Les zones cardiaques : cinq bandes, une FC max par sport, et ce qu'une zone ne mesure pas

Un cœur à 150 battements par minute ne dit rien tant qu'on ne sait pas à qui il appartient, ni ce qu'il faisait. Pour un coureur dont le maximum est 190, c'est une allure d'endurance ; pour le même athlète sur son vélo, où son cœur ne monte pas au-delà de 182, c'est déjà un effort soutenu. Les zones cardiaques existent pour ça : ramener un chiffre brut à une fraction de ce que ce cœur-là peut donner, ce jour-là, dans ce sport-là. Cinq bandes, des bornes en pourcentage, et tout ce qui compte tient dans deux questions : quel pourcentage, et pourcentage de quoi.

La formule

borne = FC max × fraction
fractions : 50 %, 60 %, 70 %, 80 %, 90 %

Cinq zones, chacune large de dix points de FC max : la zone 1 va de 50 à 60 %, la zone 2 de 60 à 70 %, la zone 3 de 70 à 80 %, la zone 4 de 80 à 90 %, la zone 5 de 90 % à la FC max. Pour un coureur dont la FC max vaut 190, les bornes tombent à 190 × 0,5 = 95, 190 × 0,6 = 114, 190 × 0,7 = 133, 190 × 0,8 = 152 et 190 × 0,9 = 171, arrondies au battement :

Trois règles de bord, parce qu'un battement tombe toujours quelque part :

• un battement exactement sur une borne appartient à la zone du dessus : 114 est en zone 2, 152 en zone 4 ;
• la zone 5 n'a pas de plafond. Une FC max est souvent estimée, et un athlète qui la dépasse d'un battement sur un sprint final ne doit pas voir ses secondes les plus dures disparaître du compte : tout ce qui est au-dessus du plancher de la zone 5 est en zone 5 ;
• ce qui passe sous le plancher de la zone 1 est compté à part, et compté quand même. Une randonnée tranquille passe l'essentiel de son temps sous 50 % de FC max ; ce temps n'est pas de l'entraînement en zone, mais c'est du temps de la séance, et il entre dans le total dont les pourcentages sont tirés.

Ces cinq fractions ne sont pas un choix de Sleipnir. Ce sont, au battement près, les zones par défaut de Polar, et celles de Garmin en course à pied. C'est délibéré : l'écran de zones a pour seule valeur de décrire ce que la montre a enregistré, et un barème maison ferait diverger l'application de la montre sur la séance même qu'elle est censée décrire. Ce qui se discute, ce n'est pas le découpage, c'est ce qu'on lui fait dire ; on y revient plus bas.

Pourcentage de quoi : la FC max, et une par sport

La FC max n'est pas une propriété du cœur seul. C'est le plafond jusqu'où la masse musculaire engagée, la position du corps et le milieu peuvent le tirer, et ces trois-là changent avec le sport. Assis sur un vélo, avec les jambes seules au travail, le cœur monte d'ordinaire 5 à 10 battements moins haut qu'en courant. À l'horizontale dans l'eau, comprimé par la pression et refroidi, il monte 10 à 15 battements moins haut encore. Le ski de fond, qui engage tout le corps debout, se tient près de la course. Ce sont des ordres de grandeur de la littérature ; la valeur de chacun est la sienne.

La conséquence est mécanique : les mêmes fractions appliquées à des maximums différents donnent des tables différentes. Pour un athlète mesuré à 190 en course, 182 à vélo et 176 en natation :

Un cœur à 150 est en zone 3 en course, en zone 4 à vélo et en zone 4 en natation. Le même chiffre, trois lectures, et les trois sont justes. Une seule table pour trois sports ferait l'inverse : le vélo et la natation, lus contre un maximum de course qu'ils n'atteignent jamais, paraîtraient toujours faciles, et l'athlète qui « ne monte jamais en zone 4 à vélo » y serait en fait à chaque sortie.

C'est pourquoi la table se choisit par sport, et pourquoi Sleipnir lit chaque séance contre la table de sa discipline. Dans l'ordre :

1. La montre d'abord, si l'athlète a choisi cette source : une séance Polar porte ses propres bornes, et la FC max de la montre est le haut de sa zone 5. La séance la plus récente fait foi, une plus ancienne importée après coup ne remplace pas un profil plus frais.
2. Sinon la table saisie pour ce sport : cinq paires de bornes par discipline, dans les préférences.
3. Sinon la table générale, saisie ou dérivée de la FC max renseignée par les cinq fractions ci-dessus.
4. En dernier recours, la date de naissance, par la formule HUNT : FC max = 211 − 0,64 × âge. À 40 ans, 211 − 25,6 = 185,4, soit 185, et des bornes à 93, 111, 130, 148 et 167.

