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Dossier : LA FATIGUE CHEZ LES SPORTIFS DE HAUT NIVEAU

Vers une typologie de la fatigue par l’analyse de la VFC

Nous avons récemment publié deux manuscrits dans les revues PlosOne (16) et International Journal of Sport Medicine (IJSM) (17) qui proposent une typologie de la fatigue à partir de la mesure de la VFC.

Dans la première étude (16), nous avons présenté le suivi VFC de 57 skieurs nordiques des équipes de France (biathlon, combiné nordique, ski de fond) sur une période de 5 années. Ce suivi est réalisé de manière écologique dans le déroulement normal de l’entraînement des athlètes. Nous avons différencié deux groupes de tests VFC à partir des réponses au questionnaire de fatigue de la Société française de médecine du sport (QSFMS).

Les bilans au test QSFMS supérieurs à 20 items sur 54 ont permis de constituer un groupe de test “fatigue”, les bilans inférieurs à 20 items constituant le groupe “non-fatigue” (Fig. 5).

Figure 5 – Nombre de tests réalisés pour chaque sujet (57 au total). En blanc (No fatigue), le nombre de tests réalisés quand le score au questionnaire de la société française du sport (QSFMS) est inférieur à la limite des 20 items sur 54 ; en noir (Fatigue), nombre de tests réalisés lorsque le score QSFMS est supérieur à 20 items sur 54 (16).

Les résultats faisant suite à l’analyse statistique ont montré une différence très significative dans les indices de VFC entre les situations “fatigue” et “non-fatigue” (Fig. 6). Globalement, la situation “fatigue” montre des FC augmentées dans les positions couchée et debout et des énergies très diminuées dans les bandes spectrales LF, HF et donc LF + HF aussi bien couchée que debout.

Figure 6 – Boîtes à moustache représentant toutes les valeurs enregistrées pour tous les sujets. Elles sont délimitées par les 1er et 3e quartiles. La ligne noire représente la valeur médiane. La valeur des 10 % et 90 % est représentée par les barres verticales. Les cercles aux extrémités représentent les plus basses et plus hautes valeurs.
Sont mesurées les valeurs de fréquence cardiaque (heart rate ; HR) et les paramètres de variabilité de FC (LF, basse fréquence ; HF, haute fréquence ; TP, puissance totale ; rapport LF/HF) en position couchée (A) et debout (B).
Les états de fatigue (172 cas) sont en gris et ceux de non-fatigue (891 cas) en blanc.
Les valeurs de VFC ont été transformées en Log. ### pour p < 0,001 dans les différences entre “fatigue” et “non-fatigue”.

Un point est très intéressant dans le tableau présenté ci-dessous (Tab. 1) : dans la différence de variance intrasujet entre les états de fatigue et de non-fatigue, on observe des différences très significatives dans la FC ainsi que plusieurs paramètres de VFC. Ceci nous a permis d’émettre l’hypothèse que dans le groupe “fatigue”, des états très différents de fatigue coexistaient, expliquant cette plus grande variance dans les paramètres VFC dans le groupe “fatigue” que dans le groupe “non-fatigue”.

Tableau 1 – Analyse statistique de type multi-niveaux des paramètres de variabilité de fréquence cardiaque dans les conditions de fatigue et de non-fatigue. LF, basse fréquence ; HF, haute fréquence ; TP, puissance totale ; LF (nu), LF en unité normalisée ; HF (nu), HF en unité normalisée et HR, fréquence cardiaque.
La colonne Beta représente l’écart moyen entre les valeurs de “fatigue” et de “non-fatigue”. Par exemple, entre les enregistrements “fatigue” et “non-fatigue” la FC en position couchée était en moyenne de 6,27 bpm supérieure en condition “fatigue” et le logTP était en moyenne de 0,36 inférieur en condition  “non-fatigue”.
La colonne des variances représente la variance pour chaque sujet des valeurs du groupe “fatigue” et du groupe “non-fatigue” et la différence de significativité entre les deux variances.

Dans la deuxième étude (16), nous avons cherché à voir si par une analyse statistique, différents groupes de fatigue pouvaient être constitués. Une analyse en composante principale (ACP) suivie d’une classification hiérarchique par groupes ont été réalisées (Fig. 7).

Figure 7 – Représentation sous forme de radars des différences relatives (%) entre la valeur médiane de “non-fatigue” pour le même groupe de sujets et les différentes situations de “fatigue” pour la fréquence cardiaque (HR) et les paramètres de variabilité de FC (LF, basse fréquence ; HF, haute fréquence ; TP, pour LF + HF) en position couchée et debout. Le trait en pointillé représente la moyenne des tests non-fatigue ; le trait plein la différence en pourcentage entre les situations “non-fatigue” et “fatigue” pour les paramètres HF, LF et LF+HF de VFC ainsi que pour la FC dans les positions couchée (SU pour supine) et debout (ST pour standing).

Le trait en pointillé représente la moyenne des tests non-fatigue ; le trait plein la différence en pourcentage entre les situations “non-fatigue” et “fatigue” pour les paramètres HF, LF et LF + HF de VFC ainsi que pour la FC dans les positions couchée (SU pour supine) et debout (ST pour standing).

Quatre types de fatigues ont ainsi pu être caractérisés de manière statistique (Encadré). 

Encadré – Les quatre types de fatigues mis en évidence.

Typologie 1

Le type de fatigue le plus souvent présenté, appelé F (HF-LF-) SU_ST (avec SU pour supine ou couché et ST pour standing ou debout) présente une diminution de LF et HF aussi bien en position couchée que debout. La diminution de puissance de VFC concerne les deux bandes spectrales, mais affecte principalement la modulation HF de la FC. La baisse de l’activité vagale est alors logiquement associée à l’augmentation de FC. Cet état de fatigue peut être considéré comme une fatigue temporaire induite par un entraînement intensif ou à forte charge (Kuipers et Keizer, 1988).

Typologie 2 

Cette fatigue est appelée F (LF+SU LFST) et présente en position couchée un état normal, voire des niveaux LF et HF augmentés sans modification de FC. C’est debout que se dévoile sa caractéristique avec un niveau LF très diminué avec une forte augmentation de FC. Ce type de fatigue est moins fréquent que le 1er et il est souvent accompagné de manière clinique par une sensation de vertige ressenti en position debout pouvant amener vers un malaise vasoplégique. En position debout, l’activité autonome, notamment sympathique est insuffisante pour réguler l’adaptation aiguë des pressions périphériques. Ce type de fatigue peut être plus sévère que la typologie 1.

Typologie 3 

Elle est appelée F (HF-SU HF+ST) et présente en position couchée une diminution des puissances dans les bandes LF et HF sans modification de FC alors que debout la FC est nettement diminuée en relation avec une forte augmentation de l’activité HF. Ce type de fatigue semble assez rare.

Typologie 4 

Elle est appelée F (HF+SU). Ce type de fatigue est caractérisé par une forte augmentation de la puissance HF en position couchée accompagnée d’une baisse de FC. Debout, les niveaux d’activité LF et HF sont abaissés et la FC légèrement augmentée. Ce type de fatigue apparaît comme très sévère et très rare. Dans ce cas, l’activité de la branche sympathique du système nerveux autonome est inhibée ce qui induit une forte prédominance de la branche parasympathique (Kuipers et Keizer, 1988).