Athlète perceptif les echelles de borg

L’athlète perceptif : Manuel d’utilisation des échelles de Borg “RPE” et “CR10”

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Le sportif doit avoir cette capacité de pouvoir ajuster de manière précise la puissance qu’il développe à partir des sensations qu’il ressent durant l’exercice. Le calibrage de l’intensité est réalisé de manière perceptive. L’évaluation subjective permet de quantifier un stimulus par une métrique prédéfinie. Avoir la capacité à calibrer avec une grande justesse l’intensité de l’exercice à l’entraînement et en compétition constitue un déterminant important de la performance car cela intervient directement la gestion des ressources énergétiques.

Introduction au concept d’athlète perceptif :

athlete perceptif

Les mécanismes permettant que les afférences sensorielles provenant de la périphérie interagissent avec les fonctions mentales supérieures, ont été largement étudiés depuis longtemps. Dès la fin du XIXème siècle, William James, propose que les changements qui se produisent au niveau de l’organisme induisent une perception de ces changements (James, 1894). Les travaux récents effectués en neurophysiologie montrent qu’il existe une relation étroite entre le niveau de perception de l’état physiologique et celui de cet état, par l’intermédiaire d’un traitement cérébral des afférences physiologiques périphériques (Pollatos et al. 2005b).

mecanique nerveuse
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Les échelles de Borg :

Gunnar BORG, Docteur en Psychologie et Professeur Émérite des Sciences psychophysiques et de la perception à l’Université de Stockholm, a commencé ses études de psychologie au milieu des années 1940. Ses premiers travaux sur des mesures d’évaluation subjective de l’effort perçu au cours de tâches avec forte contrainte physique ont commencé en 1958, puis publiés en 1959 avec Hans Dahlström, physiologiste de formation. Borg propose 2 échelles. Ces 2 échelles ont évolué dans le temps : RPE (Ratings of Perceived Exertion)  et CR10 (categorial Rating 10). Dans le présent article, je présente leurs dernières formes apparues en 1998.

D’après Borg, l’estimation de l’intensité de l’exercice repose sur 3 critères :

Perceptif (douleur musculaire et articulaire)

Physiologique (Lactatémie, pH, FC, VO2)

Mécanique (force, vitesse, moment angulaire)

L’échelle de Borg « RPE (Ratings of Perceived Exertion) »:

echelle de borg RPE
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L’évaluation subjective quantifie l’astreinte perçue, en particulier celle de la charge physique de travail et de son évolution en fonction de sa durée ou de son environnement. Au cours de certains de ses travaux, Borg avait constaté qu’au point RPE 17 correspondait une fréquence cardiaque (FC) de 170 bpm lors d’exercices de pédalage sur bicycle ergométrique, avec augmentation de la charge toutes les 6 minutes chez une population de sujets adultes d’âge moyen, la FC étant reconnue comme un bon indicateur de l’astreinte physiologique au cours d’un exercice. Borg a présenté l’échelle RPE basée sur l’observation qu’au cours d’un exercice allant du repos à l’effort maximum, la FC moyenne d’un groupe de sujets jeunes et actifs varie de 60 à 200 bpm et suit une relation avec RPE de la forme :

Fréquence Cardiaque = 10 x score RPE

L’échelle RPE a donc été construite pour avoir une relation linéaire avec la FC et la VO2 au cours d’un exercice de pédalage pour être étendue par la suite aux exercices physiques de course à pied. Borg reconnait que si cette équation est applicable à des populations, son utilisation individuelle doit rester prudente. En effet, les variations de la FC sont multifactorielles (âge, environnement, état d’anxiété, heure…).

Les scores au RPE étant liés à la FC et à VO2, cette échelle est utilisée comme indicateur de charge physique générale.

L’échelle de Borg « CR10 (categorial Rating 10) » :

echelle de borg cr10
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Borg à conçu cette échelle en corrélant la difficulté de l’exercice perçue avec la modification de la lactatémie et du pH. En effet certaines variables physiologiques, telles que la lactatémie, n’évoluent pas de façon linéaire au cours de l’effort mais adoptent plutôt une croissance de type exponentiel. L’échelle CR10 présente des items qui n’évoluent pas linéairement en fonction de la difficulté perçu par le sportif. L’intensité d’une force suit une relation de la forme :

Force = score CR10 x 10

La force (F) est exprimée en pourcentage de la force maximale volontaire (FMV) exercée dans la même posture. Par exemple, un effort jugé 3 au CR10 correspond à une force appliquée égale à 30% de la FMV. Cette relation est utile car elle permet de connaitre une intensité de force de manière subjective (en% de la FMV) donc, sans mesure directe de celle-ci.