Le dernier cas mérite sa place en dernier. Une FC max prédite par l'âge décrit une population, pas une personne : l'écart type autour de cette formule est d'une dizaine de battements, et dix battements sur le maximum en font sept sur la frontière entre les zones 2 et 3. Sleipnir s'en sert faute de mieux et propose de la remplacer dès qu'il a mesuré mieux : la fréquence la plus haute tenue 20 secondes sur les courses des 90 derniers jours, proposée et jamais imposée.

Le temps en zone : comment on compte

Une répartition de séance est un histogramme : combien de secondes le cœur a passées dans chaque bande. Le calcul lit la série de fréquence cardiaque échantillon par échantillon, et crédite chaque échantillon du temps qui le sépare du suivant, dans la zone où il tombe. Deux précautions décident de ce que ça vaut.

Un trou dans la série n'est pas du temps en zone. Sur terre, une montre échantillonne chaque seconde ; deux échantillons séparés de trois minutes, c'est une pause ou un signal perdu, pas trois minutes au dernier battement connu. Le crédit d'un échantillon est donc plafonné à 10 secondes. Et ce plafond décrit l'instrument, pas l'athlète : en bassin, les séries qu'exportent les montres peuvent ne comporter qu'un point par longueur, et une longueur de 50 m en brasse tranquille dépasse la minute. Avec le plafond terrestre, les trois quarts d'une telle séance n'entreraient dans aucune zone. Le plafond de la natation est donc de 180 secondes, le même chiffre que celui qui reconstitue les séries d'une séance de bassin, et pour la même raison.

Le dénominateur est la séance, pas la partie qui tombe dans les cinq zones. Une randonnée tranquille de 4 000 s, dont 3 000 sous le plancher de la zone 1, 500 en zone 1 et 500 en zone 2. Comptée sur les cinq zones seules, elle se lit « 50 % en zone 1, 50 % en zone 2 » : deux chiffres justes sur 1 000 s, qui laissent croire à une heure d'entraînement en zones basses. Comptée sur la séance entière, elle se lit 500 / 4 000 = 12,5 % en zone 1, autant en zone 2, et 3 000 / 4 000 = 75 % sous la zone 1. Seule la seconde lecture décrit la sortie qui a eu lieu : une marche, avec un quart d'heure de montée.

Une chose que ce comptage ne fait pas : recalculer le passé. La répartition d'une séance est mesurée à l'import, contre la table en vigueur ce jour-là, et une table modifiée ensuite ne réécrit pas l'historique. Une séance a été courue contre le barème de son jour, comme une sortie vélo a été roulée contre la FTP de son jour ; corriger sa FC max aujourd'hui décrit les séances à venir.

Une zone n'est pas un seuil, et la zone 3 n'est pas du tempo

C'est le point où un barème juste produit une lecture fausse, et il vaut un calcul. Les bandes d'intensité des modèles d'entraînement sont exprimées en pourcentage de réserve (Karvonen), c'est-à-dire de l'écart entre la FC de repos et la FC max, pas en pourcentage de la FC max. La bande facile de Daniels, celle des footings, va de 59 à 74 % de réserve. Pour notre coureur à 190 de max et 50 de repos :

59 % de réserve : 50 + 0,59 × (190 − 50) = 132,6 bpm
74 % de réserve : 50 + 0,74 × (190 − 50) = 153,6 bpm

De 133 à 154 : la zone 3 (133 à 152), et deux battements au-dessus. Le résultat bouge avec la FC de repos, mais pas dans le sens qu'on croit : plus elle est basse, plus la bande descend et finit par mordre sur la zone 2 (sous 45 de repos pour cette FC max) ; plus elle est haute, plus elle déborde en zone 4. Ce qui n'arrive jamais, c'est que la bande facile se loge en zone 2, la zone que son nom laisse attendre. Un footing correctement couru passe donc sa seconde moitié en zone 3, par construction du barème, et pas parce qu'il a été couru trop vite. Le vrai travail au seuil, la bande T de Daniels à 83-88 % de réserve, tombe entre 166 et 173 pour ce coureur : le haut de la zone 4 et le bas de la zone 5.

C'est pourquoi Sleipnir nomme la zone 3 ce qu'elle est, « endurance modérée », et ne prononce pas le mot « tempo » sur une distribution de zones : une sortie longue dominée par la zone 3, sans travail au-dessus du seuil, est du foncier soutenu, pas une séance dure.

