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Bulletin Scientifique ASTB N°2 & 3 – 2012

Rééducation cardio-respiratoire et métabolique individuelle Jean-Paul Eclache

Le but de ce travail est de présenter de façon synthétique les principes généraux et solutions pratiques étudiées et proposées par l’ASTB qui permettent de mettre en place ou poursuivre à titre individuel une réadaptation ou une rééducation cardio-respiratoire et métabolique de qualité. Cette synthèse, issue d’un ouvrage en cours de réédition, est une adaptation de la méthodologie mise au point par l’ASTB dans les années 80 et présentée dans la revue « La Vie Médicale » (5)(7). Cette méthode a fait par la suite grâce à la mise au point et la validation du modèle mathématique de bioénergétique humaine ASTRABIO© (16)(24), l’objet d’une assistance informatisée grâce aux programmes « Apteval© » et « Autoeval© » développés depuis les années 2000 pour les Centres médico-sportifs de la région Rhône-Alpes et PACA (20)(21). Elle s’inspire des principes fondamentaux « Performance et Santé » et des ouvrages précédents, en particulier de celui sur « L’entraînement Scientifique Individuel » (15), dont le succès tient non seulement à la qualité et à la longévité des athlètes ayant bénéficié de ce suivi original lors de leurs records du monde (17)(22)(23), mais aussi à celle de patients condamnés jusqu’alors à l’inactivité du fait de pathologies invalidantes (1). Ces individus caractérisés par des inaptitudes extrêmes ont pu, grâce à l’ASTB, reprendre une activité professionnelle normale, et, pour certains d’entre eux, le sport, voire la compétition, et pour quelques uns parfois même gagner des titres suprêmes aux Championnats du Monde ou aux Jeux Olympiques Handisport (3)(17). Principe général Le principe général de cette rééducation est très simple : il s’agit pour tout individu, quelque soit son niveau d’aptitude, d’être en mesure de déterminer la meilleure adéquation entre les niveaux énergétiques des besoins mis en jeu par les contraintes physiques de la rééducation et ceux des possibilités intrinsèques liés à l’aptitude énergétique individuelle. L’auto-suivi individuel des patients en l’absence de suivi médicalement encadré nécessitera donc: -de connaître la puissance cible ou puissance optimale de rééducation par rapport au niveau initial d’aptitude et dans l’activité spécifiquement retenue pour pratiquer cette rééducation (9). Le niveau de dépense énergétique et donc de puissance à imposer sera celui prescrit par le spécialiste rééducateur en fin de prise en charge en milieu médical spécialisé : cette puissance cible est en général proche ou inférieure à la transition aéro-anaérobie individuelle, zone de stimulation optimale des processus adaptatifs nécessaires à l’induction enzymatique et à l’amélioration des facteurs physiologiques de l’aptitude (7)(15) ; au-delà, l’incomplète compensation des processus anaérobies s’accompagne très souvent pour les patients d’une apparition de souffrances tissulaire ou myocardique (13)(18). -de traduire ces niveaux de puissance en termes mécaniques de type d’activité, de distance, de temps, voire de cadence gestuelle de compréhension et d’utilisation simple ne nécessitant pas de matériel médico-scientifique onéreux, complexe et fragile. Les patients atteints ou au décours d’une affection cardio-respiratoire et métabolique se caractérisent en général par un degré marqué de réduction d’aptitude par rapport à la normale (1)(3). Toutes les activités dont les effets organiques sont mal connus ou à l’inverse connus pour mettre en jeu des processus anaérobies délétères seront proscrites : activités anaérobies, locales mettant en jeu de faibles masses musculaires, de puissance maximale ou supra-maximale, à variations de puissance intense et brève, de type fractionné ou discontinu (18)(22). La base de l’activité sera donc, tout au moins en première intention, une activité aérobie, donc obligatoirement globale, mettant en jeu des masses musculaires conséquentes, de puissance sous-maximale et dans cette gamme de puissance de variations de puissance faibles et lentes, donc activité continue. L’activité qui répond parfaitement à ces critères, la plus simple et la plus universellement pratiquée par l’espèce humaine, c’est la marche.

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-enfin, la méthode doit pouvoir s’appliquer dans toutes les situations y compris dans les situations les plus défavorables, à savoir qu’aucune structure n’est plus susceptible de réaliser un bilan d’aptitude digne de ce nom ou que, pour des raisons financières, le sujet ne peut plus ni bénéficier d’un tel examen ni acquérir à titre personnel un minimum de matériel d’examen ou de suivi. Dans de telles conditions il y avait donc lieu de compléter la méthode préconisée dans les années 80 (5) (7)puisque la stratégie qui s’appuyait à l’époque sur l’aide au développement des plateaux techniques médico-sportifs, à leur formation et leur équipement dans le domaine des explorations et suivis médico-physiologiques de qualité, était en effet devenue obsolète. Les raisons majeures de cette évolution sont d’une part une « concentration » incessante des moyens sur les grosses structures hospitalières de soins, d’autre part une désertification médicale corollaire couplée à une dégradation des conditions d’exercice médical « périphérique » dans le domaine de la prévention. Mesure d’aptitude Le paramètre essentiel basique et indispensable à connaître est la puissance cible, puissance limite de rééducation au-delà de laquelle le bénéfice de la rééducation risque d’être obéré par les effets délétères de la contrainte énergétique trop forte en regard de la réduction d’aptitude d’origine pathologique. En l’absence de toute mesure de cette puissance en milieu spécialisé, il serait au moins indispensable de définir la puissance de transition aérobie-anaérobie dans la mesure où dans la majorité des pathologies cardio-respiratoires et métaboliques c’est au-delà de cette zone qu’apparaissent la plupart des symptômes délétères qui leur sont liés (6)(19). Enfin cette détermination devrait être réalisée au moins pour l’activité fondamentale qu’est la marche. La méthode de référence permettant de déterminer cette grandeur en milieu spécialisé, technique directe dite de « l’équilibre lactate », n’est malheureusement que très rarement utilisée (11). De plus toutes les techniques indirectes pratiquées aussi en laboratoire se sont avérées beaucoup trop imprécises (19). Il faudra donc vous référer aux seules indications de la littérature scientifique en ce domaine qui montrent que cette zone de transition représente en moyenne 70% du VO2 max individuel, qu’elle peut atteindre près de 90% chez des athlètes de très haut niveau pratiquant des activités foncières régulières, mais aussi à l’inverse descendre vers 50% chez les sujets sédentaires ou atteints de pathologies cardio-respiratoires ou métaboliques (1). Par voie de conséquence, la seule référence intéressante pour vous risque donc d’être la puissance correspondant à 50% de la consommation maximale d’oxygène spécifique pour l’activité de rééducation considérée et donc en particulier à 50% de VO2max à la marche. La mesure directe de ce débit énergétique aérobie maximal nécessiterait de réaliser une épreuve ergométrique de puissance progressivement croissante jusqu’à obtenir le plafonnement de cette consommation d’O2 (11). Mais pour des raisons mécaniques, il n’est pas possible en pratique d’obtenir une telle valeur à la marche. Par ailleurs même si cela était possible, en l’absence de structure spécialisée et de matériel ergométrique spécifique, en particulier de tapis roulant, de système d’analyse des échanges gazeux, de matériel de suivi cardio-respiratoire et de réanimation, il serait utopique et dangereux de tenter d’atteindre et d’obtenir cette valeur. Cette remarque est d’autant plus fondée que le sujet n’a peut-être jamais eu ni mesure ni même aucune notion de sa puissance aérobie maximale (puissance correspondant à sa consommation maximale d’oxygène) et/ou qu’il présente une réduction de cette aptitude liée à une pathologie d’origine cardio-circulatoire, respiratoire ou métabolique.

