On se souvient aujourd’hui du physiologiste de l’exercice physique, Martti Karvonen, en tant que père fondateur de l’épidémiologie et de la prévention des maladies cardiovasculaires en Finlande. Il est né en 1918 et a obtenu son diplôme de médecine de l’Université d’Helsinki en 1945 et son doctorat de l’Université de Cambridge en 1950. Il est ensuite devenu directeur du département de physiologie de l’Institut de la santé au travail de Helsinki et est devenu directeur général de cet institut. Il est également connu pour avoir mis au point une formule permettant de déterminer la fréquence cardiaque cible (FCC) de l’activité aérobique.
Dans la formule de Karvonen, la FC maximale correspond à la fréquence cardiaque maximale atteinte au cours d’un l’effort physique intense et K est un coefficient : FC cible = FC au repos + (FC maximale – FC au repos) x K. Dans une étude publiée en 1957, Karvonen a examiné l’effet de différentes intensités d’entraînement sur les fréquences cardiaques au repos, au travail et maximales. Il a constaté que l’entraînement à un niveau intense entraînerait une diminution de la fréquence cardiaque au travail, ce qui est une indication directe de l’augmentation de la consommation maximale d’oxygène et de la forme cardiorespiratoire. Il a identifié le seuil auquel les améliorations sont perçues comme représentant 60% de la réserve cardiaque (RC), exprimée par la différence entre la fréquence cardiaque maximale et la fréquence cardiaque au repos. Bien que les avantages de l’exercice aient été bien documentés, cette constatation a été déterminante pour définir les paramètres d’intensité de l’exercice qui ont produit des résultats tangibles.
Nous savons maintenant que la plage d’intensité permettant d’améliorer et de maintenir la condition cardiorespiratoire est large et dépend de nombreux facteurs, notamment l’âge, la santé sous-jacente, les habitudes individuelles en matière d’activité physique et l’état fonctionnel de base. D’autres physiologistes ont aussi trouvé que la formule de Karvonen était une méthode raisonnablement précise pour estimer l’intensité de l’exercice. Malgré la surestimation ou la sous-estimation occasionnelle de l’intensité de l’exercice chez certains patients, la formule donnait généralement une fréquence cardiaque pour un bon entrainement assez précise, l’entraînement à basse intensité étant défini comme une activité utilisant 30% à 40% de la réserve cardiaque, une activité à intensité modérée consistant à : 40% à 60% du RC et une activité d’intensité vigoureuse en utilisant 60% à 90% du RC.
La réserve cardiaque et les zones d’entrainement
Chaque séance d’entraînement doit être faite dans un but précis et planifiée. L’entrainement, que vous soyez seul ou accompagné d’un coach, a généralement trois dimensions : fréquence, durée et intensité. Si vous avez consulté des plans d’entraînement multisports avec un entraîneur ou en ligne, vous constaterez souvent une intensité spécifiée en termes de zones d’entraînement. Différents entraîneurs peuvent utiliser un nombre différent de zones d’entraînement, mais traditionnellement, lors de l’entraînement de course de fond, il y a cinq zones, appelées Zone 1, Zone 2, Zone 3, Zone 4 et Zone 5. Pour les athlètes d’endurance plus avancés, la Zone 5 est parfois subdivisé en trois : Zone 5a, 5b et 5c.
La formation dans une zone spécifique conduit à des adaptations spécifiques. La zone 1 est l’intensité la plus faible, utilisée pour les séances d’échauffement et de récupération. La zone 5 est l’intensité la plus élevée. Les zones 1 à 4 sont aérobiques, la zone 5 (et ses subdivisions) sont anaérobiques. Cela simplifie un peu les choses, la Zone 2 est utilisée pour s’entraîner à l’endurance, la Zone 3 pour l’endurance au début de la saison et la Zone 4 entraîne le corps à mieux tolérer et éliminer l’acide lactique (le produit de récupération produit par les muscles pendant l’exercice). La Zone 5 est déterminant dans l’entraînement pour la vitesse et la puissance et pour travailler plus longtemps dans un état anaérobique.
