Montre de sport, ceinture cardio, brassard… comment mesurer précisément votre fréquence cardiaque durant le sport

Lorsqu’on cherche à améliorer ses performances à l’entraînement en vue d’une compétition de course à pied, pour une course de vélo ou durant des épreuves de natation, il est particulièrement utile de mesurer sa fréquence cardiaque au cours de ses entraînements. Cela va vous permettre d’obtenir certaines données comme votre fréquence cardiaque maximale, votre fréquence cardiaque moyenne durant une séance et même de travailler certaines « zones » de fréquence cardiaque. De quoi améliorer aussi bien vos capacités aérobiques qu’anaérobiques.

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Néanmoins, à ce petit jeu, tous les appareils ne se valent pas. Si les montres et bracelets connectés ont réussi à démocratiser la mesure de la fréquence cardiaque ces dernières années, il ne s’agit pas nécessairement des dispositifs les plus fiables. Dans ce dossier, on va donc faire le tour des différents moyens de mesurer sa fréquence cardiaque à l’entraînement, des appareils les plus pratiques, mais également des plus précis.

Capteur optique ou électrique de fréquence cardiaque

Pour les mesures de la fréquence cardiaque, on peut se contenter de prendre son pouls à la main, mais ce n’est clairement pas le plus pratique et le temps de faire la mesure, la fréquence cardiaque peut avoir été bien modifiée. Deux technologies rivalisent pour la mesure de la fréquence cardiaque en temps réel : les cardiofréquencemètres optiques et les cardiofréquencemètres par électrocardiogramme. Ce sont, logiquement, ces deux technologies que l’on va retrouver sur l’ensemble des appareils proposés sur le marché.

La mesure optique de la fréquence cardiaque (PPG)

Les montres connectées ont démocratisé l’utilisation de capteurs de fréquence cardiaque optique grâce à la photopléthysmographie (PPG). Si le terme peut paraître compliqué, il s’agit en fait de l’analyse de la fréquence cardiaque à l’aide de diodes lumineuses vertes et de capteurs de luminosité. C’est cette technologie que l’on retrouve à l’arrière des montres avec une lumière verte pulsée.

Concrètement, la mesure optique de la fréquence cardiaque va à la fois émettre une lumière verte à une certaine fréquence et mesurer à quel point cette lumière est réfléchie. La lumière verte étant à l’opposée du spectre par rapport à la couleur rouge du sang qui circule à la surface de la peau, plus la lumière est réfléchie, plus votre fréquence cardiaque est élevée. Plus elle est absorbée, moins la fréquence cardiaque sera élevée.

Si les bracelets et montre d’entrée de gamme et orientés lifestyle proposent un seul capteur et une seule diode, pour des mesures plus fiables, certains constructeurs de montres de sport intègrent davantage de capteurs et de LED. De quoi réduire la marge d’erreur. Par ailleurs, la lumière est envoyée à une fréquence très élevée afin de mesurer les variations de fréquence cardiaque, pour davantage de précision.

La mesure optique de la fréquence cardiaque a cependant quelques défauts. D’abord, elle n’est pas toujours adaptée aux teintes de peaux les plus foncées en raison d’une plus grande difficulté de la lumière à pénétrer l’épiderme, comme l’indiquait une étude de Stat News publiée en 2019 : « La peau avec davantage de mélanine bloque la lumière verte, rendant plus difficiles des mesures précises. Plus la peau est foncée, plus c’est difficile ». Pour y remédier, de plus en plus de constructeurs utilisent désormais des mesures par infrarouge conjointement aux LED vertes.

Pour la même raison, cette technique n’est pas adaptée aux personnes tatouées si elles positionnent le capteur au niveau du tatouage. Enfin, la mesure optique de la fréquence cardiaque dépend grandement de l’endroit où vous positionnez le capteur — sur le bras, dans l’oreille, sur le poignet — et vous devrez bien serrer le capteur contre la peau pour éviter les fuites de lumière. Par ailleurs, certaines montres vont utiliser des algorithmes pour affiner la mesure en fonction de l’intensité de l’exercice ou des accélérations et décélérations décelées grâce au GPS ou à l’accéléromètre.

