Contributions of heart rate variability in the quantification of training load and athletes monitoring : methodological aspects and practical applications

Au cours des années 1980, il y a été prouvé que l’étude de la variabilité de la fréquence cardiaque (VFC) permet d’estimer de façon non invasive l’activité du système nerveux autonome. Plus spécifiquement, de nombreux travaux démontrent que des enregistrements réguliers de la VFC peuvent rendre compte de la capacité d’adaptation d’un athlète à l’entraînement mais également de son état de fatigue. Bien que plusieurs auteurs suggèrent d’utiliser cet outil directement sur le terrain, il semblerait que l’absence de méthodologie commune et unifiée rende parfois difficile l’interprétation des résultats. Par conséquent, les travaux de recherche présentés au sein de ce manuscrit suivent avant tout une orientation méthodologique avec, néanmoins, une finalité pratique. Une première étude s’intéresse au ratio Basses fréquences/hautes fréquences (LF/HF) qui est communément utilisé comme marqueur de la fatigue. Nos résultats démontrent que chez les athlètes, ce ratio est avant tout modulé par la fréquence de respiration du sujet et que, contrairement à ce qui est couramment admis, une valeur supérieure à quatre ne traduit pas forcément un état de surentraînement. La seconde étude compare l’évolution quotidienne des différents marqueurs de VFC pendant 21 jours de suivi d’athlètes dans deux situations différentes : un enregistrement réalisé en respiration libre et un autre en respiration contrôlée. Nous avons constaté que les marqueurs RMSSD et SD1 suivent exactement les mêmes tendances quel que soit la méthode de respiration. A l’inverse, nos résultats démontrent une nouvelle fois que les indices fréquentiels sont avant tout modulés par la fréquence de respiration de l’individu. La troisième étude s’intéresse à une nouvelle méthode d’évaluation de la charge d’entraînement à l’aide de la VFC. Basée sur trois enregistrements qui intègrent à la fois les perturbations homéostatiques générées par la séance et la vitesse de réactivation parasympathique, la formule proposée permet de quantifier objectivement la charge d’entraînement dans des conditions de terrain. Les fortes interactions qui existent entre la VFC et l’entraînement nous encouragent à poursuivre notre démarche d’investigation pour utiliser cet outil dans le but d’individualiser et d’optimiser la planification d’entraînement des athlètesDuring the 1980s, it was demonstrated that studying heart rate variability (HRV) makes it possible to estimate the activity of the autonomic nervous system noninvasively. More specifically, many works showed that regular recording of HRV can be used to monitor an athlete’s capacity to adapt to training and their fatigue. Although several authors have suggested using this tool directly in the field, it appears that the lack of a common and uniform methodology sometimes makes it difficult to interpret results. Therefore the research presented in this manuscript follows a methodological tendency with, nonetheless, a practical objective. The first study focuses on the Low Frequency/High Frequency (LF/HF) ratio commonly used as a fatigue indicator. Our results show that in athletes, this ratio is above all modulated by the subject’s respiratory rate and that, contrary to what is currently accepted, a value higher than four does not necessarily express a state of overtraining. The second study compares the daily evolution of different HRV markers over 21 days monitoring of athletes in two different situations: recording of spontaneous breathing and of controlled respiration. We observed that RMSSD and SD1 markers follow precisely the same trends whatever the breathing method. Conversely, our results show once again that rate indexes are above all modulated by an individual’s breathing frequency. The third study focuses on a new HRV-based method for evaluating training load. Based on three recordings that include both the homeostatic disturbances generated by the session and the speed of parasympathetic reactivation, the method proposed permits objectively quantifying training load under field conditions. The strong interactions existing between HRV and training encourage us to continue our investigative approach and use this tool to individualize and optimize athletes’ training program