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En revanche le lien très fort qui existe entre la consommation d’oxygène et l’adaptation cardio-circulatoire individuelle a permis de développer différentes techniques de mesure indirecte de VO2max. Les plus valables sur le plan scientifique développées par plusieurs membres du Conseil Scientifique et d’Ethique au profit de collectivités de différents niveaux d’aptitude, Préparation Olympique des sportifs de haut niveau du MJS (8) ou des personnels du Ministère de la Défense (2) ou des SIS par exemple du Grand Lyon (10)(12) ou du CERN (14), ont été adaptées à l’usage de monsieur tout le monde : toutes ces techniques font appel à la relation personnelle qui existe pour chacun d’entre nous et pour chaque type d’activité entre l’intensité du travail réalisé, la dépense énergétique qui en résulte et notre fréquence cardiaque qui adapte le débit de notre pompe cardiaque aux besoins énergétiques. A noter que cette relation assez souvent curviligne est individuelle, donc différente d’un sujet à un autre, et qu’elle diffère aussi d’une activité à une autre et ce, d’autant plus que les masses musculaires mises en jeu sont qualitativement et quantitativement différentes ; d’où l’impérieuse nécessité d’en réaliser une détermination individuelle et pour l’activité spécifique de rééducation qui aura été préconisée en particulier la marche! Matériel et Méthodes Trois outils seront donc indispensables pour déterminer à la marche la puissance cible de rééducation : une épreuve ergométrique permettant d’imposer une intensité de travail connue (puissance W), un outil permettant de connaître la dépense énergétique (consommation d’O2, VO2) et un outil permettant de mesurer votre fréquence cardiaque (FC) pendant cette même épreuve. Epreuve ergométrique Deux précautions sont à prendre : La première est de mettre en jeu une masse musculaire importante intéressant donc au moins les membres inférieurs et la ceinture lombo-abdominale ; la marche satisfait cette obligation comme la plupart des activités globales de course, de natation, de ski de fond ou d’aviron. Le deuxième impératif est de respecter une progression lente et régulière de l’augmentation de puissance de manière à faire en sorte que chaque palier de puissance serve d’échauffement « idéal » pour le palier qui suit et évite une mise en jeu excessive de métabolisme anaérobie, l’accumulation d’une dette en oxygène et de déchets métaboliques nocifs tels que les radicaux libres et les protons. Il existe actuellement de multiples machines susceptibles d’imposer différents types d’activité qui sont censées fournir des estimations sur les puissances développées, voire sur les dépenses énergétiques mises en jeu. Attention : malheureusement même en excluant l’aspect financier ou mercantile des structures qui les mettent à disposition, on se heurte à plusieurs problèmes fondamentaux : celui de l’apprentissage et de la technique de réalisation non normalisée de l’activité en question, celui de la validité des chiffres affichés par la machine, celui des méthodes de calcul, soit fausses soit très approximatives, enfin celui de l’absence d’étalonnages réguliers par des personnes qualifiées utilisant des méthodes et des outils scientifiques fiables… . Heureusement, la marche universellement connue et universellement pratiquée par l’espèce humaine ne nécessite aucun ergomètre spécialisé. Et il existe toujours près de chez vous, y compris en milieu professionnel, et même en l’absence de terrain de sport ou de cour d’école, un espace, un terrain ou un circuit sensiblement plat et libre de quelques dizaines ou centaines de mètres sur lequel vous pourrez facilement réaliser l’une des petites épreuves de marche à vitesse progressivement croissante présentées dans le Tableau I. Vous voilà donc en possession probablement de l’un des meilleurs ergomètres de la planète et d’un rapport qualité prix incomparable !

