Evaluation de la VO2max par la technologie Firstbeat

Firstbeat est une société spécialisée dans l’analyse du rythme cardiaque. Ils ont développé plusieurs algorithmes d’analyse qui sont intégrés dans les montres de sport. Avec le lancement l’hiver dernier de la Forerunner 620, Garmin a bien mis en avant la capacité de la montre à estimer la VO2max d’un coureur grace au partenariat avec Firstbeat.

En pratique, ça n’est pas compliqué, il suffit de rentrer ses paramètres physiologiques de base (FC de repos, FC max, sexe, poids, taille et âge) et de courir une dizaine de minutes. La montre vous propose alors un chiffre de VO2max. Ce chiffre (par exemple 50) représente votre consommation maximale d’oxygène, en théorie ça s’exprime en ml/kg/min. Si la montre vous annonce 50 et que vous pesez 60 kg, ça veut dire que vous pouvez consommer au maximum 3 litres d’oxygène par minute (plus de 10 fois votre consommation au repos : pas mal !). Si vous arrivez à apporter beaucoup de comburant et que vous avez le carburant (glucose) il est probable que vous allez arriver à produire beaucoup d’énergie et donc, à tourner vite les jambes 🙂

Pour ma part, la technologie colle plutôt bien avec les estimations au laboratoire. La montre me trouve autour de 55. Les spécifications techniques de Firstbeat parle d’une erreur absolue moyenne de 1.9. Mes épreuves d’effort récentes trouvaient 55 sur le vélo (qui minore souvent de 5% la valeur car on mobilise moins de muscles) et 62 sur le tapis (qui majore souvent un petit peu car le tapis facilite un peu la course). On est donc bien dans un résultat cohérent avec les tests de référence.

Lorsque vous vous entraînez beaucoup, vous pouvez espérer des gains de l’ordre de 10% sur une période de 3-4 mois. J’ai personnellement pu confirmer ça après mon plan d’entrainement pour mon 10 km de mars.  Méfiez vous de ne pas faire de raccourci entre ce chiffre et la prédiction de vos performances. Il y a indéniablement un lien mais d’autres paramètres rentrent fortement en compte comme l’économie de course, votre gabarit, la météo et surtout les allures que vous avez aux seuils ventilatoires. On ne peut pas résumer son potentiel sportif à ce chiffre. (Pour l’anecdote, j’avais déjà une bonne VO2max lorsque j’ai débuté, mais pas du tout les mêmes chronos que maintenant)

Par ailleurs, je voudrais vous rapporter une fois où la technologie Firstbeat n’a pas suivi. J’ai eu une sortie difficile mi juin. Grosse chaleur, fatigue, intensité élevée prévue sur le fractionné. J’ai eu beaucoup de mal. C’est la première fois que je vivais un tel découplage entre ma FC et mon allure. En fin de séance, je n’avançais pas et je restais scotché à 160 de FC (beaucoup pour moi). En rentrant ma VO2max affichée chez Garmin s’est cassée la figure de 12%. Pas cohérent physiologiquement, ça ne baisse pas brutalement la VO2max. La montre s’est faite rouler par cette situation exceptionnelle. Je remonte doucement la pente sur Garmin Connect et en 3 semaines j’ai retrouvé le niveau de VO2max affichée antérieur. Je ne pense pas que ma VO2max réelle ait pu faire un yoyo de +/- 12% en 3 semaines. vo2max

En conclusion, je pense que cet outil fonctionne bien mais que son utilité est limitée car d’abord un chiffre de VO2max pris isolément est finalement peu informatif et ensuite sa variation dans le temps est un peu curieuse…  Bref, un bel outil marketing mais pas d’impact pour moduler mon entrainement.

Notez que si vous voulez obtenir une estimation de votre VO2 max vous pouvez le faire sans bouger de votre chaise avec un peu d’arithmétique… assis au repos vous mesurez votre fréquence cardiaque. Pour moi ça tourne entre 40 et 50. Je calcule ma FCmax selon cette formule 191.5 − [0.007 × Age2] plus précise que le classique 220-âge. J’obtiens 183. La VO2max est très bien corrélée au rapport FCmax/FCrepos x15, pour moi ça colle avec un chiffre entre 53 et 60 selon la FC de repos que je choisis.  Notez aussi que la VMA est souvent proche de VO2max/3,5 si vous aimez jouer avec les chiffres… Allez ! je vous offre un petit tableur en cadeau ! 

