La relation entre les charges internes et externes comme outil de surveillance de l'état de forme physique des athlètes de sports d'équipe : une revue systématique

Feb 21 / Kinesport
Le concept de charge interne-externe est bien connu pour identifier la qualité et la quantité des charges d'entraînement dans le sport de compétition. La charge externe fait référence au travail physique exécuté pendant l'entraînement et la charge interne fait référence aux réponses psychophysiologiques survenant pendant l'exécution de l'exercice. Ainsi, la charge interne ressentie à partir d'une charge externe spécifique peut changer en fonction de la condition physique et la combinaison entre les charges externe et interne peut servir à évaluer la condition physique d'un athlète pendant un exercice spécifique. De nos jours, l'évaluation des charges internes et externes est très courante dans les sports d'équipe, en raison de l'utilisation facile de technologies de surveillance telles que le système de positionnement global (GPS) et les moniteurs de fréquence cardiaque (FC). Le suivi de l'entraînement est un processus important pour gérer le risque de blessure, pour évaluer la fatigue et le besoin de récupération associé et pour éviter le risque d'adaptations négatives de l'entraînement. Par conséquent, le contrôle des variables de charge internes et externes a attiré l'attention des praticiens pour le suivi de l'entraînement des sports d'équipe d'élite.
Avis du pôle scientifique de Kinesport
Pastille verte
Cette revue systématique est un article à faible risque de biais, tous les critères méthodologiques majeurs sont respectés permettant de limiter et contrôler au mieux les biais dans leur étude.
Dans le contexte des sports d'équipe, les charges internes et externes ont été reliées par un ratio de charge interne/externe. Ce rapport a été appelé l'indice d'efficacité (Effindex) et il existe différentes façons de le calculer. Par exemple, les mètres par minute (m.min-1) et la distance totale (TD)/% moy de la FC max (%HRmax) ont été utilisés dans le football d'élite, le m.min-1/impulsion d'entraînement (TRIMP - intégration du temps, de l'intensité et de la pondération relative de l'intensité de l'exercice) a été utilisé dans le football amateur, et le m.min-1/évaluation de la session perçue (sRPE) a été utilisé dans le football australien. Plus récemment, une autre étude a montré une meilleure validité en utilisant un paramètre d'accélération pour le calcul de l'Effindex (c'est-à-dire TD × accélération/%HRmax).

L’Effindex a été évalué et comparé à d'autres paramètres de performance dans la littérature. Chez les athlètes de football et de rugby, l’ Effindex a diminué au cours du match, ce qui suggère que l’ Effindex serait lié à une fatigue accrue pendant les matchs. Chez les footballeurs amateurs, une association a été démontrée entre l’ Effindex et le seuil anaérobie, soulignant ainsi la relation entre l'état de forme physique et l’ Effindex. De plus, il a été suggéré que l’Effindex pourrait être un outil pour évaluer l'état de la condition physique lorsqu'un athlète couvre une certaine distance pour une demande cardio-vasculaire donnée, car la FC sous-maximale est inversement associée à l'amélioration de la condition physique. Une revue narrative récente a discuté du rôle de l’ Effindex dans le contexte sportif et, malgré les limites de la FC et du sRPE, a conclu que l'Effindex pourrait être un outil de surveillance de l'entraînement utile dans les sports d'équipe. Comme il n'est pas très difficile d'obtenir des données d'Effindex, cet outil de suivi de l'entraînement peut aider à obtenir plus d'informations sur l'état de forme physique d'un athlète, ce qui, à son tour, pourrait contribuer à une meilleure gestion des charges d'entraînement. En partant du principe que la charge externe dans les sports d'équipe peut augmenter en raison de facteurs physiques et contextuels (par exemple, la qualité de l'adversaire et la période de la saison), on peut supposer que l'Effindex peut être moins influencé par les facteurs contextuels pour évaluer la condition physique. En outre, en raison des horaires très fréquents et chargés, des déplacements importants et de l'excès de fatigue accumulée pendant la saison de compétition, l'Effindex peut également être plus intéressant pour évaluer les athlètes de sports d'équipe que les tests physiques maximaux et sous-maximaux standard.