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TABLEAU- I : PROTOCOLES DE MARCHE

t min 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 dVkm/h

0,1 2,00 2,14 2,26 2,37 2,48 2,58 2,67 2,76 2,84 2,92 3,00 0,2 2,00 2,34 2,62 2,85 3,06 3,25 3,42 3,58 3,73 3,87 4,00 0,3 2,00 2,60 3,04 3,39 3,69 3,96 4,20 4,42 4,63 4,82 5,00 0,4 2,00 2,91 3,50 3,96 4,35 4,70 5,0 5,28 5,54 5,78 6,00 0,5 2,00 3,24 3,98 4,55 5,03 5,44 5,81 6,14 6,45 6,73 7,00

Exemples de protocoles de marche de 20 minutes à vitesse progressivement croissante. La vitesse initiale est de 2 km/h et la durée de chaque palier de 2 minutes. La dépense énergétique étant une fonction puissance de la vitesse de marche, l’augmentation de vitesse permettant d’obtenir une augmentation linéaire de la dépense énergétique est plus forte en début de protocole et plus faible en fin de protocole. L’augmentation de vitesse dV km/h du tableau est une augmentation moyenne seulement fournie à titre indicatif. Selon l’aptitude individuelle, il est possible de modifier l’augmentation de vitesse à chaque palier dV/dt en jouant soit sur l’augmentation de vitesse dV soit sur la durée du palier dt. En l’absence de notion personnelle d’aptitude ou d’indication insuffisamment précise de votre rééducateur, il est bien sûr préférable d’utiliser en première intention les protocoles de puissance faible. Il sera toujours possible ensuite de renouveler soit la même épreuve si celle-ci est satisfaisante, soit une épreuve de puissance supérieure si elle est insuffisante ou si vous estimez que votre aptitude a évolué positivement sous l’effet d’une rééducation efficace. Dépense énergétique Vous ne possédez pas de système portable, au demeurant fort cher et parfois imparfait, permettant de mesurer vos échanges gazeux, votre consommation d’oxygène et donc votre dépense énergétique. En revanche, sauf problème mécanique particulier affectant la dynamique gestuelle de vos membres inférieurs (handicap moteur, équipements particuliers…), le rendement énergétique de la marche est relativement comparable entre deux sujets pourvu qu’ils aient une taille et une grandeur des membres inférieurs proches. Il suffit alors de connaître votre poids habillé, par exemple en tenue de sport ou de travail, ainsi que votre vitesse de déplacement, pour connaître avec une très bonne estimation la dépense énergétique correspondante en appliquant la formule simplifiée suivante relative à cette technique de déplacement (4) (10) :

DE ml.min-1.kg-1 = 8 + 0,07*V km.h-1 ^2,6 Pour connaître votre vitesse « V », si le terrain plat utilisé ne comporte ni repère ni étalonnage il suffira de le baliser avec des plots, des cocottes ou des piquets à des intervalles de distance fixes « dL », par exemple tous les cinq ou dix mètres, et d’effectuer un relevé ou un enregistrement des temps chronométriques entre deux repères successifs « dt » sur une montre ou un chronomètre ; la vitesse moyenne sur cet intervalle est le rapport « V = dL/dt ». Si le relevé d’une dizaine de temps vous pose problème ou que vous souhaitiez en plus connaître vos cadences et vos longueurs de pas, faites vous aider par l’un de vos proches qui notera sur une fiche vos temps de passage ainsi que les durées et les distances parcourues pour un nombre de pas fixes (Tableau II).

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Deux possibilités principales s’offrent à vous : -la première technique consiste à réaliser sur ce circuit balisé une épreuve dite « imposée » en calant vos temps de passage « dt » sur les balises ainsi disposées de façon à atteindre la vitesse de marche cible et/ou la cadence de pas cible en 20 minutes. Pour ce faire plusieurs méthodes sont possibles mais la plus pratique est celle qui consiste à préenregistrer sur un système portable (magnéto, walkman, MP3….) les « bips » sonores du protocole que vous avez sélectionné pour votre épreuve ergométrique dans le Tableau I. Il est bien évidemment possible d’établir soi-même un protocole personnalisé, mais la dépense énergétique est liée à la vitesse par une fonction non linéaire du type de celle indiquée précédemment dont le calcul est trop sujet à erreurs pour en conseiller l’usage. -la deuxième technique consiste à réaliser sur ce même circuit balisé une épreuve dite « libre » débutant par une marche à une vitesse et à une cadence très lente, à allure « promenade bébé », puis toutes les deux minutes environ au passage devant une balise, à relever le temps « dt » et la distance parcourue « dL », et à augmenter sensiblement cadence et vitesse pour atteindre finalement au bout de 20 minutes la vitesse de marche cible et/ou la cadence de pas cible que le spécialiste de rééducation cardio-respiratoire et métabolique vous a conseillées ou à défaut celles que vous atteignez habituellement sans déclencher de symptômes pathologiques. (Tableau II)

TABLEAU II : MESURE DE CADENCE ET DE LONGUEUR DE PAS SUR 50 PAS mesure (sec) pas/sec pas/min min-1 mesure (m) m

temps N pas/sec N pas/min Période distance Longueur 1 pas 20 2,5 150 75 25 0,50 25 2,0 120 60 27 0,54 30 1,7 100 50 29 0,58 35 1,4 86 43 31 0,62 40 1,3 75 38 33 0,66 45 1,1 67 33 35 0,70 50 1,0 60 30 37 0,74 55 0,9 55 27 39 0,78 60 0,8 50 25 41 0,82 65 0,8 46 23 43 0,86 70 0,7 43 21 45 0,90

Quand vous réalisez cette mesure demandez à votre aide de chronométrer un échantillon à chaque tour ou à chaque minute, par exemple 50 pas en déclenchant le temps 0 sur le contact d’un pied avec le sol et en arrêtant le chronomètre sur le 50° contact avec le sol qui sera donc pris sur le même pied. -Reportez-vous à la ligne de temps mesuré (colonne 1) pour lire la cadence de pas ou la période (2 pas) dans la colonne correspondante (colonne 2, 3 ou 4). -Reportez-vous à la ligne de distance parcourue mesurée (colonne 5) pour lire la longueur de pas dans la colonne correspondante (colonne 6). Afin de vous familiariser avec cette mesure faites quelques essais à vitesse de marche « normale »: dans la plupart des cas vous devriez pouvoir constater qu’au bout de quelques minutes la vitesse de marche est stable et qu’il en est de même de la cadence gestuelle et donc de la longueur de votre pas. Cette longueur de pas sera vraisemblablement proche pour vous de la longueur de meilleur rendement énergétique pour cette vitesse. A noter qu’il est bien préférable pour minimiser les erreurs, et d’ailleurs comme pour la mesure de tous les évènements périodiques, de chronométrer un nombre prédéterminé d’évènements complets que de comptabiliser sur un temps donné prédéterminé un nombre d’évènements qui sera statistiquement presque toujours incomplet !