Le découpage, lui, reste celui de la montre : on ne corrige pas une étiquette en déplaçant des bornes. Ce qui compte, c'est contre quoi une séance et une période sont jugées. Pour dire si une sortie a été dure, si une semaine est polarisée ou si elle s'enlise entre deux seuils, Sleipnir ne lit pas les zones d'affichage : il lit la FC seuil renseignée ou mesurée de l'athlète, en vigueur à la date de chaque séance, et pose deux frontières dessus :

premier seuil (VT1) = 0,85 × FC seuil
second seuil (VT2) = FC seuil

Pour une FC seuil de 170 : 145 et 170. Tout ce qui est sous 145 est facile, tout ce qui est à 170 et au-dessus est dur, et l'entre-deux est la bande grise. Une séance compte comme dure à partir de 5 minutes au-dessus du second seuil, ou quand 20 % de sa durée se passe entre les deux et qu'elle a touché le seuil au moins une fois ; un 10 × 400 m passe l'essentiel de ses minutes à s'échauffer et à récupérer, et une règle en minutes le classerait facile. Un enregistrement de fréquence cardiaque qui couvre moins de 80 % de la séance n'est pas jugé. Et sans FC seuil, rien n'est jugé : la période se lit « non mesurable », jamais « 100 % facile », et le panneau d'une séance se contente de dire combien de temps elle a passé dans chaque zone d'affichage, en nommant cet instrument — il ne la classe pas dure ou facile, et ne conseille rien sur cette base.

Et la FC seuil ne touche pas aux cinq zones. Renseignée à la main ou acceptée depuis une proposition, elle ancre ces deux frontières et rien d'autre : les zones restent celles de la montre, ou la table en pourcentage de FC max que l'athlète a choisie. Deux lectures de la même séance, chacune avec sa question.

Un dernier mot sur les unités, parce que le même mot « pourcentage » recouvre ici deux choses. Les zones sont des pourcentages de FC max ; le TRIMP, qui pèse chaque minute d'une séance pour en tirer une charge, travaille en pourcentage de réserve. Les deux modèles sont standard, les deux sont utilisés ici, et ils ne se convertissent pas l'un dans l'autre : une frontière de zone n'est pas le %HRR du même nom, et c'est exactement le calcul de la bande facile ci-dessus.

Lire une répartition par sport

Une répartition sur une période, c'est la somme des histogrammes de ses séances. Sommer des séances de sports différents, c'est additionner des secondes mesurées sur des tables différentes, et aucun pourcentage ne le laisse voir : une semaine de course, de vélo et de natation donne un « 30 % en intensité haute » plausible qui ne décrit aucun des trois sports. La répartition d'une période se lit donc sport par sport, et la lecture dit quel sport elle couvre.

Sans FC seuil, ce qu'une répartition de zones peut honnêtement dire d'une période tient à ses extrêmes, là où un pourcentage de FC max veut bien dire ce qu'il dit : trois quarts du temps sous 70 % de FC max et moins d'un dixième au-dessus de 80 %, c'est une période facile quels que soient les seuils de l'athlète ; 40 % du temps au-dessus de 80 %, c'est une période dure. Entre les deux, c'est une distribution, et la phrase qui l'accompagne nomme ce qu'elle lit, et ce qui en ferait une mesure.

Ce que cette métrique ne peut pas dire

• Elle vaut ce que vaut la FC max. Une erreur de 10 battements sur le maximum en fait 7 sur la frontière entre les zones 2 et 3, et 9 sur le plancher de la zone 5. Une FC max d'âge, ou une FC max de course appliquée au vélo, décale toute la table dans le même sens, et rien à l'écran ne le laisse voir.
• Une zone n'est pas un seuil. La zone 3 est la bande aérobie, pas le tempo ; le seuil d'un athlète entraîné se tient vers 90 % de sa FC max, au sommet de la zone 4. Une répartition de zones situe l'effort, elle ne dit pas de quel côté des seuils il s'est fait.
• Le cœur est en retard sur l'effort. Il met 30 à 60 secondes à répondre à un changement d'allure, et redescend aussi lentement. Une répétition de 30 secondes n'atteint jamais sa zone, et une séance de fractionné court sous-lit son intensité dans l'histogramme. C'est pour cela que les intervalles sont détectés sur l'allure ajustée à la pente, pas sur le cœur.
• Il dérive. À allure constante, la fréquence monte au fil d'une longue sortie, par la chaleur, la déshydratation, la fatigue. Trois heures à la même allure finissent une zone au-dessus de là où elles ont commencé, sans que l'effort mécanique ait changé.
• Ni d'un sport à l'autre, ni d'un capteur à l'autre. Deux tables, deux répartitions qui ne s'additionnent pas ; et un capteur optique au poignet, dans le froid ou dans l'eau, manque des battements qu'une ceinture voit.
• Elle est figée à l'import. Une table corrigée décrit les séances à venir ; les répartitions passées gardent la table de leur jour.