Vous voulez savoir si il est nécessaire de faire une épreuve d’effort quand vous faites du trail ou un sport d’endurance ? Cet article est pour vous !

Épreuve d’effort en trail et en endurance

Je voulais déjà dit dans cet article, le trail et l’ultra-trail sont bons pour la santé. Si on s’intéresse uniquement aux aspects cardiovasculaires, l’excellente revue de Parry-Williams et Sharma publiée en 2020 dans Nature est claire. Selon ces auteurs, si des volumes d’entraînement en endurance très élevés peuvent parfois être associés à une mortalité légèrement accrue par rapport à des volumes modérés, il est essentiel de retenir que, quelle que soit la dose d’entraînement pratiquée, la mortalité reste systématiquement plus faible chez les sportifs d’endurance que chez les personnes totalement sédentaires. L’article de Lee et al. en 2015 le résume magnifiquement avec une analyse démontrant une relation en J inversé.

Ces premiers résultats ont suscité certaines inquiétudes concernant les effets potentiellement néfastes des entraînements extrêmes. Cependant, ces craintes ont été récemment tempérées. Par exemple, la méta-analyse de Blond et al. (2019) conclut clairement qu’une pratique d’endurance, même à très haute intensité ou volume, continue d’avoir des effets positifs nets sur la santé cardiovasculaire. Celle de Pedisic et al. (2019) confirme que les bénéfices protecteurs des sports d’endurance persistent à toutes les charges d’entraînement étudiées, y compris les plus élevées, par rapport à un mode de vie sédentaire.

Néanmoins, en moyenne 1 pratiquant sur 50 000 décède d’un arrêt cardiaque pendant un effort d’endurance, d’après Parry-Williams et Sharma en 2020 (soit 0,002%). Toujours selon ces auteurs, 80% de ces décès à l’effort seraient dû à un problème coronarien, majoritairement la rupture d’une plaque présente dans une artère. Pour information, dans la population générale, 17 millions de décès par an sont dû à des maladies cardiovasculaires, pour 8 milliards d’humains (soit 0,21%). Pour prévenir ces accidents dans le contexte sportif, le concept d’épreuve d’effort a été introduit il y a plusieurs années.

Pourquoi réaliser une épreuve d’effort quand on est sportif ?

La réalisation d’une épreuve d’effort présenterait deux intérêts pour le sportif en endurance :

1. La prévention des risques. Les efforts prolongés peuvent parfois révéler ou aggraver des anomalies cardiaques jusque-là silencieuses. Une épreuve d’effort pourrait détecter précocement certaines pathologies avant qu’elles ne deviennent problématiques (Van de Sande et al., 2016 ; Detrano et al., 1989). J’ai typiquement vécu cela durant mon doctorat avec des personnes atteintes de cardiopathies. Une d’entre elles a eu les signes d’un infarctus imminent pendant des entraînements à pied, alors qu’au repos aucune alerte n’avait été ressentie.
2. L’optimisation de l’entraînement. En identifiant précisément certains seuils physiologiques (comme le seuil lactique ou ventilatoire, discutés ici), ces tests permettent de calibrer l’entraînement (Lear et al., 1999 ; Petek et al., 2021).

Malgré leur utilité supposée, les épreuves d’effort restent mal comprises par le public, et parfois mal utilisés par les praticiens. C’est en tout cas ce que soulignent des auteurs comme Van de Sande et al., dans leur revue de 2016. Avez-vous vraiment besoin d’une épreuve d’effort ? À quoi servent exactement ces tests ? Quel test choisir ? Sont-ils utiles pour prévenir les accidents cardiovasculaires à l’effort ? Je vous propose de répondre à tout cela, mais la littérature de ne pas vous rassurer …

Qu’est-ce qu’une épreuve d’effort ?