L’échelle CR10 est utilisé plutôt pour des perceptions localisées à un groupe musculaire ou à une partie du corps.

Application dans le sport :

Durant l’entrainement ou durant une compétition, l’athlète perçoit l’effort d’une manière plus ou moins importante selon l’intensité ou la vitesse du mouvement. Il peut être mesuré par l’interprétation de la FC grâce au cardiofréquencemètre ou par l’interprétation des signes cliniques extérieurs, comme la Fréquence Respiratoire ou l’augmentation de la sudation. On peut également mesurer le taux de lactate à travers les prises de sang démontrant ainsi le niveau de l’effort. Les échelles de Borg permettent d’évaluer l’effort subjectif et donne une information complémentaire qui permet à l’athlète dans ces entrainements ou durant une compétition de connaitre instantanément son niveau d’effort. Bien entendu selon les qualités de l’athlète, les valeurs de lactate ou de capacité respiratoire peuvent se modifier. Il est préférable d’enregistrer l’évaluation de la perception de l’exercice en plus de la FC.

En moyenne, un RPE de 13 pour les femmes et 14 pour les hommes ou un CR10 à 5 correspondent au seuil d’anaérobie d’une population de jeunes adultes lors d’un exercice de pédalage sur ergocycle. Un niveau d’activité qui améliore les capacités cardiorespiratoire requiert un RPE supérieur à 17. A l’inverse, un exercice de santé correspond à un RPE de 13.

Une charge physique bien dosée provoquera des adaptations de la part de l’organisme qui conduiront à une amélioration de la performance sportive ou au reconditionnement physique. Les stimuli provoqués par un état de fatigue raisonné, sont certainement à l’origine des adaptations qui seront induites ultérieurement. En revanche, une charge physique suivie d’une période de récupération insuffisante risquerait d’avoir des effets inverses ceux escomptés :

La surévaluation de l’intensité perçue d’un effort au regard de sa puissance réelle est un indicateur de fatigue ou de surentraînement. Un sportif soufrant d’un début de syndrome de surentraînement peut très bien effectuer les même temps que d’habitude avec une même fréquence cardiaque, mais sa perception de l’effort (score à l’échelle) qu’il est en train de réaliser sera plus importante. Ses variations sont plus précoces que les indices physiologiques dans ce cas.

Quantification de la Charge d’entrainement (CE) :

Echelle de borg

Ben Belgith et Al. (2012) ont comparé  trois méthodes de quantification de la CE. L’objectif de leur travail était d’analyser les charges d’entraînement issues des méthodes WER, séance-CR10 et TRIMP pour des périodes de réhabilitation chez les footballeurs professionnels:

  • La méthode Travail-Endurance-Récupération (WER). Basée sur le ratio Travail Cumulé (TC)/Travail Limite. La méthode WER utilise le TC à l’intensité d’exercice comparé à l’endurance limite (« End lim » estimé à l’aide de l’échelle ETL) à cette même intensité lors d’un travail continu, ces éléments étant fonction de la fréquence d’exercice (Ratio TC/temps de récupération : TC/TR) de la séance. Le calcul des CE est réalisé grâce à l’équation suivante :

   CE = TC/End lim + ln (1+ TC/TR)

  • La méthode des Training impulse (TRIMP). Basée sur la durée de la séance (DC) et la FC de réserve moyenne de la séance [(FCréserve = (FCmoyenne-FCrepos)/FCmax-FCrepos)]. On peut calculer les TRIMP selon les équations suivantes :

    CEtrim= DS x FCréserve x 0.64 e (1.92 x FCréserve) pour les garcons

        CEtrim= DS x FCréserve x 0.64 e (1.67 x FCréserve) pour les filles

  • Les CE ont été également calculées en utilisant la méthode séance-CR10 qui prend en compte la perception de l’effort et la durée totale (en minute) de la séance, en appliquant l’équation suivante :

