II) Le but des indicateurs de capacités aérobies
La fréquence cardiaque
La fréquence cardiaque (Fc) est le nombre de battements, c’est à dire de contractions, que le cœur émet par minute. Lors de chaque battement, le cœur éjecte du sang oxygéné dans les artères du corps via l’aorte et du sang désoxygéné vers le poumon via l’artère pulmonaire.
La fréquence cardiaque est sous la responsabilité d’un système électrique interne, propre au cœur. Ce système est indépendant et assure une fréquence de base à 120 battements par minute. Une structure au sein de l'organisme freine ce système pour réduire cette fréquence entre 70 à 80 battements par minute au repos.
La fréquence cardiaque augmente dans différentes circonstances et en particulier :
- Quand l'effort devient plus important, elle s'élève de manière régulière.
- Quand la température passe au dessus de 37°.
- Quand il y a déshydratation, c’est à dire que le volume de sang se réduit.
- Sous l’effet de l’émotion et du stress.
La VMA
La VMA correspond à la Vitesse Maximale Aérobie. C’est la vitesse à laquelle notre consommation d’oxygène est maximale. Au-delà, cette consommation n’augmente plus, et le corps fait alors appel à la filière anaérobie (sans oxygène) pour compléter les besoins énergétiques. Elle correspond donc à une allure de course intense.
La VMA détermine notre allure de course aérobie maximale, on peut la tenir en général 5 à 6 minutes. Il n’y a pas que la VMA qui rentre en jeu pour prévoir les performances; l’endurance est également importante, c’est notre capacité à tenir un certain pourcentage de la VMA dans le temps.
Le calcul est simple : en améliorant notre VMA et notre capacité à courir à des allures proches de celle-ci, on améliore nos performances sur des distances de course plus longues.
La VO2max
La capacité cardio-respiratoire ou VO2max est la capacité de l’organisme à apporter de l’oxygène et de l’énergie aux muscles et organes sollicités dans l’exercice physique.
La VO2max est définie comme la plus grande quantité d’oxygène qu’un individu peut extraire de l’air inspiré durant la réalisation d’un exercice physique impliquant plusieurs muscles.
Elle correspond à la quantité d’oxygène que l’organisme est capable d’apporter aux muscles et à leurs cellules qui sont en train de réaliser un effort. C’est une composante majeure de la condition physique. La VO2max se mesure en millilitres par minute.
Les résultats sont exprimés en millilitres par rapport au poids de l’individu et au temps mis pour réaliser l’effort.
Certains paramètres influent sur la capacité cardio-respiratoire :
- l’hérédité : la génétique aurait un rôle sur la VO2max
- l’âge : c’est entre 10 et 30 ans que la VO2max est à son niveau le plus haut. Ensuite elle baisse de 8 à 10 % tous les dix ans.
- le sexe : elle est plus faible chez la femme
- l’activité physique : l’intensité et la fréquence de la pratique physique influent beaucoup sur la VO2max qui peut baisser de 25 % lorsque l’on est au repos durant 1 mois.
b) Moyens de calculer ces indicateurs de capacités
Tout d'abord, la fréquence cardiaque (Fc) peut se calculer de deux facons différentes :
- la formule, qui est le moyen le plus connu, mais le moins fiable pour calculer la fréquence cardiaque maximale est : Fc = 220 - âge
- un test d'effort ou communement appelé "séance test", qui se détermine en laboratoire. Les résultats de ces tests sont considérés comme fiables.
Ensuite, la VMA, quant à elle peut se calculer de 3 facons différentes :
- le "test continu", par exemple celui du Demi-Cooper, consistant à parcourir la plus grande distance possible dans un temps imparti. Ce test peut se pratiquer seul mais il faut savoir maitriser ses allures ce n'est donc pas recommander aux coureurs néophytes.
- le "test progressif", par exemple celui de Léger-Boucher, consistant à faire une course progressive la plus longue possible. Ce test est le meilleur moyen de connaître notre VMA mais l'accumulation de fatigue est importante dans cet exercice.
- le logiciel de calcul mis à disposition par le site conseil-course à pied
Enfin, les moyens de calculs de la VO2max sont de 3 types :
- les tests en laboratoire à l'aide d'un ergocyclomètre au cours d'un exercice où l'intensité augmente progressivement, ces calculs sont obtenus a l'aide de graphique et de paliers croissants.
- les tests de "terrain", par exemple le test de Cooper, qui est simple et qui met le sportif dans des conditions réels d'entrainement.
- à l'aide d'un nomogramme appelé aussi le Test d'Astrand où l'on obtient la VO2max indirect, inventé par M.Astrand et M.Ryhming en 1954. Ce test permet d’obtenir la valeur de la consommation d’oxygène maximale à partir d’une mesure de fréquence cardiaque.
c) Démonstration d'un nomogramme basique :
Principe du nomogramme : Cas d'un nomogramme multipliant 2 nombres
Un nomogramme est un outil graphique de calcul constitué de courbes graduées entre lesquelles on trace une droite. Le résultat de l'opération se lit au croisement de la droite et de l'ordonnée. Exemple graphique :
Démonstration du principe mathématique du nomogramme basique :
Le nomogramme d'Astrand repose sur ce principe. En effet, la droite qui relie le poids et la fréquence cardiaque coupe l'axe gradué en un point. Ce point indique donc la VO2max; présisons que cette axe n'est pas paralléle aux autres axes.