La mesure par électrocardiogramme de la fréquence cardiaque (ECG)

L’autre technologie populaire de mesure de la fréquence cardiaque va utiliser des électrodes. Il s’agit cette fois d’une mesure basée sur une technologie semblable à celle des électrocardiogrammes. Concrètement, deux électrodes sont positionnées de part et d’autre du corps pour analyser les signaux électriques du cœur grâce à un très faible courant électrique.

Ici, l’objectif n’est pas de réaliser un électrocardiogramme complet, mais simplement de comptabiliser précisément le nombre de pulsations par minutes du cœur tout au long de l’effort. C’est cette technologie que l’on va notamment rencontrer sur les ceintures de fréquence cardiaque.

La technologie de mesure de la fréquence cardiaque par électrocardiogramme est bien plus fiable que la mesure optique, puisqu’elle se contente de mesurer les données brutes, sans risque de fuite optique et sans avoir besoin de correction algorithmique. Néanmoins, pour assurer une bonne analyse du signal électrique du cœur, encore faut-il que les électrodes soient suffisamment conductrices. Il peut ainsi être nécessaire d’humidifier les électrodes ou d’y déposer une couche de gel conducteur afin d’assurer l’analyse des données.

La mesure de fréquence cardiaque avec une montre connectée

Comme on l’a vu un peu plus tôt, les montres connectées utilisent une mesure optique de la fréquence cardiaque, qu’il s’agisse de montres connectées traditionnelles, comme celles de Samsung, de Google ou d’Apple, ou des montres de sport de Garmin, Coros, Suunto, Polar ou Amazfit.

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Sur une montre connectée, ce sont donc une ou plusieurs LED qui vont émettre une lumière verte pour analyser la fréquence cardiaque en fonction de la lumière absorbée ou réfléchie par les vaisseaux sanguins. Cependant, pour assurer une bonne mesure de la fréquence cardiaque, plusieurs critères sont à prendre en compte.

D’abord, il vous faudra positionner la montre suffisamment en amont du poignet pour vous assurer que le capteur soit bien positionné contre le muscle et ne soit pas gêné par les os du poignet. Ensuite, il faudra suffisamment serrer le bracelet de la montre pour éviter les fuites de lumière, mais pas trop non plus, pour éviter de comprimer les vaisseaux sanguins. C’est la raison pour laquelle la plupart des constructeurs de montres connectées proposent des bracelets en fluoroelastomère, plutôt élastiques, afin de vous permettre de régler au mieux le serrage du bracelet. Un autre compromis consiste à utiliser un bracelet en nylon avec fermeture autoagrippante — type velcro — que l’on pourra serrer précisément selon la taille du poignet.

Le gros avantage de la mesure de la fréquence cardiaque directement sur la montre est qu’elle ne nécessite aucun accessoire additionnel. Vous pouvez à la fois mesurer la fréquence cardiaque au poignet et consulter les données de votre entraînement sur l’écran de la montre en temps réel.

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Cependant, outre les erreurs qui peuvent être occasionnées en raison de la mesure optique, la mesure au poignet peut également souffrir d’un certain retard, de l’ordre de 5 à 10 secondes. Une latence qui s’explique par le fait que la montre utilise des algorithmes pour analyser précisément l’évolution de la fréquence cardiaque en fonction de votre allure ou des mouvements effectués.

Pour faire le bon choix de montre connectée, vous pouvez vous plonger dans nos guides des meilleures montres de sport, des meilleures montres Garmin, des meilleures montres connectées ou des meilleures montres connectées pas chères.

La mesure de fréquence cardiaque avec une ceinture cardio

Pour des mesures de la fréquence cardiaque plus fiables durant les entraînements, il peut être intéressant d’investir dans une ceinture thoracique de fréquence cardiaque. Ces ceintures cardio utilisent une technologie de mesure de l’activité électrique de la fréquence cardiaque. Ici, pas d’erreur possible dans les mesures, puisque la ceinture va directement mesurer le signal électrique du cœur, à la manière d’un électrocardiogramme. Si le cœur bat, la ceinture va donc l’analyser.

