Auteur : F. LABAUNE
Présentation : Ce document permet de mettre en place une séance de TP avec des secondes sur le thème “Corps humain et santé” et permettant de mettre en évidence l’augmentation de la fréquence cardiaque au cours d’un effort, à condition de disposer d’interfaces Orphy Portable et des capteurs avec la ceinture “Polar”.
Mots-clés : Fréquence cardiaque – VMA – Test navette de Leger – ExAO avec Orphy Portable.
Public visé : Enseignants, élèves de lycée et de collège.
Objectif principal : Permettre aux élèves d’estimer leur VMA (aussi utile en EPS) et de visualiser leur augmentation de la fréquence cardiaque lors d’un test calibré.
Le premier TP que je propose à mes élèves de seconde pour illustrer le thème “Corps humain et santé” est une épreuve sur piste (enfin, sur un bout de piste, une quarantaine de mètres voire moins, peut suffire). Notre labo dispose de 8 interfaces Orphy Portable avec autant de capteur cardio (celui qui utilise la ceinture pectorale émettrice de la marque “Polar”). En comptant les “pattes cassées” et autres malades, une classe peut passer au cours d’une séance de TP.
Avant de descendre sur la piste, 8 élèves s’équipent… le test dure au maximum 20 minutes (récupération comprise). Les 8 autres élèves s’équipent à leur tour. Ils enregistrent leurs données sur une nouvelle page.
A la fin du second test, on va en salle informatique. Les interfaces sont branchées et en lançant “Visuel Orphy”, les données sont récupérées. Quelques indications sur le logiciel et les graphes permettent aux élèves d’exploiter au mieux leur séance.
Le test consiste en une série d’allers et retours sur 20 m, régulés par des tops dont la fréquence augmente toutes les minutes (franchissement de paliers). Quand les élèves arrivent en retard, n’atteignent pas la ligne au moment du top (quelques pas de retard), ils arrêtent et récupèrent quelques minutes avant d’interrompre leur mesure.
Protocole :
Les élèves appareillés sont placés sur la ligne de départ. Avant de lancer les mesures, il faut programmer l’interface et même désactiver la veille automatique.
Donnez des indications sur le déroulement du test. Soit oralement, soit en laissant défiler le CD (la cassette). Le principe est le suivant : deux lignes sont espacées de 20 m, il suffit de faire des allers et des retours et arriver sur une des lignes à un top donné par la bande son. La fréquence des tops va en augmentant au fur et à mesure que l’on franchit des paliers (on passe un palier toutes les minutes). Au démarrage, soit le palier 1, point n’est besoin de courir, une marche rapide doit suffire. Au palier 5, soit déjà 4 minutes d’effort, la course devient plus facile d’un point de vue calage avec les tops, mais certains élèves non entraînés commence à flancher. Etant donné que l’on doit s’arrêter à la ligne pour repartir dans l’autre sens, l’exercice demande beaucoup de puissance (assez bien adapté aux personnes faisant des sports d’équipe, mais pas trop pour les spécialistes du fond qui tireront plus de profit du test de Leger Bouchet – voir le document de Jean-Claude Benhamou – qui nécessite une piste circulaire, un vélo, des plots…) et les élèves dépassent rarement le palier 11 (soit 10 minutes d’efforts allant crescendo). Le test s’arrête quand l’élève a deux ou trois foulées de retard par rapport aux tops. L’élève doit retenir le chiffre du dernier palier franchit.
Les mesures peuvent commencer un peu avant le test proprement dit (par exemple une minute) ce qui permet d’avoir une FC au repos et de vérifier que l’interface fonctionne (un point de mesure toutes les 10 secondes). Elles peuvent être arrêtées quelques minutes après le test afin de visualiser la récupération (rappel, les élèves ne récupèrent pas en troupeau à cause des interférences).
Les interfaces changent de main… essayez de ne pas prendre des élèves trop pudiques pour le deuxième passage. Les mesures sont relancées sans écraser les précédentes (enregistrement dans une autre page).
De retour au labo, les données sont récupérées après avoir branché l’interface et lancé “Visuel Orphy”. Quelques indications permettent aux élèves de personnaliser leurs graphiques, de les éditer pour qu’ils soient plus exploitables et de les imprimer.
On constate que la fréquence cardiaque augmente avec la puissance de l’effort jusqu’à un maximum – ATTENTION à cette notion de FCmax (a-t-on le droit d’amener les élèves à ce point ?). Le dernier palier franchit donne une estimation de la VMA c’est à dire la capacité de courir à une certaine vitesse sur de longues durées car seule la filière aérobie est exploitée (pas de fabrication d’acide lactique). Ce chiffre intéresse aussi les professeurs d’EPS.
Programmer l’interface :
1) La première opération à faire dès que l’interface est allumée, c’est de désactiver la veille.
Accédez au “MENU PRINCIPAL” en appuyant sur 
A l’aide des flèches “haut-bas” de votre interface, allez à l’item “Mode veille”. Validez 
Dans le sous-menu qui est alors proposé, choisissez “Veille désactivée” et validez.