Le nombre d'études utilisant l'Effindex dans les sports d'équipe a augmenté rapidement au cours des dernières années. Cependant, les chercheurs ont présenté différentes corrélations entre l'Effindex et les paramètres de la condition physique, allant de faibles à importantes.
Ces résultats pourraient être la conséquence de :
  • Différents protocoles d'exercice utilisés
  • Différents niveaux de compétition des athlètes
  • Si l'Effindex pourrait être utilisé dans n'importe quel contexte
En raison de l'importance croissante de l'Effindex en tant qu'outil de surveillance prometteur, sa meilleure compréhension grâce à la présente revue systématique pourrait être utile aux scientifiques et au personnel de conditionnement. Par conséquent, l'objectif de cette revue systématique était d'examiner et de discuter les études utilisant l'Effindex comme outil d'évaluation de la condition physique dans les sports d'équipe.

Matériel et méthodes

 Stratégie de recherche

Cette revue a adopté les directives PRISMA. 5 bases de données électroniques (PubMed, Web of Science, Scopus, SPORTDiscus et CINAHL) ont été systématiquement consultées jusqu'en mars 2021. 

 Sélection des études

Le processus de sélection et les méthodes d'extraction des données ont été réalisés indépendamment par trois chercheurs. Les résumés ont été examinés et revus par les mêmes auteurs afin d'identifier les études potentiellement éligibles en fonction des critères d'inclusion. 

 Critères d'éligibilité et processus de sélection

Les recherches originales publiées dans des revues évaluées par des pairs, avec une limitation de la langue mais sans limitation de la date, étaient éligibles. 
Les critères d'inclusion et d'exclusion ont suivi la stratégie PICO. Les critères d'inclusion généraux étaient les suivants
  • L'étude était rédigée en anglais
  • L'étude a été publiée en tant que texte intégral et article de recherche original dans une revue à comité de lecture
  • Les données ont été rapportées uniquement à partir de sports d'équipe
  • Les participants étaient des athlètes de compétition (définis comme olympiques, internationaux, professionnels, semi-professionnels ou amateurs, nationaux, jeunes élites ou collégiens de division I)
  • L'Effindex doit être décrit et utilisé pour le suivi

 Extraction des données

Le premier auteur a extrait de manière indépendante les informations suivantes des articles intégraux inclus : 
  • Taille et caractéristiques de l'échantillon (âge, sexe et niveau de compétition)
  • Caractéristiques et durée de l'étude (fréquence hebdomadaire et type/modalité)
  • Type de variables utilisées (TD, %HRmax, TD/%HRmax)
  • Principaux résultats concernant la sensibilité de l'Effindex pour détecter la fatigue, recommandation de la méthode la plus appropriée pour calculer l'Effindex et niveau de corrélation entre l'Effindex et les paramètres de la condition physique

 Évaluation de la qualité

La qualité de toutes les études a été évaluée à l'aide de l'analyse du risque de biais décrite par Saw et al, qui a été utilisée dans des revues systématiques précédentes. Des scores ont été attribués en fonction du degré de satisfaction de chaque critère, en supposant un score maximal possible de 8 (faible risque de biais). Les études présentant un risque de biais ≤ 4 ont été considérées comme étant de mauvaise qualité et ont été par la suite exclues.

Résultats

La recherche initiale a permis de trouver 1 406 articles. Après l'élimination des articles dupliqués, un total de 614 études ont été retenues pour la sélection du texte intégral. Après l'évaluation de l'éligibilité, les études présentant un score de risque de biais ≤ 4 ont été considérées comme étant de mauvaise qualité et ont ensuite été exclues. Lors de la révision des listes de référence, seules 3 études répondaient à tous les critères d'inclusion et ont également été incluses dans la revue systématique. De plus, une étude a été incluse au cours du processus de révision suite à une suggestion de l'examinateur. Par conséquent, un pool final de 14 études a été inclus dans cette revue systématique.

 Caractéristiques des études et risque de biais

L'échantillon groupé comprenait 349 participants, seuls des athlètes masculins ayant été trouvés, avec un âge de 23 ± 3 ans. Le groupe échantillon de sept études était composé d'athlètes professionnels d'élite (50,0%), dans six études, il était composé d'athlètes non élites (43%), et une étude n'a pas indiqué le niveau de compétition (7%). Les footballeurs représentent 59 % de l'échantillon, tandis que 20 % sont des rugbymen, 10 % des joueurs de football australien, 7 % des joueurs de hurling et 4 % des basketteurs. Les études sélectionnées dans cette revue comprenaient principalement des sports d'équipe sur le terrain, et une étude concernait un sport d'équipe en salle. Toutes les études incluses présentaient un faible risque de biais, avec un score > 4. Le score moyen de biais des études était de 7.