La revue de littérature de Lear et al., en 1999 défini ce qu’est une épreuve d’effort. Il s’agit d’un examen médical. Il est réalisé pour observer comment le cœur, les poumons et les muscles réagissent lorsqu’ils sont soumis à un effort physique progressif et contrôlé. Concrètement, il est demandé au sportif de réaliser un effort dont l’intensité augmente, plus ou moins. Le test peut amener à des intensités sous-maximales ou maximales. Pendant ce dernier, plusieurs paramètres physiologiques importants sont mesurés. On retrouve par exemple :

• la fréquence cardiaque.
• la pression artérielle.
• la consommation d’oxygène (VO₂max ou VO2 pic), mais pas de manière systématique.
• les concentrations sanguines de lactate, là aussi de manière non-systématique.

Cette épreuve peut se réaliser sur un vélo, un tapis roulant, voire un ergomètre à bras, selon les caractéristiques des sportifs. Par exemple, un traileur réalisera préférentiellement son test sur un tapis, si possible avec inclinaison, afin de reproduire sa pratique. À l’inverse, un traileur pourrait, par exemple, ne pas atteindre ses intensités maximales sur vélo à cause de contraintes techniques.

À quoi sert une épreuve d’effort ?

Dépister les maladies cardiaques

L’un des objectifs principaux, supposés (je vous en reparle plus bas) des épreuves d’effort est le dépistage précoce de maladies cardiovasculaires silencieuses. On pense par exemple aux maladies coronarienne, c’est-à-dire les pathologies qui touchent les artères alimentant le cœur en sang. En effet, durant l’effort, le cœur est soumis à une demande accrue en oxygène. Cette situation peur peut parfois révéler des anomalies cachées (Detrano et al., 1989). Par exemple, une anomalie sur l’électrocardiogramme (ECG) peut indiquer une mauvaise circulation sanguine au niveau du cœur. Lui même sera le signe potentiel d’une maladie des artères coronaires.

Évaluer et optimiser l’entraînement

En dehors du dépistage médical, l’épreuve d’effort est utile pour déterminer certaines capacités physiques, et ajuster l’entraînement du sportif. Par exemple, un test maximal permet de mesurer la capacité physique maximale d’un athlète, comme sa FC max ou son VO₂max. Il permettra également de déterminer approximativement ses seuils ventilatoires et lactiques. Pour plus d’informations sur ces seuils et leur pertinence, je vous renvoie à cet article du site.

Ces seuils déterminés lors du test permettent ainsi, par exemple, aux traileurs de mieux structurer leurs entraînements. Lear et al., en 1999 disaient déjà qu’en avoir connaissance permet, par exemple, de calibrer correctement les intensités ciblés pendant des entraînements en zone 1 ou en zone 3 par exemple. En connaissant précisément ces seuils, le sportif peut éviter certaines erreurs classiques comme le travail dans une zone trop élevée quand l’intensité doit être basse.

Je souligne que des méthodes alternatives existent pour déterminer ces zones, avec également leur manque de précision, comme le Talk Test (également discutés dans l’article cité ci-dessus).

Les différentes formes d’épreuves d’effort

Quand un médecin prescrit une épreuve d’effort, il peut choisir entre 4 types de tests.

Les tests sous-maximaux

Principe et population concernée

Le premier type est ce qu’on appelle les tests sous-maximaux. Lear et al., en 1999 expliquent qu’ils consistent à réaliser un exercice progressif qui n’amène pas le sportif jusqu’à son maximum physiologique. Le protocole est généralement arrêter à niveau d’effort prédéfini. Souvent, il s’agit de 85 % de la fréquence cardiaque maximale théorique (calculée classiquement par la formule « 220 – âge »).

Ces tests seraient particulièrement adaptés aux populations considérées comme fragiles, comme les personnes en réhabilitation après un infarctus ou présentant des limitations physiques importantes (problèmes orthopédiques, maladies chroniques, etc.). Pour un athlète d’endurance, en bonne santé, avec un entraînement régulier, il y a peu de chances que ce test soit prescrit.