Une des façons les plus faciles à calculer la zone est de se servir de la formule du taux d’effort perçu, également connu sous le nom d’échelle de Borg. Ici, l’intensité est estimée en fonction de votre rythme respiratoire. Plus vous respirez fort, plus vous faites de l’exercice intense. En Zone 2, par exemple, vous respirez plus fort mais pouvez toujours converser avec votre partenaire d’entraînement. Dans la zone 4, il est inconfortable de parler et dans la zone 5, vous ne voulez pas parler !
Cependant, la fréquence respiratoire est quelque peu subjective et les athlètes n’appréciant en rien appart les chiffres objectifs, les zones d’entraînement sont donc souvent calculées en fonction d’une plage de fréquences cardiaques. Et ce calcul dépend d’une valeur qui n’est pas aussi facile à déterminer avec précision : la fréquence cardiaque maximale ou FCM. Vous pouvez avoir une bonne idée de la fréquence cardiaque maximale en allant dans un laboratoire et en vous faisant tester (ce qui est coûteux et implique généralement d’être branché, d’avoir un tuyau coincé dans la bouche et le nez pincé et de courir sur un tapis roulant jusqu’à ce que vous ne puissiez plus courir). Heureusement, il existe plusieurs façons d’estimer votre fréquence cardiaque maximale et les zones d’entraînement de la fréquence cardiaque.
L’un des calculs FCM les plus populaires s’appelle, vous l’aurez deviné, la méthode de Karvonen. Ce calcul utilise votre âge, votre sexe et votre fréquence cardiaque au repos. La fréquence cardiaque au repos est la moyenne de votre fréquence cardiaque matinale (avant de vous lever du lit) sur plusieurs jours. Ces étapes vous donneront votre FCM et votre zone d’entrainement :
- Votre FCM estimée est 220 moins votre âge si vous êtes un homme et 226 moins votre âge si vous êtes une femme.
- Calculez votre fréquence cardiaque au repos en prenant votre fréquence cardiaque du matin sur plusieurs jours et en faisant une moyenne.
- Calculez votre réserve cardiaque (RC) en soustrayant le FC au repos de votre FCM estimée.
Calculez maintenant vos zones d’entraînement en ajoutant le pourcentage de RC, prescrit dans les formules ci-dessous, à la FC au repos :
(pour vous aider à calculer un pourcentage, visitez Calculerpourcentage.fr)
Zone 1
Limite inférieure = RC x 0.60 + FC au repos
Limite supérieure = RC x 0.70 + FC au repos
Zone 2
Limite inférieure = RC x 0.71 + FC au repos
Limite supérieure = RC x 0.75 + FC au repos
Zone 3
Limite inférieure = RC x 0.76 + FC au repos
Limite supérieure = RC x 0.80 + FC au repos
Zone 4
Limite inférieure = RC x 0.81 + FC au repos
Limite supérieure = RC x 0.90 + FC au repos
Zone 5
Limite inférieure = RC x 0.91 + FC au repos
Limite supérieure = RC x 1.0 + FC au repos
Zone 5a
Limite inférieure = RC x 0.91 + FC au repos
Limite supérieure = RC x 0.935 + FC au repos
Zone 5b
Limite inférieure = RC x 0.94 + FC au repos
Limite supérieure = RC x 0.98 + FC au repos
Zone 5c
Limite inférieure = RC x 0.981 + FC au repos
Limite supérieure = RC x 1.0 + FC au repos
Vous n’avez pas encore terminé les calculs ; ce que vous avez ici sont vos zones d’entraînement en course à pied. Si vous êtes en entraînement de triathlon, vous devez vous adapter en raison des différents muscles impliqués et en particulier des effets réduits de la gravité lorsque votre corps est soutenu par le vélo ou par l’eau. Soustrayez 10 battements par minute de chaque zone de course pour le cyclisme et soustrayez 15 battements par minute de chaque zone de course pour la natation.
Comment Bien Définir les Zones
Retrouvez notre outil pour calculer en 1 clic vos zones de fréquence cardiaque.
Zone 1 : La zone de la bonne santé cardiaque
C’est la zone la plus sûre et la plus confortable, accessible en marchant rapidement. Ici, vous renforcez votre cœur et augmentez votre masse musculaire tout en réduisant votre masse adipeuse, votre cholestérol, votre tension artérielle et votre risque de maladie dégénérative. Vous êtes en meilleure santé dans cette zone, mais pas plus en forme. Autrement dit, cela n’augmentera pas votre endurance ni votre force, mais cela augmentera votre santé.
