1- Série d’épreuves rectangulaires modérées, correspondant à différents paliers d’intensité fixe
Principe des tests:
Cette série d’épreuves rectangulaires, discontinues, toujours sous-maximales, correspond à des exercices de courte durée.
Chaque épreuve comporte 3 phases:
– une phase de repos de 1 min. (ou d’échauffement sous une charge de travail réduite pour assouplir les muscles et éviter fatigue et douleurs musculaires chez les personnes sédentaires).
– une phase d’effort à puissance constante toujours supérieure à 3 min (en moyenne 5 à 6 min). La charge de travail imposée ne devra jamais dépasser 70 à 85 % des capacités cardiaques maximales du sujet pour rester dans le domaine des exercices aérobiques. Il est même préférable de travailler à des niveaux plus bas.
– une phase de récupération active d’au moins 5 min., au cours de laquelle la charge de travail est réduite progressivement.
Chaque séance comporte une série de 2 ou 3 exercices successifs réalisés sur cycle, rameur ou marche d’escalier, correspondant à des paliers d’effort différents, d’intensité fixe.
Les tests peuvent se pratiquer dans une salle de classe, au laboratoire…ou à la maison. Ils sont réalisés sur des sujets toujours volontaires et reconnus aptes à l’exercice d’un sport.
Recommandation : Pendant les épreuves de step-test la marche doit être maintenue fermement pour éviter tout accident.
Matériels souhaitables:
– Une marche d’escalier d’une hauteur de 30 cm (« Step Test »), un rameur ou un cycle d’appartement,
– Un cardiofréquencemètre, dont les caractéristiques sont identiques à celles décrites dans les pages précédentes.
Résultats:
Step test
Graphique 1
Graphique 2
Rameur
Graphique 3
Cycle
Graphique 4
Analyse des résultats:
Lors des épreuves d’intensité constante, la fréquence cardiaque augmente rapidement puis atteint un plateau.
La première phase constitue la phase d’adaptation du cœur à l’effort. Elle reflète le travail que doit fournir le cœur pour répondre à l’augmentation des besoins imposés par l’exercice.
Le plateau constitue la fréquence cardiaque d’équilibre ou « état stable » (steady state). A cet instant le débit cardiaque couvre exactement la demande métabolique des muscles.
A chaque augmentation de la charge de travail, la fréquence cardiaque atteint un nouveau plateau. Plus l’exercice est intense, plus la période d’adaptation est longue (voir graphiques 3 et 4).
Si le niveau de l’exercice dépasse les capacités physiques du sujet (c’est notamment le cas de Laetitia et de Christophe, voir graphiques 1 et 2, 2ème palier d’effort), la fréquence cardiaque continue à monter. Ce phénomène traduit un déséquilibre métabolique important, en particulier l’accumulation d’ions H+ et de lactates dans les muscles et les compartiments liquidiens de l’organisme, et s’accompagne de fatigue et d’une élévation de température. L’augmentation de la fréquence cardiaque entraîne une amélioration du débit sanguin, en particulier au niveau périphérique musculaire, et permet une augmentation des échanges entre le sang et les tissus: fourniture de dioxygène mais aussi élimination des déchets acides et du dioxyde de carbone [H+ + tampon (bicarbonates…) —-> H-tampon (acide carbonique) —-> eau + CO2] au niveau des poumons.
L’arrêt de l’exercice s’accompagne d’une phase de récupération au cours de laquelle la Fc chute d’abord très vite puis plus lentement. La 1ère étape est sous influence neuro – végétative, la seconde permet de restaurer les équilibres métaboliques (oxydation d’acide lactique produit en anaérobiose, restauration des réserves énergétiques). Cette dernière s’allonge avec l’intensité de l’effort. Exemple graphique 3: après une première épreuve de niveau 1, le sujet retrouve sa Fc de départ soit 80 bpm dès la 2ème minute de récupération alors que pour l’épreuve de niveau 2 plus intense il ne retrouve pas sa Fc initiale malgré les 5 minutes de récupération.
Remarques :
Plus le sujet est entraîné, plus l’état stable sera atteint rapidement pour une puissance donnée (voir graphiques 1 et 2 – paliers de puissance égale à 90 W)
Dans ce type d’épreuves dites rectangulaires l’état stable n’est réellement obtenu que si les exercices sont reproduits à intervalles suffisamment longs (24 à 48 heures).
Limites d’application:
La validité des résultats dépend beaucoup du degré de motivation des élèves.
D’une façon générale le step test est sonore, et ressenti comme un exercice peu ludique voire ennuyeux. En outre il est difficile de garder un rythme de montées-descentes constant ce qui entraîne des mesures peu fiables.
2- Epreuve rectangulaire unique et intense
Principe du test:
A la différence des épreuves rectangulaires précédentes, un seul exercice, intense mais sous-maximal, est réalisé.
Chaque épreuve comporte :
– Une minute de repos.
– Une phase d’effort intense mais constante de 5 à 6 minutes.
– Une phase de récupération active d’au moins 5 minutes.Matériels souhaitables:
– Une marche d’escalier d’une hauteur de 30 cm (« Step Test »)
– Un rameur,
– Un cycle d’appartement,
– Un cardiofréquencemètre, dont les caractéristiques sont identiques à celles décrites dans les pages précédentes.
Résultats:
Cycle
Graphique 1
Graphique 2
Rameur
Graphique 3
Graphique 4
Analyse des résultats:
Si l’exercice est intense, le différentiel entre fréquence cardiaque de départ et fréquence cardiaque au bout « d’une minute » d’exercice est très important. Il peut atteindre 80 à 100 bpm ( voir graphique 1). La fréquence cardiaque augmente ensuite lentement jusqu’à la fin de l’effort sans atteindre l’état stable.
La première phase constitue la phase d’adaptation du cœur à l’effort. La seconde traduit un état de déséquilibre persistant lié à l’intensité de l’exercice et dont les principales manifestations ont été exposées précédemment.
A l’arrêt de l’exercice la fréquence cardiaque redescend très progressivement. Le retour à la fréquence cardiaque et aux équilibres métaboliques d’avant exercice est long ( voir graphique 4 / courbe 1 avec absence de récupération complète malgré 15 minutes de récupération ).
Si le sujet recommence l’exercice ( voir graphique 4 ) on constate
– que la fréquence de départ est plus haute. Elle est due à une récupération incomplète du premier exercice
– que la fréquence pour le même exercice atteint des valeurs supérieures (environ 10 bpm) ce qui signifie que le sujet a moins de réserves cardiaques à sa disposition et qu’il a donc moins d’aptitude à la réalisation de l’exercice. Ceci est lié à la production de lactates et à l’acidose engendrée par le premier exercice et qui n’a pas encore été éliminée.
Limites d’application:
La validité des résultats dépend beaucoup du degré de motivation des élèves.
Dans le cadre d’une activité sportive régulière (entraînement ou compétition) on retiendra qu’il est nécessaire de récupérer assez longuement entre les efforts sous peine de voir les performances diminuer.