Les tests maximaux

Le deuxième type est ce qu’on appel un test maximal. Là aussi, Lear et al., en 1999 le définissent clairement. Ils expliquent qu’il a pour objectif principal d’évaluer la capacité maximale d’effort d’un individu. Le principe est simple. Le sportif doit réaliser un effort d’intensité croissante jusqu’à atteindre au moins 85 % de sa fréquence cardiaque maximale théorique. La plupart du temps, la fin du test est déterminée par l’arrêt de l’exercice par l’athlète lui-même, lorsqu’il a atteint son effort maximal et est donc épuisé. Par exemple, pour un traileur, il sera demandé, sur tapis de course avec inclinaison, de poursuivre l’effort jusqu’à épuisement.

Ces tests seraient plus intéressant pour obtenir une vision plus complète des réponses cardiovasculaire à l’effort, puisque toutes les zones d’intensité possibles sont alors balayées. Toutefois, ces tests présenteraient aussi des limites comme la motivation, ou les conditions de réalisation (p. ex. chaleur) qui peuvent influencer les résultats. De plus, Van de Sande et al., en 2016 sont assez critique sur ces tests. Selon eux, chez les athlètes entraînés, ces derniers peuvent produire des résultats faussement inquiétants (c.-à-d. des faux positifs) en raison des adaptations cardiaques normales dues à l’entraînement. Je vous en reparle juste après.

Les tests maximaux avec analyse des échanges gazeux : le CPET (gold standard)

Ensuite, il existe les tests d’effort dits cardio-pulmonaires. Ces derniers sont aujourd’hui considérés comme le « gold standard », pour évaluer précisément la capacité physique maximale d’un sportif. En plus des mesures de fréquence cardiaque, ces protocoles analysent directement la consommation d’oxygène et la production de dioxyde de carbone durant l’effort. Ce sont eux qui permettent de déterminer le VO2 max d’un athlète, mais aussi ses seuils ventilatoires (SV1 et SV2). S’ils sont couplés à des mesures de lactatémie, ils permettent aussi de déterminer les seuils lactiques (SL1 et SL2).

Pour les pratiquants et pratiquantes de sport d’endurance, comme le trail, cette précision est utile. Elle permet de mieux déterminer leurs seuils d’entraînement ventilatoires et lactiques, et de les corréler à une fréquence cardiaque. Ces derniers seront ensuite utilisés à l’entraînement pour travailler précisément dans la zone d’intensité ciblée.

Tests d’effort couplés à l’imagerie cardiaque : échocardiographie d’effort

Enfin, une dernière forme d’épreuve d’effort qui existe est l’échocardiographie d’effort. Ce test associe un effort physique (souvent réalisé sur un vélo semi-allongé) à une échographie cardiaque. L’objectif est de visualiser en temps réel la réaction du cœur à l’effort. Cette méthode semble surtout prescrite en cas de suspicion d’anomalies spécifiques du cœur. Elle sera par exemple utilisée chez des sportifs ayant des symptômes alertants comme des douleurs thoraciques ou essoufflements atypiques. Il est parfois avancé que l’intérêt majeur de cette approche est sa capacité à identifier précisément certaines anomalies du cœur qui ne se manifestent que durant l’effort, et ainsi de distinguer les adaptations physiologiques normales (le fameux « cœur d’athlète ») de véritables pathologies cardiaques potentiellement graves.

Comment se déroule une épreuve d’effort en endurance ?

Avant l’épreuve

Avant la réalisation d’une épreuve d’effort, le corps médical vérifiera qu’il n’existe pas de contre-indication absolue ou relative qui pourrait mettre le sportif en danger durant l’effort. On pense par exemple à un infarctus récent, des troubles du rythme cardiaque graves non contrôlés, ou encore des douleurs thoraciques régulières. D’autres contre-indications, dites relatives comme l’hypertension sévère seront évaluées par le médecin.

Un entretien médical est donc systématiquement réalisé avant l’effort pour détecter ces éventuelles contre-indications.

Pendant l’épreuve

Quel protocole choisir pour son test ?