Il vous faudra cependant vous assurer que la ceinture soit suffisamment serrée pour ne pas bouger durant l’effort et qu’elle soit humidifiée à l’eau ou à l’aide d’un gel conducteur pour assurer une bonne conductivité des électrodes.

Comme l’indique un article publié par l’école de médecine d’Harvard en avril 2024, ces ceintures sont considérées comme bien plus fiables que les mesures optiques des montres : « les plus fiables utilisent des capteurs sans fil sur une ceinture qui entoure votre torse. Le capteur détecte électroniquement votre pouls et envoie les données à un récepteur qui affiche votre fréquence cardiaque. D’autres méthodes utilisent des capteurs au dos de la montre elle-même. Ces capteurs, légèrement moins précis, déterminent votre fréquence cardiaque en mesurant le flux sanguin à travers la peau ». Grâce à leur mesure par électrocardiogramme, ces ceintures peuvent également proposer une analyse de la respiration durant l’effort, une mesure qui est souvent absente des simples montres.

Cela ne signifie cependant pas que les ceintures sont le moyen parfait pour mesurer la fréquence cardiaque. D’abord, les électrodes peuvent s’abîmer avec la transpiration et se décoller de la ceinture, vous poussant à la remplacer. Ensuite, les ceintures sont à porter suffisamment serrées en bas du thorax, ce qui peut engendrer un certain inconfort. Pour les personnes portant des brassières ou des soutiens-gorge de sport, l’emplacement peut également être gênant, puisque c’est également là que tombe l’élastique inférieur. Garmin propose cependant un modèle spécifiquement destiné à cet usage, la Garmin HRM-Fit.

Par ailleurs, les ceintures de fréquence cardiaque ne sauraient être utilisées seules. Puisqu’elles sont démunies d’écran, il vous faudra nécessairement les appairer à un autre appareil pour consulter les données durant l’entraînement. Pour cela, deux protocoles existent : le Bluetooth LE et l’ANT+. De quoi vous permettre de connecter directement la ceinture à une montre connectée ou à un smartphone. Enfin, il faudra généralement compter autour d’une centaine d’euros pour une ceinture thoracique, un prix souvent à ajouter à celui de la montre, du smartphone ou du compteur vélo auquel elle sera appairée.

Sur le marché, les ceintures de fréquence cardiaque les plus populaires sont les Polar H10+, Garmin HRM-Pro, Garmin HRM Pro Plus, Garmin HRM-Fit, Wahoo Tickr X et Suunto Dual Comfort Belt.

La mesure de fréquence cardiaque avec un brassard cardio

Depuis quelques années, un nouveau type d’accessoire est en plein essor, à mi-chemin entre la ceinture et la montre. Il s’agit des brassards de fréquence cardiaque, proposés par exemple par Coros, Polar ou Wahoo.

Tout comme les montres connectées, ces brassards utilisent des mesures optiques de la fréquence cardiaque, par photopléthysmographie. Cependant, ces brassards se portent non pas au poignet, mais au niveau du bras, entre le deltoïde et le biceps. Cet emplacement est censé réduire les problèmes posés par les montres connectées, avec une mesure qui se fait sur une zone moins osseuse et mieux vascularisée, directement contre le muscle. Par ailleurs, le bras étant plus proche du buste que le poignet, il bougera moins durant l’effort. De quoi limiter les erreurs de mesure liées aux mouvements.

Les brassards souffrent cependant des mêmes lacunes que les montres et ils devront être bien serrés contre le muscle pour éviter toute fuite optique. En cela, ils sont souvent aidés par des lanières non seulement ajustables, mais également élastiques pour serrer convenablement contre la peau. Attention néanmoins, comme les montres, ces brassards peuvent manquer de fiabilités sur les peaux plus foncées, sur des zones tatouées ou en cas de forte pilosité. Dans l’ensemble, les brassards sont souvent considérés comme le meilleur compromis entre l’absence de confort des ceintures et le manque de fiabilité des montres au poignet.