 Principaux résultats

Une grande variété de combinaisons de paramètres de charge externe et interne a été trouvée dans 5 sports d'équipe différents. Pour faciliter la compréhension des calculs de l'Effindex, la vitesse de course supérieure à 13 km/h a été classée comme course à grande vitesse (HSR), le TRIMP a été considéré comme toute méthode basée sur le produit du temps passé dans différentes zones de FC, et la quantification des changements de vitesse avec différents seuils a été définie comme des accélérations. Les détails de chaque calcul de l'Effindex sont décrits dans le tableau 4 de l’étude. 
  • 10 études ont montré que l'Effindex était un rapport entre la charge externe et la charge externe. 4 études ont montré le contraire
  • En ce qui concerne la charge interne, 5 études ont calculé l'Effindex en utilisant le sRPE, 11 études ont calculé l'Effindex avec des variables dérivées de la FC, deux d'entre elles utilisant également les deux variables. Les variables dérivées de la FC étaient le pourcentage de la FC maximale, l'impulsion d'entraînement individuelle (iTRIMP), le modèle TRIMP de Banister , le modèle TRIMPMOD de Stagno et les zones de fréquence cardiaque additionnées basées sur le modèle d'Edwards
  • En ce qui concerne la charge externe, l'Effindex a été calculé à l'aide de TD, haute vitesse de course HSR, haute vitesse de course individuelle (iHSR), charge du joueur (PL= Player Load + (Slow)), la puissance métabolique moyenne, la distance parcourue à une puissance métabolique élevée, distance équivalente, les accélérations
  • Les résultats décrits comprennent :
    • La corrélation de l'Effindex avec la condition physique évaluée au cours de différents protocoles d'exercice, cette corrélation ayant tendance à être importante avec la vitesse au début de l'accumulation du lactate sanguin (vOBLA) et plus faible avec l'absorption maximale d'oxygène (VO2max)
    • L'effet de la fatigue pendant les matchs sur l'Effindex
    • L'impact d'une période de charge de travail sur l'Effindex
    • Le calcul de l'Effindex en utilisant les accélérations multipliées par le ratio TD / %HRmax, qui a été appelé indice de performance (PI)
    • La caractérisation de différentes positions tactiques, de protocoles d'exercice et de compétition par l'Effindex
    • La description de la validité et de la fiabilité des différents calculs de l'Effindex dans trois protocoles d'exercice
  • L'Effindex a été reconnu par toutes les études incluses comme un outil important pour surveiller l'état de la condition physique individuelle suite à son association avec les tests physiques et la fatigue
  • L'Effindex a été préféré à la charge externe seule pour le suivi de la condition physique. Il a été démontré que le suivi de l'Effindex des joueurs de football pendant les matchs est plus élevé dans les positions tactiques caractérisées par des charges externes élevées
  • La plupart des études ont utilisé le TD ou la vitesse moyenne comme charges externes, le TD/iTRIMP s'étant révélé très fiable lors d'un entraînement par intervalles de sprint. Un autre protocole d'exercice basé sur un test continu de course navette a montré un niveau plus faible de fiabilité intra-sujet
  • L'utilisation d'accélérations pour calculer l'Effindex a donné des valeurs différentes par rapport à l'utilisation du seul TD pour son calcul. Le résultat de l'Effindex calculé avec les accélérations implique une influence moindre des positions tactiques et de la distance parcourue à basse vitesse
  • Become a better professional
  • Ultimate Distance Training
  • Become a Super Learner
  • Master Certification in Market Research