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Fréquence cardiaque La prise manuelle du pouls en cours d’activité étant impossible ou très aléatoire et la fréquence cardiaque (FC) chutant immédiatement dès l’arrêt ou la baisse d’activité, il vous faudra obligatoirement utiliser un cardio-fréquencemètre, petit appareil enregistreur portable et léger. Cette chute rapide de FC est toujours vraie dans le type d’activité réservé aux épreuves de rééducation continues et sous-maximales. Dans certaines activités interdites en rééducation, très dures, fractionnées et supra-maximales, mettant en jeu une part importante de métabolisme anaérobie, l’arrêt de l’exercice peut être suivi pendant quelques secondes, voire près de 10 secondes, d’une persistance, voire d’une petite augmentation transitoire de fréquence cardiaque. N’oubliez pas qu’il ne faut utiliser que des cardio-fréquencemètres dont le principe est fondé sur la détection électrique des signaux cardiaques, équipés d’une ceinture et/ou d’électrodes thoraciques. Depuis 1977, date à laquelle l’ASTB réalisa les premiers cardio-fréquencemètres portables, plusieurs sociétés n’ont cessé d’améliorer le système en le miniaturisant tout en augmentant les capacités de stockage et de transfert des données sur PC (Baumann, Pragmat, Polar …). Les cardio-fréquencemètres fondés sur la détection pulsatile du flux sanguin vasculaire sont actuellement trop sensibles aux perturbations mécaniques liées aux mouvements corporels ou aux contractions musculaires en cours d’activité pour être utilisés en cours d’exercice. Il vous faut donc soit en faire l’acquisition soit plus simplement en emprunter un gratuitement auprès du secrétariat de l’ASTB. Si vous êtes éloigné du siège social, rapprochez-vous du tuteur ou du secrétaire de votre CSTB régional. S’il est labellisé « performance et santé » il bénéficie d’une aide directe en personnels et matériels et il sera à même de vous prêter la plupart des matériels et documents nécessaires. En cas d’épuisement des prêts ou de panne technique n’hésitez pas aussi à contacter le siège social : celui-ci fera le maximum pour vous dépanner dans les meilleurs délais. Après vous être équipé de votre cardio-fréquencemètre, commencez par vérifier la fréquence cardiaque debout liée à votre dépense énergétique posturale. Vous pourrez remarquer que si vous arrivez à vous relaxer, c'est-à-dire à réduire au maximum le tonus postural d’un maximum de muscles, celle-ci baisse et qu’à l’inverse l’augmentation du tonus et le redressement s’accompagnent d’une augmentation de la dépense énergétique et de la fréquence cardiaque. Après cette petite observation qui vous permet de vérifier le bon fonctionnement de votre cardio-fréquencemètre, vous pourrez débuter l’épreuve de marche progressivement croissante que vous avez sélectionnée au chapitre précédent. Rééducation en pratique En tant que membre de l’ASTB vous êtes obligatoirement affilié à un Club Sport Travail Biologie régional. Dans ces conditions et compte tenu du travail de mise en place de circuits étalonnés entrepris depuis quelques mois, plusieurs situations peuvent se présenter. Organisation et logistique -votre CSTB bénéficie du label « Performance et Santé » et dans ce cadre a perçu les équipements et documents nécessaires à l’organisation de stages de rééducation et est en mesure de conseiller un circuit balisé ayant fait l’objet d’un étalonnage réalisé en collaboration avec le département médico-social de l’ASTB. Dans ces conditions il suffira d’emprunter auprès du secrétaire de votre CSTB en question les outils (cardio-fréquencemètres, guide du ou des circuits étalonnés, etc.) afin de réaliser quotidiennement une séance de mesure d’aptitude qui vous sert en outre d’échauffement pour la séance de rééducation d’environ une heure qui suit. -votre CSTB ne bénéficie pas encore du label « Performance et Santé », mais il existe dans son secteur des circuits pédestres susceptibles d’être étalonnés. Dans ce cas adressez-vous directement au secrétariat de l’ASTB. En fonction de ses disponibilités le département Médicosocial profitera de cette demande pour mettre en place l’organisation matérielle nécessaire à l’acquisition de ce label.