Enfin, à l’instar des ceintures cardio, les brassards ne sauraient être utilisés seuls. Là aussi, il faudra les connecter à un smartphone ou une montre de sport grâce aux protocoles Bluetooth LE ou ANT+. Comme les ceintures cardio, les brassards présentent donc un coût à additionner à celui d’une montre. Comptez de 50 à 100 euros selon les modèles.

Les brassards cardio de référence sont les Coros HR Monitor, Polar Verity Sense et Wahoo Fitness Tickr Fit.

La mesure de fréquence cardiaque avec un bracelet connecté

Sans surprise, les bracelets connectés utilisent le même système de mesure optique de la fréquence cardiaque, par photopléthysmographie, que les montres connectées. Cependant, là où certaines montres de sport peuvent accueillir des modules avec quatre LED et quatre capteurs, de par leur taille, les bracelets se limitent généralement à une ou deux LED.

Il en résulte généralement des données qui peuvent être moins fiables, ou du moins avec une marge d’erreur plus importante en raison des mouvements du bracelet sur le poignet.

Par ailleurs, contrairement à de nombreuses montres connectées, les données récoltées par des bracelets sont généralement assez peu exploitables. Il est souvent impossible de les partager au format GPX, Fit ou TCX, et donc de les analyser sur un logiciel plus poussé que l’application de base du constructeur. Rares sont également les modèles permettant de synchroniser automatiquement les données avec des plateformes tierces comme Strava ou Komoot.

En revanche, comme sur les montres connectées, les bracelets connectés permettent de consulter directement les données pendant l’entraînement afin de connaître non seulement sa fréquence cardiaque en temps réel ou sa fréquence cardiaque moyenne, mais également son allure ou la distance parcourue. Attention cependant : ce point ne concerne que les bracelets connectés munis d’un écran, à la différence du bracelet connecté Whoop.

Pour vous aider à trouver bracelet à votre poignet, n’hésitez pas à vous tourner vers notre guide des meilleurs bracelets connectés.

La mesure de fréquence cardiaque avec une bague connectée

Depuis quelques années, certains constructeurs se sont lancés dans un nouveau marché, celui des bagues connectées. On pense bien évidemment à l’Oura Ring 3, à l’Ultrahuman Ring Air ou à l’Ice Ring, mais également à la future Samsung Galaxy Ring ou à l’Amazfit Helio Ring.

Sur le papier, ces bagues reprennent également le principe de l’analyse optique de la fréquence cardiaque par photopléthysmographie. Elles sont généralement dotées d’une seule LED, ou de deux dans le cas de la bague d’Oura. Néanmoins, la différence avec une montre se fait au niveau de l’emplacement des capteurs. Alors qu’une montre connectée est positionnée contre le poignet, les bagues connectées se veulent plus fiables. C’est ce qu’indique un article publié en mars 2024 par Erika Sanchez-Velazquez, directrice adjointe de l’école informatique de l’Université Anglia Ruskin : « En raison de leur proximité de larges vaisseaux sanguins dans les doigts, les bagues connectées peuvent fournir des analyses plus précises que les montres connectées en utilisant les capillaires dans les doigts pour faire leurs analyses ».

À l’usage, les bagues connectées que nous avons eu l’occasion de tester sur Frandroid sont cependant moins fiables que les montres connectées pour l’analyse de la fréquence cardiaque. Il faut dire que ces anneaux ne peuvent pas être serrés outre mesure, qu’ils peuvent avoir tendance à bouger plus facilement pendant l’effort et qu’ils sont dotés de moins de LED. S’ils sont plutôt adaptés à une mesure de la récupération, et donc de la fréquence cardiaque durant le sommeil, rares sont également ceux qui permettent d’enregistrer des séances d’entraînement vers Strava. Surtout, il vous faudra nécessairement passer par l’application sur smartphone pour lancer une séance d’entraînement avec mesure en continu de la fréquence cardiaque et les données ne pourront être consultées que sur l’écran de votre téléphone. Pas toujours pratique en pleine séance de fractionné.

