TSS, IF, NP : la charge d'entraînement lue sur le capteur de puissance

Deux sorties d'une heure à 150 W de moyenne ne sont pas la même séance : l'une a roulé 150 W sans discontinuer, l'autre a alterné attaques et roue libre. Le capteur de puissance voit la différence, à condition de ne pas la moyenner. Trois métriques s'en chargent, enchaînées : la puissance normalisée (NP) pèse les à-coups, le facteur d'intensité (IF) la rapporte au seuil du cycliste, et le TSS (Training Stress Score) en fait des points de charge, la monnaie que lisent ensuite le PMC et l'ACWR.

La chaîne : NP → IF → TSS

NP = moyenne glissante 30 s, élevée à la puissance 4, moyennée, puis racine 4^e
IF = NP / FTP
TSS = durée (s) × IF² / 36

Chaque étage répond à une question que le précédent ne sait pas poser : la NP dit ce que la sortie a coûté en watts « équivalents réguliers », l'IF dit où ce coût se situe par rapport à votre seuil, le TSS multiplie par la durée pour en faire une charge. Une heure au seuil (IF = 1,00) vaut 100 TSS : c'est la convention qui cale toute l'échelle.

La NP : lisser, puis élever à la puissance 4

La puissance d'un cycliste est le signal le plus haché du sport : relances, bordures, roue libre. La moyenne arithmétique traite un à-coup de 500 W suivi de 10 s de roue libre comme du 250 W continu, ce qui est physiologiquement faux : le coût monte beaucoup plus vite que linéairement avec l'intensité. L'algorithme de Coggan encode ça en quatre pas :

1. moyenne glissante sur 30 secondes (l'ordre de grandeur de la réponse métabolique) ;
2. chaque moyenne glissante est élevée à la puissance 4 ;
3. moyenne de ces puissances quatrièmes ;
4. racine quatrième du résultat.

L'exposant 4 est ce qui fait travailler la métrique : les pointes pèsent bien plus que la roue libre ne les compense. Une heure alternant 5 min à 300 W et 5 min à 0 W a une moyenne de 150 W et une NP d'environ 250 W, ce qui décrit beaucoup mieux ce que la séance a coûté. Les zéros de roue libre font partie de la série : les retirer ramènerait la NP vers la moyenne des seuls moments pédalés, c'est-à-dire une autre question.

Deux détails de définition qui changent le chiffre : seules les fenêtres de 30 s complètes comptent (inclure les fenêtres partielles du départ sur-pondérerait un début en trombe), et une sortie plus courte qu'une fenêtre retombe sur la simple moyenne, le meilleur estimateur disponible.

L'IF : la séance rapportée au seuil

IF = NP / FTP

Une NP de 200 W ne dit rien tant qu'on ne sait pas si le cycliste tient 180 ou 300 W au seuil. L'IF divise par la FTP et rend un nombre sans unité, comparable d'un cycliste à l'autre et d'une saison à l'autre. La grille de lecture usuelle (Coggan) :

Détail qui compte sur un historique : Sleipnir score chaque sortie contre la FTP en vigueur le jour de la sortie (l'historique physiologique est daté), et le chiffre est ensuite figé. Corriger sa FTP aujourd'hui ne réécrit pas l'IF d'une sortie de mars : elle a été roulée contre le seuil de mars, et c'est lui qui dit ce qu'elle a coûté.

Le TSS : l'intensité au carré, fois la durée

La forme canonique et sa forme réduite sont le même nombre :

TSS = (durée × NP × IF) / (FTP × 3 600) × 100  =  durée (s) × IF² / 36

L'intensité compte au carré : rouler un peu plus fort coûte nettement plus cher. La même table en points par heure :

Calcul pas à pas

Une sortie d'une heure (3 600 s couvertes par le capteur), NP 200 W, pour une FTP de 250 W :

1. IF = 200 / 250 = 0,80 ;
2. TSS = 3 600 × 0,80² / 36 = 3 600 × 0,64 / 36 = 64.

La durée est mesurée, pas comptée

Le TSS est linéaire en la durée, donc quelle durée entre dans la formule n'est pas un détail. Sleipnir mesure le temps que la série de puissance couvre réellement, à la milliseconde : chaque échantillon compte pour l'intervalle qui le sépare du suivant. Un trou court (jusqu'à 30 s, le cas d'un enregistrement « intelligent » qui n'émet qu'au changement) est reconstruit en tenant la dernière valeur lue ; au-delà, c'est une pause d'enregistrement, et ses secondes sont retirées plutôt que facturées. La version évidente, qui compte à la place des créneaux d'une seconde reconstruits, gonflait la durée de 2 à 4 % sur les traces échantillonnées plus vite qu'une fois par seconde, et ces 2 à 4 % entraient tels quels dans le TSS, puis dans toute la courbe de forme.

Un TSS partiel n'est pas servi

Un capteur dont la pile lâche à mi-sortie produit une série parfaitement propre, sur la moitié de la sortie seulement. Un TSS calculé dessus sous-estimerait la séance en ayant l'air complet. En dessous de 80 % de couverture, Sleipnir garde la NP, qui décrit honnêtement ce qui a été enregistré, mais retire IF et TSS, et la charge de la séance retombe sur le TRIMP calculé depuis la fréquence cardiaque, qui couvre la sortie entière.

C'est la hiérarchie générale des sources de charge : puissance, sinon fréquence cardiaque, sinon ressenti. Un TSS entre tel quel (100 = une heure au seuil, par définition) ; un TRIMP est converti sur l'axe TSS (× 0,57 environ ; voir « deux monnaies, un taux de change » dans l'article TRIMP) ; une séance sans capteur mais notée en RPE passe par le sRPE de Foster (× 0,25 vers l'axe TRIMP, puis la même conversion). Le facteur par sport s'applique aux trois sources : une heure de vélo pèse pareil, mesurée au capteur ou à la ceinture, et c'est tout l'objet de la conversion.

Ce que cette métrique ne peut pas dire

• Sans FTP, pas d'IF ni de TSS. La NP est stockée seule, et la charge de la sortie passe par le TRIMP. Et une FTP fausse fausse tout au carré : 10 % d'erreur sur le seuil font ~20 % d'erreur sur chaque TSS. C'est pourquoi l'estimateur de Sleipnir propose une mise à jour quand les meilleures 20 minutes s'éloignent de la valeur configurée.
• Un même TSS recouvre des séances très différentes. 100 points, c'est une heure au seuil ou 2 h 47 d'endurance à IF 0,60 : même charge, adaptations opposées. Le TSS dit combien la séance pèse dans la semaine, jamais ce qu'elle développe.
• La NP est une heuristique, pas une mesure. L'exposant 4 et la fenêtre de 30 s sont des conventions ajustées, pas des lois : sur les profils extrêmes (des sprints très courts répétés), la NP surestime ce qu'un effort régulier équivalent aurait coûté.
• Vélo uniquement. La FTP est un concept de puissance cycliste ; la course et les autres sports passent par le TRIMP converti. Il existe des déclinaisons (rTSS, sTSS) que Sleipnir ne calcule pas plutôt que de les calculer approximativement.
• Le chiffre est figé au jour de la séance, et c'est voulu. Une progression de FTP en cours de saison ne « facilite » pas rétroactivement les sorties d'avant : elles ont été roulées contre le seuil d'alors, et la charge qu'elles ont coûtée ne change pas après coup.

Pour l'autre moitié de l'historique, les séances mesurées au cardio et le taux de change qui les ramène sur l'axe TSS, voir le TRIMP de Bannister.