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- vous êtes trop éloigné de l’un des sites référencés en question, ou plus simplement vous avez choisi individuellement un site particulier non référencé par l’ASTB ; il vous faudra alors chercher à titre personnel un circuit correspondant aux normes retenues par l’ASTB pour en faire éventuellement un circuit « rééducation ». Contactez le secrétaire de votre CSTB ou de l’ASTB pour savoir dans quelle mesure il serait malgré tout possible de vous aider dans votre démarche personnelle d’étalonnage de ce circuit individuel de rééducation. Exemple d’un cas concret Monsieur A. Hestébé, 50 ans, n’a reçu aucune indication précise pour poursuivre sa rééducation post-infarctus en-dehors du traditionnel « maintenez une activité quotidienne adaptée, mais n’en faites pas trop ». Il sait malgré tout que pendant les séances de rééducation, on lui conseillait une fréquence cardiaque cible de 125bpm mais qu’il atteignait sur bicyclette ergométrique une fréquence cardiaque de près de 150bpm sans aucun symptôme anormal et qu’à son départ on considérait qu’il avait une aptitude aérobie « passable » par rapport à celle du Français moyen de même âge. Par ailleurs, bien qu’en tant que membre de l’ASTB son dossier médical et de rééducation ait été fourni au Médecin responsable du département médicosocial, il n’a pas eu le temps de passer au Laboratoire de la Performance-ASTB pour déterminer son rendement et sa dépense énergétique individuelle à la marche. Il est donc condamné à déterminer à titre personnel ses références cibles de dépense énergétique, vitesse et cadence de pas à partir du protocole que lui a fourni l’ASTB. 1-Détermination individuelle des « cibles » Pour poursuivre sa rééducation, il a repéré sur une carte au 1/25000° un site intéressant à proximité du gîte où il a décidé de passer ses vacances avant de reprendre son activité professionnelle. Il s’agit d’un chemin apparemment assez plat, interdit aux véhicules motorisés, de cinq kilomètres environ, en zone arborée et bénéficiant vraisemblablement d’un ombrage intéressant. Mais ce circuit n’est pas étalonné et ce site, non référencés par l’ASTB est éloigné de ses structures d’assistance. Son CSTB lui prête avant son départ le matériel nécessaire, un cardio-fréquencemètre, un métronome sonore, dix balises numérotées de 0 à 9, un chronomètre de dépannage bien que sa montre en soit munie, et enfin une fiche de protocole (Tableau III-a). Il possède un décamètre et même un vélo avec compteur métrique qu’il envisage d’emmener pour effectuer les balisages nécessaires. Le gîte où il se rend possède une bascule donnant le pois à 100g près ce qui lui évite d’en mettre une dans ses bagages. Avant d’aller sur le terrain il vérifie avec son épouse le bon fonctionnement du magnétophone de poche sur lequel il a enregistré les battements du métronome sonore selon le protocole d’environ 20 minutes qu’il a choisi : 75cpm pendant 1 minute avec augmentation toutes les minutes de 3cpm, donc 75, 78, 81, 84, 87, 90, 93, 96, 99, 102, 105, 108, 111, 114, 117, 120, 123, 126, 129, 132. A chaque changement de cadence il vérifie que l’annonce orale enregistrée correspond bien à la nouvelle cadence affichée. Il installe et vérifie le bon fonctionnement du cardio-fréquencemètre qui lui donne une valeur de 75bpm et se pèse équipé et habillé en tenue de sport : le poids affiché est de 84,1 kg. Il emmène dans son sac le reste du matériel et, arrivé sur le terrain choisi, dispose en bordure du chemin grâce à son décamètre, une balise tous les 10 mètres : il place dans le sens de l’aller les 6 balises numérotées de 0 à 5 et dans le sens du retour les N°6, 7, 8 et 9 respectivement à hauteur des balises 4, 3, 2 et 1, de façon à définir un petit parcours de 100 mètres dont il veut parcourir 50 mètres dans chaque sens. Son épouse décide comme il lui a été conseillé de filmer l’ensemble de la séance avec son caméscope afin que l’ASTB puisse contrôler la qualité du protocole et des enregistrements réalisés. Il prend sa fiche de protocole et d’enregistrement des données, va se placer à hauteur de la balise N°0. Il déclenche son magnétophone de poche et le chronomètre et se dirige vers la balise 1 en respectant la cadence imposée.

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A chaque passage devant la balise N°0 il note le N° du tour. A chaque annonce de nouvelle cadence de pas il appuie sur l’enregistreur d’évènement du cardio-fréquencemètre et relève en regard de la cadence de la première colonne intitulée « Cadence », le N° du tour dans la 2° colonne intitulée « Tour », le N° de balise vers laquelle il se dirige dans la 3° colonne intitulée « Balise » et, par

prudence, dans la 4° colonne intitulée «FClue», la fréquence cardiaque affichée sur la montre de son cardio-fréquencemètre. Il atteint sans aucun problème ni symptôme anormal en fin de protocole 150bpm. Il ralentit progressivement sa cadence et sa vitesse de marche. Puis il reprend son sac, récupère ses balises, et rentre au gîte pour dépouiller ses résultats. Il relit les fréquences cardiaques affichées sur la montre de son cardio-fréquencemètre toutes les deux minutes et les inscrit sur sa fiche de protocole triangulaire dans la 5° colonne intitulée «FCenr». Il constate avec satisfaction que les valeurs sont très proches des valeurs notées durant son test dans la 4° colonne « FClue ». Malheureusement il n’est pas « matheux » et ne possède aucun moyen de calcul à sa disposition. Comme proposé sur ce document, il demande donc au responsable du gîte de lui scanner sa fiche protocole TABLEAU III-a et de l’adresser directement au secrétariat de l’ASTB.

TABLEAU III-a

N°ASTB 9999 D1-EPREUVE TRIANGULAIRE TERRAIN Date 13/07/12Excerpt of APTEVAL-2000©. Copyright 2000 by ASTB (Association Sport Travail Biologie), Lyon-Chassieu, France. All rights reserved.

1 - RESULTATS DE L'ENTRETIEN A REMPLIR PAR L'EXAMINATEUR

Examinateur: Docteur Jean-Paul ECLACHE tel 04 78 90 21 60Centre Laboratoire de la Performance E-mail: jeanpaul.eclache@free.fr Adresse 10 rue des Tulipes 69680 CHASSIEU port 06 14 39 85 51

11-Rappel des données d'identification, de biométrie et d'aptitude de l'entretien ou d'examens antérieurs. AptitudeNom HESTEBE Date naissance 13/05/1962 Références Aptitude moyennePrénom ALAN Age (années) 50,17 VO2o réf ml.min-1.kg-1 2,9FCmax (bpm) 170 Poids équipé (kg) 84,1 VO2tr réf ml.min-1.kg-1 24,3FCrepos (bpm) 75 Taille (m) 1,71 VO2ma réf ml.min-1.kg-1 37,4Adresse XXXX CP XXXX Ville XXXXtel pers XXXX tel pro XXXX tel port XXXX E-mail XXXX

12-Vérifiez et complétez (cases blanches) les conditions de réalisation de l'épreuve témoinChoix Activité Echauffement initial Epreuve triangulaire test Matériel utilisé

Type MARCHE Vinit (km/h) 2,4 Vfin (km/h) 6,3 Métronome 1 MatérielsBalisage du terrain (m) Cad.init (min-1) 77 Cad.fin (min-1) 133 Chronomètre 1 de prêt

principal 100 T/tour init min 02:32,7 T/tour fin min 00:56,7 Cardio-fréqu. 1 disponiblessecondaire 10 Durée tot (mn) 20 Duree pal (mn) 1,0 Balises 10 à l'ASTB