Discussion

Cette étude visait à mieux comprendre l'Effindex en tant qu'outil d'évaluation de la condition physique dans les sports d'équipe. Les principaux résultats de cette étude sont les suivants : 
  • L'association de l'Effindex avec la condition physique 
  • Le changement des scores de l'Effindex en fonction du protocole d'exercice effectué
  • L'identification du TD divisé par certaines variables dérivées de la FC comme un calcul commun de l'Effindex 
  • L'existence de preuves initiales suggérant que l'utilisation des paramètres d'accélération pourrait augmenter la validité de l'Effindex
L'évaluation des paramètres de charge interne et externe a été effectuée séparément dans les sports d'équipe. Ceci, à son tour, peut être influencé par des facteurs contextuels tels que le niveau de l'adversaire et les performances tactiques et, par conséquent, compromettre l'interprétation des effets de la fatigue sur la performance. La preuve que l'Effindex est associé à l'état de forme physique est basée sur des études qui décrivent l'association entre l'Effindex et les paramètres aérobies de la performance (vOBLA et vLT) lors de l'évaluation de joueurs de hurling, de rugby et de football au cours de protocoles d'exercice spécifiques dans des conditions de repos et de fatigue. La corrélation des ratios avec les paramètres aérobies sous-maximaux a eu tendance à être plus forte qu'avec les paramètres maximaux (VO2max). Deux études ont trouvé des corrélations triviales à modérées avec la VO2max et une seule a trouvé une corrélation importante avec la VO2max. Cette dernière étude a utilisé un seul protocole d'exercice tandis que les autres études ont utilisé quatre protocoles d'exercice différents avec un échantillon plus important comprenant deux sports différents. Ces différents protocoles d'exercice et échantillons peuvent suggérer que les changements d'Effindex pourraient être principalement expliqués par des paramètres aérobiques submaximaux.

L'étude de la fatigue et de la condition physique étaient les principaux objectifs de certaines études incluses dans cette revue. La première recherche incluse était une étude corrélationnelle de 2014 ; cependant, deux études précédentes qui ont étudié l'impact de la fatigue sur l'Effindex ont été exclues car leurs échantillons étaient des arbitres. Par conséquent, il est important de noter que les premières preuves de l'Effindex ont été publiées avec des arbitres de football et de rugby en 2012 et 2013, respectivement. L'étude de Barbero-Alvarez, et al. a trouvé une réduction de l'Effindex à la fin du match, et l'étude de Suarez-Arrones, et al. a montré un Effindex plus faible dans le dernier match des trois matchs consécutifs. Ces résultats sont en accord avec ceux des études réalisées avec les athlètes inclus dans la présente revue. Ainsi, l'Effindex a été considéré comme sensible pour suivre le développement de la fatigue au cours d'un match, adéquat pour identifier un état de bien-être négatif et valide pour suivre les réponses individuelles pendant une période de charge de travail. Cependant, l'Effindex peut présenter une association faible avec l'état de forme lorsque les athlètes sont fatigués. De plus, une réponse différente de l'Effindex peut être observée en fonction du groupe d'athlètes examiné, comme cela a été discuté précédemment. Il est donc important de considérer les données individuelles plutôt que les réponses moyennes des groupes. L'indice d'efficacité a été évalué lors de séances d'entraînement et de matchs. Par exemple, les matchs de basket-ball ont montré plus de charge interne par charge externe effectuée que pendant les sessions d'entraînement en utilisant sRPE/PL. Cependant, lorsque ce rapport est affiché de manière opposée, l'interprétation des résultats doit être ajustée pour permettre des comparaisons appropriées. Ainsi, alors que l'augmentation du ratio de charge interne/externe indiquerait une réduction de la condition physique, d'un autre côté, l'augmentation du ratio de charge externe/interne serait liée à une augmentation de la condition physique. En considérant les différents types de sessions d'entraînement, une étude a rapporté différentes valeurs de fiabilité parmi les protocoles d'exercice en utilisant l'Effindex. Ainsi, la fiabilité trouvée dans un test continu de course navette n'était pas aussi bonne que celle démontrée dans des sessions de sprint et de jeu à petite échelle. Au regard de ces résultats, la sélection de sessions d'entraînement spécifiques devrait être envisagée pour évaluer l'état de forme physique tout en utilisant l'Effindex. Il convient de noter que les matchs à effectif réduit sont considérés comme un type d'entraînement hautement spécifique et habituel dans les sports d'équipe, intégrant ainsi des compétences sportives à des intensités suffisantes pour améliorer les adaptations aérobies. Par conséquent, son utilisation pourrait être fortement recommandée pour mesurer l'Effindex.