     CE = durée x CR10    

L’utilisation de l’échelle CR10 pour quantifier la CE semble prometteuse dans la mesure où la perception de l’effort est rapportée comme étant reliée à l’intensité et/ou au volume d’exercice. Cependant leurs résultats montrent une différence de quantification des séances réalisées selon la méthode utilisée et une absence de relation entre les méthodes WER et séance-CR10 lorsque l’ensemble des séances est considéré. Cette absence de relation semble induite par les CE de la phase de renforcement musculaire qui augmentent sur certaines séances avec la méthode WER alors qu’elles diminuent avec la méthode séance-CR10

Traduction littérale des recommandations données au sujet. Echelle de Borg RPE :

Pendant l’exercice vous allez évaluer votre perception de l’effort grâce à cette échelle. Vous évaluez l’intensité de votre effort de combien lourd et éprouvant il est. Votre perception de l’effort dépend principalement du degré d’astreinte ressentie au niveau des muscles ou d’essoufflement voire de la gêne thoracique. Lisez cette échelle du début à la fin où la valeur numérique 6 signifie “pas d’effort du tout” et 20 “effort maximal” ressenti. Par exemple : 9 effort perçu très léger. Pour une personne en bonne santé, cela correspond à une marche lente à son rythme pendant plusieurs minutes. 13 effort perçu un peu dur mais le sujet se sent bien pour le poursuivre. 17 effort perçu très dur. Une personne en bonne santé peut encore le poursuivre mais elle doit alors repousser ses limites. La charge de travail est ressentie comme très lourde et le sujet est très fatigué. 19 effort perçu d’un niveau d’intensité extrêmement fatigant. Pour la plupart, c’est l’exercice le plus fatigant connu jusqu’à ce jour. Essayez d’évaluer votre sensation d’effort en ignorant les données objectives sur les contraintes physiques réelles. Ne les surestimez pas, ne les sous-estimez pas. C’est votre propre sensation d’effort qui est importante, elle ne doit pas être donnée en fonction de celle exprimée par d’autres personnes. Ne tenez pas compte de l’avis des autres. Regardez cette échelle et lisez les expressions verbales associées puis donnez un nombre correspondant. Des questions ?

Traduction littérale des recommandations données au sujet. Echelle de Borg CR10 :

Nous souhaitons que vous graduiez votre perception de l’effort, de combien il est lourd et fatigant. Votre perception de l’effort dépend principalement du degré d’astreinte et de fatigue ressenties au niveau musculaire ou d’essoufflement voire de gêne thoracique. Mais vous devez tenir compte de vos propres impressions subjectives et non de signaux physiologiques ou de l’actuelle contrainte physique. 10, “extrêmement fort – Max P” est la graduation majeure. C’est la plus forte perception (P) que vous n’ayez jamais ressentie. Il est possible cependant d’imaginer quelque chose de plus fort. Aussi, “maximum absolu” est placé plus bas de l’échelle sans en fixer de nombre défini et marqué par un point. Au cas où vous percevriez une intensité d’effort supérieure à 10, vous pourrez proposer un nombre plus grand. Commencer toujours par lire les expressions verbales puis ensuite choisir un nombre. Si l’effort perçu est “très faible” (ou “très léger”), dire 1 ; s’il est modéré, dire 3, et ainsi de suite. Vous pouvez bien sûr donner des valeurs intermédiaires telles que 1,5 ou 3,5, ou des décimales telles que 0,3 ou 0,8 ou 2,3. Il est très important que votre réponse corresponde bien à votre propre perception et non pas à celle que vous pensez devoir donner, et que vous soyez le plus fidèle possible à votre intensité d’effort perçu sans faire de sur et/ou de sous-estimation.

Bibliographie :

Frédéric Grappe (2012) : L’entrainement perceptif. Colloque annuel du centre d’évaluation de la performance sportive. Faculté des sciences de la motricité, Université Catholique de Louvain (Belgique) 

A. Ben Belgith et Al (2011): Quantification de la charge d’entrainement imposée au footballeur professionnel en phase de réhabilitation athlétique post-blessure. Science et Sport, 27, 169-174. Eselvier Masson

J.P Meyer (2014) : Evaluation subjective de la charge de travail, Utilisation des échelles de Borg. Références en santé du travail          N°139, département homme au travail, INRS.

Emile PHAN CHAN (2002) : Intérêt et limite de l’évaluation de la charge de travail à l’aide des échelles de Borg. Faculté de médecine de Nancy. Université Henry Poincaré, Nancy.

Tschopp Markus (2001) : Diagnostic de la performance d’endurance. Contrôle de qualité Swiss Olympic. Swiss Olympic Medical Centers