2 - RESULTATS DE TERRAIN A REMPLIR PAR L'ADHERENT (cases blanches)

Responsable technique XXXX tel XXXXCentre XXXX E-mail XXXXAdresse XXXX port XXXX

21-Précisez les conditions du test: sujet (FCo et FCm du moment) et stabilité de l'environnement.Environnt date 13/05/12 altitude (m) 350 vent (m/s) 0 PB (mm Hg) 758

terrain plat dénivelé (%) 0% courant(m/s) 0 Ta (°C) 22état bon soleil +++ direction 0 HR (%) 65

Sujet Forme bonne Mnu av (kg) non pris Mnu ap (kg) non pris Prise liq (cc) 0FCo (bpm) 65 Méq av (kg) 84 Méq ap (kg) non pris Prise sol (g) 0FCm (bpm) 170 T avant (°C) 37,2 T après (°C) 37,9 Rejets (g) 0

22-Enregistrez toutes les minutes le N° du tour, le N° de la balise à venir, la cadence de pas et la fréquence cardiaque Protocole prévisionnel Estimation Protocole réalisé Enregistrements

m N° N° m pas/min N° N° bpm bpmCadence Tour Proch Balise D cumul Cadence Tour Proch Balise FC lue FC enr

0 0 0 0 0 0 1 65 7577 0 5 42 78 0 4 82 8179 0 9 86 82 0 9 82 8282 1 4 133 84 1 4 84 8385 1 9 183 86 1 9 92 8788 2 4 237 90 2 5 89 8891 2 10 293 95 3 4 92 8994 3 6 352 97 3 7 97 9496 4 2 415 100 4 3 96 9499 4 9 481 103 4 10 104 95

102 5 5 550 106 5 7 105 99105 6 3 623 107 6 5 108 101108 6 10 700 109 7 3 112 105110 7 8 780 110 7 9 114 111113 8 7 864 113 8 9 114 113116 9 6 952 115 9 8 118 117119 10 5 1044 118 10 7 121 121122 11 4 1140 120 11 6 125 128125 12 4 1240 122 12 6 132 134127 13 5 1344 126 13 6 140 140130 14 6 1452 129 14 7 144 143133 15 7 1568 133 15 8 150 149

23-Remplissez les cases blanches et retournez cette fiche au Centre d'expertise pour exploitation et retour immédiats.

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Le lendemain matin, il reçoit sa fiche de protocole dépouillée et exploitée par le département Médicosocial de l’ASTB: TABLEAU III-b ; il constate ainsi que lorsqu’il marche tout équipé à une vitesse cible de près de 5,3 km/h en terrain plat, sa cadence de pas est d’environ 120cpm et sa longueur de pas correspondante est d’environ 0,75 à 0,80m. Sur le plan cardio-circulatoire sa fréquence cardiaque est voisine de 120 à 125bpm ce qui correspond à une consommation d’oxygène de 17 à 18 ml.min-1.kg-1 soit 1,45 l.min-1 , soit près de 7,15 kcal.min-1 pour environ 50% de son VO2max estimé à 34 ml.min-1.kg-1 ; celui-ci est donc réduit d’environ 10% par rapport à la valeur de 37,5 ml.min-1.kg-1, moyenne du français moyen de même âge.

TABLEAU III-b Parmi ces données intéressantes qui lui ont été fournies, il relève aussi sa relation dépense énergétique fréquence cardiaque (VO2-FC) à la marche, qui lui permet dorénavant, tout au moins tant que son aptitude reste stable, de quantifier en cours d’exercice avec son cardio-fréquencemètre l’intensité de sa dépense énergétique, sa consommation d’oxygène et ses calories consommées :

(A) VO2 ( ml.min-1.kg-1 ) = 8 + 0,022 * ( FC – 68)1,533

N°ASTB 9654 D1- EPREUVE TRIANGULAIRE TERRAIN Date 14/07/12Excerpt of APTEVAL-2000©. Copyright 2000 by ASTB (Association Sport Travail Biologie), Lyon-Chassieu, France. All rights reserved.

1 - ANALYSE DU TEST TRIANGULAIRE VRAI REALISE SUR LE TERRAIN

Responsable technique XXXX tel XXXXCentre XXXX E-mail XXXXAdresse XXXX port XXXX

11-Rappel des données d'identification, de biométrie et d'aptitude de l'entretien ou d'examens antérieurs.Nom HESTEBE Date naissance 13/05/62 Références Aptitude moyennePrénom ALAN Age (années) 50,17 VO2o réf ml.min-1.kg-1 2,91FCmax (bpm) 170,00 Poids (kg) 84,10 VO2tr réf ml.min-1.kg-1 24,33FCrepos (bpm) 75,00 Taille (cm) 1,71 VO2ma réf ml.min-1.kg-1 37,43Adresse XXXX CP XXXX Ville XXXXtel pers XXXX tel pro XXXX tel port XXXX E-mail XXXX

12-Réalisation du protocole prévisionnel de terrain fourni par le Laboratoire de la Performance.Vitesse initiale OK Accroissement cadence OK Nombre mesures FC 22Durée du test (15'-25') OK Régularité progression OK Qualité mesure FC OK

13-Evolution de la relation fréquence cardiaque-vitesse (FC-V) en situation pour l'activité MARCHEbpm FC = FCp + kn x Vn

dates r² FCp kn n13/07/12 0,896 68 2,865 1,695

2 - EVOLUTION DE L'APTITUDE BIOENERGETIQUE EN SITUATION.

21-Evolution de l'aptitude biomécanique en situation réelle, sur le terrain, pour l'activité MARCHE

dates V = k( x ( DE - DEp )(

V (km.h-1) ; DE (ml.min-1.kg-1) k( ν (

13/07/12 moyenne théorique* 2,50 0,34

*L'aptitude individuelle spécifique ne peut être estimée en l'absencede mesure des échanges gazeux en circuit ouvert, DE, et implique

1-Soitun étalonnage couplé labo DE-FC et terrain FC-X avec mesure de XX étant une grandeur mécanique (cadence gextuelle, vitesse, ...) ou

2- Soitéventuellement pour les activités dont les performances n'imposent ni contact, ni risque traumatique, ni dépendance psycho-sensorielleune mesure directe de terrain par système portable bien étalonné.