Nous avons trouvé différentes façons de calculer l'Effindex, avec l'utilisation de la TD comme paramètre de charge externe le plus courant, et des paramètres dérivés de la FC (c'est-à-dire TRIMP et %HRmax) comme paramètre de charge interne le plus fréquent. Cependant, trois études récentes ont suggéré l'utilisation d'un paramètre d'accélération pour effectuer le calcul de l'Effindex. Deux de ces études ont indiqué que les accélérations fournies par TRIMP et le paramètre de distance équivalente (incluant les accélérations) divisé par TRIMP étaient suffisamment sensibles pour suivre les réponses individuelles à une charge d'entraînement. Précédemment, Reinhardt et al. ont comparé deux méthodes, (TD/%HRmax) et (TD x nombre d'accélérations/%HRmax), et ont constaté que l'utilisation de la deuxième équation entraînait une influence moindre de la distance parcourue en marchant et en joggant. L'utilisation d'un paramètre d'accélération pour calculer l'Effindex dans les sports d'équipe est donc recommandée, car ces sports sont caractérisés par de fréquents changements de vitesse, avec un nombre élevé d'accélérations par match. De plus, le nombre d'accélérations peut discriminer le niveau de compétition des athlètes. D'autre part, nous n'avons observé que quatre études qui ont utilisé le calcul plus simple TD/sRPE. Malgré le faible nombre d'études utilisant ce ratio, il s'est avéré très sensible pour détecter les changements de condition physique. Ainsi, le rapport TD/sRPE, comparé à d'autres rapports complexes, pourrait être un outil plus simple mais valable pour surveiller la condition physique dans les sports d'équipe. L'état de forme physique est un concept complexe, qui peut être mieux compris lorsqu'une influence positive sur les performances est observée. D'autre part, la fatigue peut survenir rapidement et ainsi influencer négativement les performances physiques. Sur la base de ces concepts et des études examinées, plusieurs aspects doivent être étudiés dans les études futures, notamment l'évaluation de différents sports et niveaux de compétition, l'influence de différentes conditions environnementales et d'échantillons, y compris les athlètes féminines, et la nécessité de mener davantage d'études corrélationnelles pour identifier le calcul de l'Effindex le plus approprié dans chaque contexte de sport d'équipe.

 Limites de l’étude

Cette revue n'est pas sans limites. Tout d'abord, les études sélectionnées portaient principalement sur des sports d'équipe de terrain, d'autres sports tels que le futsal et le handball n'ayant pas été pris en compte. Cependant, la qualité des 14 études incluses peut être considérée comme appropriée, 604 études ayant été exclues en raison de critères inappropriés ou d'une faible qualité. Selon ces études, nous suggérons que l'Effindex a suffisamment de preuves pour être considéré comme un outil important pour évaluer l'état de la condition physique dans les sports d'équipe. Dans ce contexte, pour évaluer l'état de la condition physique pendant les compétitions, il est important de minimiser l'effet des facteurs contextuels tels que la performance tactique et le niveau des adversaires. Le personnel des sciences du sport peut facilement utiliser cet outil dans un environnement appliqué, permettant l'évaluation des athlètes sur une base quotidienne, y compris pendant les périodes de matchs encombrés. Cependant, il est très important de prendre en compte les données enregistrées sur une base individuelle, ainsi que d'autres informations importantes sur la condition physique pour ajuster les charges d'entraînement individuelles (par exemple TD/iTRIMP). Cela contribuerait à un meilleur suivi de la charge d'entraînement dans les sports d'équipe.

Conclusion

Sur la base des résultats actuels, nous suggérons l'utilisation de l'Effindex comme un outil important pour l'évaluation des athlètes de sports d'équipe dans différents contextes (c'est-à-dire la compétition, l'entraînement et les tests). Il existe différentes façons de calculer l'Effindex. Le calcul le plus courant de l'Effindex consistait à diviser la distance totale (TD) par des paramètres dérivés de la FC, tels que le TRIMP. Cependant, des données récentes suggèrent l'utilisation d'un paramètre d'accélération (c'est-à-dire TD × accélérations/%HRmax). D'autre part, l'utilisation de la TD fournie par le sRPE pourrait être une option valable mais plus simple pour évaluer l'état de forme dans les sports d'équipe. Il est important de prendre en compte les données individuelles et le type de protocole d'exercice pour évaluer correctement l'état de la condition physique des athlètes de sports d'équipe avec cet important outil de surveillance. D'autres études portant sur les sports d'équipe en salle et les athlètes féminines sont justifiées.

Référence article

Lima-Alves A, Claudino JG, Boullosa D, Couto CR, Teixeira-Coelho F, Pimenta EM. The relationship between internal and external loads as a tool to monitor physical fitness status of team sport athletes: a systematic review. Biol Sport. 2022 Sep;39(3):629-638. doi: 10.5114/biolsport.2022.107021. Epub 2021 Aug 27. PMID: 35959321; PMCID: PMC9331329.