2) Retournez au “MENU PRINCIPAL”
Le capteur cardio étant un peu particulier, pour obtenir quelque chose, il faut aller en fait dans le menu “Travaux pratiques”. Choisissez l’item “Rythme cardiaque” puis validez. Un message d’alerte apparaît alors. En appuyant une nouvelle fois sur “Entrée” vous lancez la mesure.
Quelques fois, un autre message apparaît, notamment après une première mesure…
ou 
Choisissez “oui” et au besoin, précisez la page dans laquelle elle doit être mémorisée.
Quelques précautions :
Un terrain de petite taille peut convenir (une cour, un gymnase), pas besoin de tout une piste.
Tracez deux ou trois lignes espacée de 20 m.
Voici un exemple de disposition pour 8 élèves avec un espacement entre-eux afin d’éviter les interférences entre les différents émetteurs des ceintures pectorales.
La première opération à faire dès que l’interface est allumée, c’est de désactiver la veille.
Les élèves ont couru en tenant les interfaces. Ce n’est pas idéal, il y a parfois des pertes de données voire des récepteurs qui tombent. La majeure partie des soucis provient toutefois des ceintures pectorales qui sont mal ajustées (on doit lire la marque “Polar” dans le bon sens), pas assez serrées, pas assez humidifiées, mal placées (non, le cœur n’est pas dans l’abdomen).
Les élèves ayant de plus en plus de mal à s’impliquer dans le temps, je vous conseille de prévoir un tableau pour la classe où différents paramètres sont référencés. Par exemple…
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NOM
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Prénom
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groupe
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N° de l’interface
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Dernier palier franchi
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Si les élèves passent les uns derrière les autres, il vaut mieux repérer les interfaces par un numéro. Ainsi, lors de la récupération des données, les élèves sauront où s’affichent leurs performances.
A chaque relancement de mesures, il ne faut pas oublier d’enregistrer les nouvelles données dans une nouvelle page.
Résultats :
De retour au laboratoire, après avoir branché les interfaces, lancez “Visuel Orphy”. Une fenêtre de dialogue s’ouvre, elle vous propose de récupérer les pages de données stockées dans la mémoire de l’interface.
En cliquant sur “Récupérer”, les données sont transférées dans le logiciel.
Des graphiques sur fond jaune vont apparaître. Le dernier qui s’affiche, au-dessus des autres correspond aux dernières mesures.
Exemples de résultats :
Avant d’imprimer le graphique pour travailler dessus, faites un clic-droit sur le fond du graphique et allez à l’item ” Affichage “. Une fenêtre avec trois onglets s’ouvre. Au premier onglet ” Style ” cochez ” Epais ” en bas à droite. Au second onglet ” Général “, cochez ” Axes en couleur ” et ” Zéro inclus ” et dans l’onglet ” Grille “, modifiez sa couleur en cliquant sur la pastille noire et augmentez le nombre de traits de la grille en cliquant vers le + du curseur. Par ailleurs, en faisant un double-clic sur le titre du graphe, il est possible de personnaliser le graphe (ce qui est pratique si on a une imprimante réseau).
Il est possible aussi d’effacer des valeurs erronées (genre une FC à 300 bpm) en allant dans le tableau de données.
On peut aussi exporter les données vers Excel. Par exemple…
Téléchargement :
J’ai numérisé la cassette que tout bon prof d’EPS doit posséder (si vous ne pouvez pas télécharger les fichiers ci-dessous, demandez leur…), nettoyé une bonne partie des parasites notamment les bruits de défilement de la bande et calé la vitesse de défilement. La bande son a été sectionnée en plusieurs séquences, mais au final, seule la dernière (05-bips) correspond au test.
Téléchargez les fichiers au format MP3 (fichiers illisibles avec un lecteur CD audio) en faisant un clic-droit sur l’icone correspondante (liste de droite – “Enregistrer le lien sous…”).
01-intro : pas très utile, donne l’origine du fichier (344 Ko en mp3)
02-etalon : c’est la minute étalon – si vous passez cet enregistrement sur une cassette audio, si votre défilement est trop rapide (votre minute fait 55 secondes par exemple, il faut rapprocher les lignes) – a priori pas très utile si vous gravez un CD audio (1.41 Mo en mp3)
03-protocole : description du déroulement de l’épreuve ; passage des paliers avec une vitesse qui augmente… (1.63 Mo en mp3)
04-depart : sera donné dans 30 secondes… + quelques consignes (588 Ko en mp3)
05-bips : 5, 4, 3, 2, 1… c’est parti, début du palier 1… (15.7 Mo en mp3 – pensez à la taille des fichiers zippés, mais il faut dans ce cas ajouter une phase de décompression du fichier)
Graver un CD avec des fichiers MP3 ne présente pas beaucoup d’utilité car peu de lecteurs “portables avec un son assez fort pour être entendu sur le terrain” sont compatibles avec ce format. Il faut convertir vos mp3 en format audio (de type .wav – très volumineux).
Des logiciels de gravure comme Nero 6 font ça de façon transparente – vous indiquez que vous voulez un CD audio compatible “n’importe quel lecteur”, vous faites glisser vos fichiers mp3 dans la fenêtre de gravure et Nero s’occupe de tout.