22-Evolution de l'aptitude biochimique en situation réelle, sur le terrain, pour l'activité MARCHEml.min-1.kg-1 ml.min-1.kg-1 % / moyenne km.h-1

dates VO2ma VO2tr Aptitude Vci13/07/12 33,92 20,35 90% 5,33

0

25

50

75

100

125

150

175

200

225

0 1 2 3 4 5 6 7 8

V I T E S S E  D E  MA R C H E  V   ( k m/ h )

13/07/12

0

25

50

75

100

125

150

175

200

225

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50

C ON S OMMA T I ON  D 'OX Y G E N E   V O2  ( ml . mi n -­‐ 1 . k g -­‐ 1 )

13/07/12

FCmax

FCtr

FCci

DEmax

DEtr

DEci

0

1

2

3

4

5

6

7

8

0,00 0,02 0,04 0,06 0,08 0,10 0,12 0,14

D E P E N S E  E N E R G E T I QU E  D E   ( k c a l / mi n/ k g )

13/07/12

10

APTITUDE AEROBIE DU FRANCAIS MOYEN MASCULINVO2max = (0,5*Aptitude+5)*(140-âge)/24

0,0

10,0

20,0

30,0

40,0

50,0

60,0

70,0

80,0

90,0

100,0

0,0 10,0 20,0 30,0 40,0 50,0 60,0 70,0 80,0

AGE (années)

CO

NSO

MM

ATI

ON

MA

XIM

ALE

D

'OXY

GEN

E (m

l/min

/kg)

E X C E P T IONNE L

E X C E L L E NT

T R E S  B ON

B ON

A SSE Z  B ON

MOY E N

P A SSA B L E

ME D IOC R E

MA UV A I S

P A T HOL OG IQUE

T R E S  P A T HOL OG IQUE

Ainsi lorsqu’il rentre dans cette relation (A) sa fréquence initiale en position debout tonique lorsqu’il s’équipe, il retrouve donc la valeur de consommation d’oxygène de 8 ml.min-1.kg-1. En introduisant sa fréquence cardiaque maximale (NB*), soit 170, il retrouve l’estimation de sa consommation maximale d’oxygène : VO2max = 33,9 ml.min-1.kg-1 pour l’activité de marche. Il retrouve donc aussi celle de sa consommation d’oxygène de transition aéro-anaérobie VO2trans ~ 60%*VO2max, VO2trans ~ 20 ml.min-1.kg-1. Il relève aussi que la relation (B) inverse (FC-VO2) lui permet d’estimer les FC correspondant à des dépenses énergétiques sélectionnées qu’il souhaite s’imposer pour sa rééducation:

(B) FC = 68 + 12,204 * ( VO2 – 8 )0,652

Il introduit donc sa valeur estimée de VO2trans dans cette relation inverse, soit 20,4 ml.min-

1.kg-1, et retrouve ainsi la fréquence cardiaque de transition correspondante FCtrans = 131bpm, proche de la FCcible = 125bpm qu’il atteignait sur bicyclette ergométrique. Il est ainsi en possession d’une estimation des valeurs cibles qui permettront de guider sa rééducation à la marche sur terrain plat : non seulement vitesse de marche cible Vcible (environ 5,5 km/h) et/ou cadence de pas cible (environ 120 pas/min), mais aussi VO2cible (environ 17 à 18 ml.min-1.kg-1) et FCcible (environ 120 à 125bpm). *NB : chez les sujets sains la fréquence cardiaque maximale s’obtient après un exercice de puissance sous-maximale soutenu pendant plusieurs dizaines de minutes (échauffement triangulaire programmé ou activité sportive en vraie grandeur) en réalisant un sprint long et maximal, sur le terrain ou en laboratoire, amenant à l’épuisement en une à deux minutes. Ce type d’épreuve est contrindiqué chez les sujets porteurs de pathologies cardio-respiratoires et métaboliques et en-dehors d’une surveillance médicale spécialisée. Si vous ne connaissez pas votre FCmax, vous n’aurez donc comme référence disponible que la moyenne obtenue chez les Français de même âge (FCmax = 215 – 0,7 * âge) dont on sait pertinemment qu’elle peut minorer ou majorer dans certains cas la réalité individuelle de 15 à 20 battements par minute.

Fig1 : évolution moyenne de VO2max en fonction de l’âge chez le Français de sexe masculin. (2) D’après Eclache et coll., 1978.