L’épreuve d’effort se déroule habituellement sur un tapis roulant ou un cycloergomètre. Lear et al. en 1999 expliquent que différents protocoles existent. Les plus fréquents sont :

• Le protocole de Bruce. Il s’agit d’une augmentation rapide et progressive de la vitesse et de la pente sur un tapis roulant, par paliers successifs de 3 minutes.
• Le protocole en rampe (Ramp Test). Ce dernier est connu et souvent pratiqué. On y augmente progressivement et continuellement l’intensité de l’effort, sans à-coups brusques. Il permettrait une meilleure précision des résultats.
• Le protocole Balke-Ware. Ce dernier est plus progressif. Il est surtout utilisé pour les sujets âgés ou moins entraînés.

Quels paramètres surveille-t-on pendant l’épreuve ?

Durant toute la durée du test, le sportif est équipé de capteurs comme :

• Un électrocardiogramme (ECG) continu enregistre l’activité électrique du cœur. Il est parfois autorisé de porter sa propre ceinture de fréquence cardiaque. Cela permet donc d’utiliser le même outil pendant le test qu’à l’entraînement. Cela augmenterait potentiellement le transfert des résultats au terrain. 
• La pression artérielle est régulièrement mesurée pour identifier d’éventuelles anomalies.
• Les sensations subjectives du sportif sont systématiquement notées (essoufflement, douleur thoracique, fatigue musculaire, etc.).
• On retrouve également parfois l’utilisation de capteurs de saturation en 02, ou de mesure du lactate sanguin.

Après l’épreuve

Comprendre les valeurs clés du test d’effort

À l’issue de l’épreuve d’effort, plusieurs paramètres vous seront rendus. Vous retrouverez, normalement :

• La fréquence cardiaque maximale (FCmax) réellement atteinte.
• La consommation maximale d’oxygéne (VO₂max) atteinte.
• Les seuils ventilatoires et lactiques, et la fréquence cardiaque observée à ces seuils.

Si des résultats inhabituels apparaissent comme des anomalies à l’electrocardiogramme, une prise en charge complémentaire est généralement proposée. Toutefois, les sportifs comme les non-sportifs doivent être rassurés. En effet, ces dernières années, la fiabilité des épreuves d’effort a été de plus en plus questionnée, et ce encore plus chez les athlètes entraînés.

Une épreuve d’effort est-elle fiable ?

D’après la littérature, résumée dans l’excellente revue de littérature de Van de Sande et al., 2016, dans le contexte de la santé, les épreuves d’effort ne sont pas si fiables qu’on pourrait le croire. En effet, leur efficacité diagnostique serait loin d’être parfaite particulièrement chez les sportifs.

Une précision diagnostique limitée

Sensibilité et spécificité modérées

Pour qu’un examen médical soit considéré comme fiable, c’est-à-dire avec une bonne précision diagnostique, il doit posséder deux qualités essentielles :

1. Une bonne sensibilité (capacité à détecter une maladie chez ceux qui la possèdent réellement).
2. Une bonne spécificité (capacité à correctement identifier les sujets sains).

Prenons l’exemple d’un test antigénique pour le COVID. Après avoir exploré nos narines, on souhaite que le test ait une bonne sensibilité, c’est-à-dire que les probabilités qu’on soit malade du COVID alors que le test nous dit que nous sommes malade du COVID soient élevées. Nous, et nos proches, attendons également une bonne spécificité. Autrement dit, si le test nous indique que nous ne sommes pas atteint du COVID, on espère tous que nous ne sommes effectivement pas malade.

Dans le cadre des maladies cardiovasculaires, la méta-analyses de Detrano et al., conduite en 1989 n’avance pas des chiffres rassurants. Leurs résultats montrent que l’épreuve d’effort classique présente une précision diagnostique modérée, avec une sensibilité d’environ 68 % et une spécificité autour de 77 %. Autrement dit, 1 patient sur 3 n’a pas de problème cardiovasculaire alors que les résultats d’une épreuve d’effort laisse entendre que c’est le cas. D’autre part, 1 personne sur 5 a effectivement une atteinte cardiovasculaire alors que l’épreuve ne l’a pas décelée.  Selon Van de Sande et al., 2016, ces résultats limitent la pertinence de l’épreuve d’effort comme outil diagnostique de la santé cardiovasculaire. Ces auteurs soulignent aussi que ces résultats sont trompeurs, car ils dépendent du grade d’atteinte de la maladie coronarienne. Par exemple, à 50% d’atteinte, le test perd encore en fiabilité.