Dans l’ensemble, si les bagues connectées sont en plein développement, les limites encore posées incitent plutôt à les utiliser pour évaluer sa récupération que pour un usage lié à l’entraînement sportif.

Notre guide des meilleures bagues connectées est là pour vous aider à trouver celle qui vous conviendra le mieux.

La mesure de fréquence cardiaque avec des écouteurs sans fil

Plus anecdotiques, certains écouteurs sans fil proposent désormais de mesurer la fréquence cardiaque durant l’entraînement. Si cette fonctionnalité avait disparu après les premiers écouteurs true wireless — comme les Samsung Gear Icon X ou les Jabra Elite Sport — elle semble renaître de ses cendres avec certains modèles.

Dans ce type d’écouteur, c’est une mesure optique de la fréquence cardiaque qui va être effectuée directement au niveau du conduit auditif grâce à une LED et un capteur photosensible positionnés dans l’un des écouteurs.

Comme sur les montres ou les bracelets connectés, ces écouteurs sont donc sujets aux défauts de l’analyse optique de la fréquence cardiaque. Pour obtenir des mesures plutôt fiables, il conviendra donc d’ajuster parfaitement les écouteurs pour éviter non seulement les fuites sonores, mais également les fuites lumineuses. S’il est possible de serrer davantage une montre pour la faire tenir contre la peau, c’est plus difficile pour des écouteurs intra-auriculaires. Logiquement, les mesures sont donc moins fiables.

Ces écouteurs proposent cependant un aspect pratique indéniable, en partant du principe que la plupart des sportifs apprécient écouter de la musique ou des podcasts durant leurs entraînements. Pourquoi, dès lors, ne pas intégrer cette mesure de la fréquence cardiaque directement dans les écouteurs ?

Cependant, à l’usage, rares sont les écouteurs proposent des fonctionnalités complètes d’analyse de la fréquence cardiaque. En cela, les Sennheiser Momentum Sport font figure d’exceptions, puisqu’ils peuvent être associés en Bluetooth à une montre de sport ou un smartphone qui affichera en temps réel les données de fréquence cardiaque. Une fonction absente de ses principaux concurrents, qu’il s’agisse des Anker Soundcore Liberty 4 ou des Amazfit Powerbuds Pro.

Quelle est la meilleure méthode pour mesurer la fréquence cardiaque durant l’exercice ?

La méthode la plus fiable pour mesurer sa fréquence cardiaque durant l’entraînement est indiscutablement la ceinture cardio. C’est le seul dispositif qui va permettre une mesure électrique de la fréquence cardiaque, sans problème d’interprétation, latence ni soucis dus à des fuites de lumière. Pour consulter les données mesurées par la ceinture durant l’entraînement — et éventuellement mesurer également la distance et l’allure grâce au GPS — il faudra cependant s’équiper d’un deuxième dispositif, à savoir un smartphone, une montre connectée ou un compteur vélo. Autant dire que le budget peut vite monter.

En cela, les montres de sport sont un bon moyen pour se lancer et obtenir des données relativement fiables durant l’entraînement. Certes, les mesures auront parfois quelques ratés, notamment en cas de changement brutal d’intensité, mais cela vous permettra de mettre un premier pied à l’étrier, quitte à investir plus tard dans une ceinture de fréquence cardiaque.

Enfin, on pourra également citer les brassards cardio, généralement appréciés des sportifs grâce à leur format plus compact et leur fixation au bras, sans enserrer le thorax. Contrairement à une montre connectée, les capteurs sont bien positionnés contre le muscle, rendant l’analyse plus précise. C’est un bon compromis pour les personnes réfractaires aux ceintures cardio.

Pour l’heure, les bracelets connectés manquent encore souvent de précision et de fonctionnalités vraiment poussées liées au sport. Quant aux bagues et aux écouteurs, ces appareils souffrent encore de trop fortes lacunes en mouvement pour analyser la fréquence cardiaque avec fiabilité durant l’exercice sportif.