Si vous êtes en mauvaise forme physique, si vous avez des problèmes cardiaques ou si vous souhaitez simplement protéger votre cœur sans trop travailler, passez la majeure partie de votre temps d’entraînement ici. C’est également la zone de réchauffement et de refroidissement avant et après les zones plus vigoureuses.
Zone 2 : La zone tempérée
Il est facilement accessible en faisant du jogging lentement. Bien que le niveau d’effort soit encore relativement faible, cette zone commence à entraîner votre corps à augmenter le taux de libération de graisse des cellules vers les muscles, ce qui en fait un carburant.
Certaines personnes appellent cela la “zone de combustion des graisses” car jusqu’à 85% du total des calories brûlées dans cette zone sont des calories de graisse, ce qui est tout aussi important.
Les personnes en bonne forme physique ou non brûlent la graisse différemment. Plus vous êtes en forme, plus vous utilisez efficacement les graisses pour maintenir un poids santé. D’autre part, vous avez peut-être fait de l’exercice vigoureusement sans perdre le poids que vous espériez. Peut-être avez-vous travaillé trop dur et devez-vous revenir dans cette zone et faire de l’exercice plus longtemps ? Pour brûler plus de calories, vous devrez vous exercer pendant plus de temps dans cette zone.
Zone 3 : La zone aérobique
Dans cette zone – atteinte en s’exécutant facilement, par exemple – vous améliorez votre capacité fonctionnelle. Le nombre et la taille de vos vaisseaux sanguins augmentent, vous augmentez votre capacité pulmonaire et votre fréquence respiratoire, et votre cœur augmente en taille et en force afin que vous puissiez faire de l’exercice plus longtemps avant de vous fatiguer. Vous métabolisez encore les graisses et les glucides à un taux d’environ 50-50, ce qui signifie que les deux brûlent au même taux.
Zone 4 : Le seuil anaérobique
Cette zone est atteinte en allant fort – courir plus vite. Ici, vous devenez plus rapide et en meilleure forme, augmentant votre fréquence cardiaque lorsque vous passez d’un entraînement aérobique à un entraînement anaérobique. À ce stade, votre cœur ne peut pas pomper suffisamment de sang et d’oxygène pour alimenter complètement les muscles en exercice, de sorte qu’ils répondent en continuant de se contracter de manière anaérobie.
C’est là que vous “sentez la brûlure”. Vous pouvez rester dans cette zone pendant un temps limité, généralement pas plus d’une heure. En effet, le muscle ne peut tout simplement pas continuer à travailler de façon anaérobie (c’est-à-dire sans suffisamment d’oxygène) sans fatigue. Les muscles qui travaillent se protègent du surmenage en ne pouvant pas maintenir le niveau d’intensité.
Zone 5 : La ligne rouge
Cela équivaut à une course à pied complète et est principalement utilisé comme un régiment d’entraînement “à intervalles” – les efforts ne sont effectués que par rafales courtes à moyennes. Même les athlètes de classe mondiale ne peuvent rester dans cette zone que quelques minutes à la fois. Ce n’est pas une zone que la plupart des gens choisiront pour faire de l’exercice, car travailler ici leur fait mal et leur potentiel de blessure augmente.
Etant des athlètes d’endurance principalement, votre entrainement restera pour 90% ou plus dans les 3 premières zones. Vous développez la capacité de votre système à maintenir des périodes d’entraînement plus longues. Votre corps peut maintenant transporter plus d’oxygène dans vos muscles et pénétrer dans vos cellules de stockage de graisse pour brûler des calories de graisse au fur et à mesure de son adaptation à votre nouvelle charge de travail. Vous vous retrouverez à la même distance avec une fréquence cardiaque plus basse – preuve en fait d’augmenter votre condition physique.
Les activités peuvent inclure la marche rapide, le vélo, la natation, la course à pied facile, l’aérobique sans impact. Visez cinq séances de 30 minutes par semaine. Pour chaque entraînement, passez 5 minutes en zone 1, 10 minutes en zone 2 et 15 minutes en zone 3.