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2-Réalisation des séances de rééducation ciblées Il décide donc de se tester le jour même sur le circuit de 4,831 km qu’il a repéré. Par prudence, il s’équipe de son cardio-fréquencemètre sur lequel il programme une alarme sonore basse à 120bpm, une haute à 125bpm et emporte le métronome sonore qu’il règle sur une cadence de 120cpm. Arrivé sur le chemin il déclenche son métronome et débute son circuit. Il s’aperçoit rapidement que si le terrain paraissait relativement plat sur la carte au 1/25000°, il existe cependant des zones caractérisées par des petits dénivelés montants et descendants dans lesquels il doit adapter sa cadence de pas et sa vitesse pour rester dans la gamme de fréquence qu’il a programmée : il décide donc de repérer systématiquement ces ruptures de pente sur son cardio-fréquencemètre en appuyant sur l’enregistreur d’évènements afin de les repérer aussi sur sa carte. De retour au gîte il vérifie son enregistrement : il a effectué la totalité du circuit en 60 minutes, soit une vitesse moyenne de 4,8 km/h, avec une fréquence cardiaque moyenne de 128bpm et une consommation d’oxygène de 19,5 ml.min-1.kg-1, soit 1, 65l/min ou 8,2 kcal/min. La dépense énergétique de cette petite randonnée est donc légèrement supérieure à ses prévisions du fait des dénivelés du circuit et globalement elle atteint presque 500 kcal. Connaissant les effets favorables de l’activité sur la prévention de sa pathologie cardio-circulatoire, il décide de se réserver au moins une à deux heures tous les jours pour tester d’autres circuits pédestres et découvrir les magnifiques paysages de la Région. Lors des premières séances il utilise à titre systématique son cardio-fréquencemètre et respecte toujours en début de randonnée pédestre un échauffement à vitesse progressivement croissante jusqu’à atteindre sa vitesse de marche cible qu’il sait pouvoir tenir sans risque et sans difficulté pendant environ une à deux heures. Puis après quelques jours, ayant pris conscience des sensations biologiques associées à la dépense énergétique cible recommandée, en particulier cadence gestuelle (mais uniquement sur terrain plat !), rythme cardiaque, sensations musculaires non douloureuses, fréquence et amplitude respiratoires à type d’essoufflement léger autorisant la discussion, légère sudation, etc., il décide de se fier à ses sensations. Il ne remet son cardio-fréquencemètre qu’épisodiquement, en particulier lorsqu’il aborde des terrains plus mouvementés avec des dénivelés plus conséquents ainsi que, une fois par semaine, pour se tester de nouveau sur le premier circuit sur lequel il s’était initialement étalonné. Ceci lui permettra de constater lors du troisième et surtout lors des quatrième et cinquième tests, qu’en plus d’avoir perdu un peu plus de 2kg le matin à jeun, sa fréquence cardiaque est de près de 5% plus basse pour la même vitesse de déplacement et qu’il peut aussi parcourir ce circuit étalon avec une fréquence cardiaque moyenne identique en allant plus vite, ou pour une même vitesse en portant un sac à dos pesant plus de 5 kilogrammes ; par ailleurs ses valeurs d’aptitude estimées VO2trans et VO2max se sont améliorées de près de 15% et sont donc maintenant voisines de celles de la moyenne du Français moyen de même âge. 3-Remarques et conclusions Monsieur A. Hestébé est le prototype du sédentaire en surpoids présentant plusieurs facteurs de risques cardio-circulatoires et métaboliques. Cependant, s’il poursuit quotidiennement l’effort d’entraînement entrepris durant ce mois vacances, il y a fort à parier qu’il va perdre de 1 à 2 kg par mois, et ceci d’ailleurs même sans modifier son régime alimentaire. Par ailleurs son aptitude aérobie comme son bilan biologique vont s’améliorer, et son « mauvais » cholestérol, qui était légèrement au-dessus de la limite admise, va réintégrer la zone de normalité, ce qui sera confirmé par le bilan biologique pratiqué à son retour.

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Par voie de conséquence, s’il accepte en plus de faire un petit effort de modération sur la fourchette et s’il s’organise pour poursuivre cette activité « hygiénique » lorsqu’il reprendra son travail, il aura fait mieux que prendre une assurance-vie ou qu’effectuer un bon placement financier : son aptitude risque de progresser encore pendant 3 à 4 mois de 10 à 20%, ses facteurs de risque vont fondre en même temps que ses réserves adipeuses superflues et elles seront remplacées par une réserve cardio-respiratoire et métabolique très supérieure à celle qu’il possédait avant son accident cardiaque. Un an après son accident cardiaque Monsieur A. Hestébé pèse 75 kg, présente un bilan biologique normal et un VO2max supérieur de près de 15% à celui du Français moyen de même âge. Il pratique maintenant presque tous les week-ends la marche à laquelle il a converti toute sa famille ; il complète de temps en temps cette activité par des séances de cyclisme quand il fait beau et de ski de fond en hiver. Références bibliographiques personnelles 1- Eclache JP, Quard S, Flandrois R, Garin JP, Combet F.A propos d’un nouveau cas de maladie de Mac Ardle ; II : aspects bioénergétiques, Lyon Médical 1977 ; 238(15) : 151-157. 2- Eclache JP, Quard S, Beaury J, Flandrois R. Physical work capacity of young French soldiers 20 years old. NATO Proceedings on the RSG4 Physical Fitness Symposium with special reference to military forces, DCIEM, Toronto, 1978 : 59-68. 3- Quard S, Tartulier M, Eclache JP. Importance respective des métabolismes glucidique et lipidique dans la fourniture énergétique au cours de l’exercice intense et prolongé : Aspect Physiopathologique. Actes, Réunion spécialisée de l’Association des Physiologistes, Lyon, 1979. 4- Myles WS, Eclache JP, Beaury J. Self-pacing during sustained repetitive exercise. Aviat. Space Eviron. Med. 1979, 50(9) : 921-924. 5- Eclache JP. Comment reprendre sans risque et à tout âge une activité physique et sportive. Cyclo 2000, 1981 : 28-29 & R.J.M., 1981 : 1-4. 6- Eclache JP, Viret R, Calamel H, Jimenez C, Drut L.La détermination de la zone transitionnelle aérobie-anaérobie à partir de la mesure des échanges gazeux. J. Physiol., 77(8), 1981 : 6A. 7- Eclache JP, Castan R. Les fabuleuses remises en train du docteur Herjième : Examen d’aptitude, choix d’une activité, Forme et intensité d’un réentrainement, Règles simples d’alimentation. La Revue du Jeune Médecin, in : La Vie Médicale, Supp.1, 1982 : 61-64. 8- Eclache JP, Gorostiaga E. Importancia de los diferentes factores que modifican la aptitud física. Aplicaciones practicas a la preparación de los deportistas de alto nivel. Archivos de Medicina del Deporte., 2(6), 1985: 137-145. 9- Eclache JP. La détermination du coût énergétique des activités sportives sur le terrain. Science et Sports 1988 ; 3 : 291-301. 10- Eclache JP. Coût énergétique de la collecte des ordures ménagères : étude d’un secteur non automatisé. Rapport Technique, COURLY, Lyon, 1989 & Bull. Ass. Sport Biol., (3/4), 1989 : 1-11. 11- Eclache JP. La détermination de l’aptitude physique : aspects physiologique. In : Les aptitudes motrices. Structure et évaluation. Vigot éd., 1989 : 110-169.

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