Des faux positifs fréquents chez les sportifs

Chez les sportifs entraînés, la fréquence de faux positifs serait encore plus élevée. Cela s’expliquerait, d’après Van de Sande et al. en 2019, essentiellement par les adaptations cardiaques physiologiques provoquées par un entraînement régulier en endurance. Ces adaptations, comme que l’hypertrophie ventriculaire, sont souvent mal interprétées comme des signes pathologiques lors des épreuves d’effort classiques.

De plus, des anomalies au test d’effort chez les athlètes pourraient aussi être liées à des modifications spécifiques de la microcirculation cardiaque. Ces mêmes auteurs parlent notamment d’une dysfonction des petits vaisseaux coronariens induite par un entraînement intensif chronique. Ainsi, ce que l’on considère souvent comme des résultats « faussement positifs » pourrait en réalité refléter des adaptations particulières du cœur à l’effort intensif et régulier, qui restent à mieux comprendre sur le plan clinique.

Toutefois, chez les athlètes asymptomatiques, la fiabilité diagnostique de ces tests reste discutée. La revue de Van de Sande et al. (2016) insiste sur le fait que les résultats positifs sont souvent des faux positifs chez les athlètes, liés aux adaptations à l’entraînement intense, d’où la nécessité d’une interprétation prudente. Pour mieux comprendre tout cela, je vous renvoie à la partie 2 de mon épisode, disponible ci-dessous, avec deux experts en cardiologie. 

Conclusion – Les épreuves d’effort en trail et en endurance

Pour conclure, le trail et les sports d’endurance sont bénéfique pour la santé cardiovasculaire, quel que soit le volume d’entraînement réalisé. Il en est de même pour la santé en général. Guillaume Millet dit souvent “il ne faut pas chercher le trou de la sécu le dernier week-end d’aout à Chamonix“, ce à quoi je souscris. Toutefois, bien que très rares, les accidents cardiaques pendant l’effort existent.

Les épreuves d’effort ont été développé pour évaluer la santé cardiovasculaires, et essayer de prévenir ce type d’accident. Ils permettent aussi d’optimiser les entraînements grâce à une meilleure connaissance des zones d’intensités et de nos maximum (p. ex. FC max, VO2 max). Cependant, cet examen présente certaines limites, notamment une fiabilité diagnostique modérée et une fréquence importante de faux positifs. Ceci est particulièrement vrai chez les athlètes entraînés.

Si cet outil diagnostique demeure précieux, sa pertinence dépend, pour moi, de votre profil, de vos symptômes éventuels et de vos objectifs sportifs. Un médecin sera plus à même de juger que moi, mais j’ai le sentiment que dans un contexte de santé, ce test pourrait ne pas vous apprendre grand chose que vous ne saviez pas déjà. Dans le contexte de l’entraînement, il peut cependant apporter des informations précieuses. Quoi qu’il en soit, discutez-en avec un expert du corps médical, et en cas de doute ou de symptômes inhabituels (douleur thoracique, essoufflement inexpliqué, palpitations), la consultation médicale est incontournable.

Pour mieux comprendre quand et comment utiliser ces tests, et comment prévenir votre santé en trail et en ultra-trail, je vous donne rendez-vous dans l’épisode de mon podcast sur le sujet, disponible ci-dessous.

Découvrez cet article en podcast !

Partie 1 – Mes explications

En podcast vidéo

En podcast audio

 

Partie 2 – Mon interview d’experts, Florian Zores et Anthony Costa

 

Références bibliographiques

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