n’est pas une mauvaise nouvelle en soi puisque le taux de recyclage est très important. En revanche, plus vite notre organisme est capable de générer de l’ATP, plus vite seront alimentés les muscles, avec comme conséquence une augmentation de la performance.
La production d’ATP est possible selon soit un processus anaérobique, soit aérobique. Lorsque notre métabolisme fonctionne en anaérobie, les ATP sont produites à partir de glucose, dérivé des glucides provenant du système digestif. Lorsque le processus est aérobique, les ATP sont produites à partir d’oxygène et des lipides, glucides (sucres) et protéines post digestion.
Tant que la consommation des muscles en ATP est basse, notre métabolisme privilégie le schéma de production aérobique. Le gros avantage de ce dernier est qu’il peut fonctionner à partir des graisses stockées par notre corps, avec une source quasiment infinie de carburant (> 100 000 kcal). Le processus aérobique est néanmoins limité en vitesse de production. Lorsque la consommation des muscles dépasse la production aérobique maximale, notre métabolisme doit répondre à la demande avec l’aide du processus anaérobique, dont la vitesse de production en ATP est bien plus importante. Mais c’est au prix de plusieurs inconvénients.
Tout d’abord, la production anaérobique d’ATP produit également du lactate, proportionnellement à l’intensité de l’effort. Avec ce lactate viennent des ions d’hydrogènes acidifiant le sang. Lorsque l’effort est trop grand, nous passons un seuil d’accumulation en lactate dans le sang et notre organisme nous force à ralentir à travers la fatigue afin de retrouver un équilibre. Cette fatigue, qui survient au bout de quelques minutes, est la conséquence d’une chute de la production en ATP. Ensuite, la quantité de glucose disponible est limitée à ce qu’est capable de fournir le système digestif, et c’est bien en deçà du stock exploitable aérobiquement.
Maintenant, la très bonne nouvelle est que le lactate est la source préférée du processus aérobique pour former de l’ATP, et donc poursuivre son effort. Cette capacité de recyclage est entraînable, puisque les centres de traitement sont un certain type de fibres musculaires, dites à contractions lentes. Si nous forçons le trait, plus nous avons de fibres musculaires à contractions lentes, et plus nous sommes endurants. Il ne reste plus qu’à faire des efforts doux pendant longtemps, très longtemps, afin d’augmenter la quantité de ce type de fibres.
Plusieurs méthodes existent pour déterminer si notre corps fonctionne en aérobie ou en anaérobie. La plus pratique pour les sports de montagne est la mesure de la fréquence cardiaque (FC), dont l’unité est le nombre de battements par minutes (bpm). Idéalement, cette fréquence est mesurée par une ceinture à électrodes. Des moyens de mesure optiques existent sur le marché, mais la précision n’est pas encore suffisante pour exploiter les données.
‣
Notre fréquence cardiaque connaît une valeur minimale, la fréquence au repos (FR), ainsi qu’une valeur maximale, la fréquence maximale (Fmax). Entre FR et Fmax, deux autres seuils sont très intéressants pour l’athlète que nous sommes. Il y a tout d’abord la fréquence de seuil aérobique, notée AeT, en dessous de laquelle l’organisme fonctionne en suivant la chaîne aérobique. Elle correspond également au seuil à partir duquel la fréquence cardiaque n’est plus une image linéaire de l’effort, et dans la majorité des cas, le point critique où la concentration en lactate dépasse 2 mmol/l. Puis il y a la fréquence de seuil anaérobique, notée AnT, au-dessus de laquelle la chaîne anaérobique est privilégiée. AnT est le seuil à partir duquel la différence entre production et d’absorption de l’acide lactique est soutenable durant une heure. Au-delà de AnT, l’effort est tel que la production de lactate dépasse les capacités d’absorption, et l’athlète se voit forcer de ralentir.
À noter que AeT et AnT sont modifiables avec l’entraînement, le but étant de les augmenter au maximum. Il est très intéressant de suivre leur évolution au fur des années de pratique et de modifier les zones cardiaques en conséquence.
Les zones cardiaques sont construites à partir de FR, Fmax, AeT et AnT, afin de déterminer le niveau d’intensité de la séance d’entraînement. Elles sont très intéressantes pour piloter notre entraînement. Le nombre et la taille des zones sont totalement arbitraires. Ce qu’il faut retenir au moment de choisir, c’est que plus le nombre de zones est important, plus la taille sera petite, et donc sensible à la précision de la mesure. Un bon compromis est de partir sur un choix de cinq zones, définies de la façon suivante :
Cette zone cardiaque est celle dite de repos. Elle peut être mise à profit pour accélérer la récupération après une séance intensive. Mais le sport pratiqué doit être différent de celui de la grosse séance, doux et ne pas mobiliser les mêmes groupes musculaires. La durée de la session dépend fortement des préférences de l’athlète.
Cette zone cardiaque est la zone durant laquelle le corps va pouvoir développer sa capacité aérobique, via une augmentation du volume sanguin, de la masse mitochondriale, de la densité en capillaires et des enzymes aérobiques. Les longues séances à Z1 permettent de développer également le métabolisme d’absorption des graisses. Cette zone est la quintessence même de l’entraînement en endurance. Les séances à Z1 doivent être longues d’au moins 30 minutes, et peuvent durer plusieurs heures.
Le niveau d’effort correspondant à cette zone cardiaque permet de solliciter le métabolisme au maximum de ses capacités aérobiques. Le plus grand bénéfice est de pouvoir augmenter AeT, et donc, son niveau d’endurance. On tire les mêmes avantages que lors des efforts effectués à Z1, mais le nombre de fibres musculaires recrutées est beaucoup plus important.