 

Edit de juillet 2014 : après 2,5 jours à courir en montagne en essayant d’accélérer dans les franchissements de col la VO2max s’est presque divisée par 2 ! Amis coureurs des montagnes, oubliez l’évaluation de la VO2max avec Firstbeat…

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UPDATE d’Août 2015 : après des discussions avec un ingénieur de la société Firstbeat je rajoute à sa demande les conditions optimales pour évaluer votre VO2max (je n’ai rien gagné suite à ces échanges) :

– Un terrain relativement plat

– Des mouvements dans la même direction (les changement de directions fausseront les données) 

– Une bonne couverture GPS (terrain dégagé, à l’extérieur)
– Une intensité constante d’environ 70 % du VO2Max

Update avril 2016 : Pour mesurer la FC au repos, je vous conseille de la mesurer avec une appli comme HRV4Training ou Camera Heart Rate Variability au réveil, avant d’entreprendre toute activité (Messieurs, attention à la gestion de votre érection matinale). Faites une moyenne sur une semaine ou mieux. Une mesure ponctuelle de la fréquence cardiaque me parait trop variable au stress de la journée. Ex variabilité de ma fréquence cardiaque sur un mois :

Update Oct 2018

J’ai refait une épreuve d’effort sur le vélo. Je me focalise moins sur le chiffre de VO2max que sur l’analyse ECG par ma cardiologue. On trouve un peu mieux qu’en 2013 avec 3562 ml/min d’O2 consommés soit entre 57 et 58 ml/min/kg de VO2max. La montre Garmin me donne récemment entre 58 et 60. La barrière de 60 m’étonne un peu car lorsque je l’avais franchie, j’étais très affûté à pied. A vélo Garmin/Firstbeat perd un peu pied en me donnant 66 (à cause de très gros efforts sur 10 minutes pendant ma prépa Roth, je suis étonné que ça ne soit pas descendu). Notez qu’un test orthostatique/HRV Polar me surestimait aussi. Par contre l’application HRV4Training en analysant les données Strava est dans les clous en m’évaluant entre 58 et 60.

Update Sept 2019

Un billet de blog passionnant là

1.
Smolander, J., Ajoviita, M., Juuti, T., Nummela, A. & Rusko, H. Estimating oxygen consumption from heart rate and heart rate variability without individual calibration. Clin Physiol Funct Imaging 31, 266–271 (2011).
1.
Gellish, R. L. et al. Longitudinal modeling of the relationship between age and maximal heart rate. Med Sci Sports Exerc 39, 822–829 (2007).
1.
Uth, N., Sørensen, H., Overgaard, K. & Pedersen, P. K. Estimation of VO2max from the ratio between HRmax and HRrest--the Heart Rate Ratio Method. Eur. J. Appl. Physiol. 91, 111–115 (2004).

39 réflexions sur « Evaluation de la VO2max par la technologie Firstbeat »

  1. C’est rigolo, à l’époque où ta VO2max selon Garmin s’était cassée la gueule et que tu l’avais dit sur Tweeter, j’ai expérimenté la même situation : entraînement en CAP en conditions difficiles, et VO2 qui s’est effondrée selon la forerunner. La V02 remontait doucement au fil des sorties suivantes, jusqu’à ce que je fasse une réinitialisation de la montre pour une raison autre, et là, à la sortie suivante, la V02 estimée est revenue d’un à ce qu’elle était avant.

  2. Hi,

    Du coup, je continue à investiguer, tu as commencé à m’inquiéter 😉 Suis je normal avec ma FCM de 196 à 33ans ?

    Ma polar V800 me donne aussi une estimation de la VO2, basée sur un test sans effort toutefois. D’après ce que j’avais lu cependant, ce sont les mêmes algorythmes qui se cache dans toutes les montres, que ce soit polar ou garmin. Toutefois, ma montre me produit des valeurs entre 58-59 depuis 1-2 mois que je fais le test toutes les deux semaines. Et me dit que je suis Elite, j’aime ma montre ;).

    Du coup, j’ai comparé au résultat de ton tableur, et je retombe sur une valeur de VO2 similaire, et en plus en accord avec ma VMA estimée sur le terrain. Donc au moins pour ca, j’ai l’air dans les standards. Sinon, le fait que Polar soit proche de ton tableur ne me surprend pas car leur test est aussi basé sur la FC au repos.
    Voila l’image correspondant: http://i39.servimg.com/u/f39/18/89/18/86/sans_t36.jpg

    Pour les changements selon les mises à jour, j’ai eu la même impression avec le recovery status chez Polar. Mois de juin toujours à la limite du sur-entrainement. Et mois de Juillet, toujours à la limite haute de l’equilibré, soit 1 zone en moins sans rien changer, voir en faisant plus dur. Clairement, ils continuent à peaufiner les algorythmes, mais sans nous prevenir, ca rend difficile les comparaison dans le temps.

    1. hello !

      je n’ai pas dit que t’étais anormal 🙂 j’ai dit que c’était inhabituel 🙂 les mots sont importants. Et 50 au repos c’est assez différent de 56 !

      Pour les algorithmes, j’ai mis le lien vers l’article dans ce billet si je me souviens bien. Garmin se sert de la technologie Firstbeat. Polar semble utiliser ses propres outils (OwnIndex) mais ça revient souvent aux mêmes principes…

      Pour le recovery status c’est du vent pour moi, tous les athlètes sont différents, faut intégrer le sommeil, le stress professionnel, la vie familiale, l’alimentation, bref. Ca n’est qu’une indication pifométrique et je pense que le gut feeling vaut bien plus que l’indication de cette montre. Tout au plus je me sers du PMC de TP pour valider avec un beau schéma le tapering avant un objectif majeur.

  3. Non mais ce matin, c’etait 59 au repos, j’ai une sorte de crêve/grippe, j’ai mal partout alors que je suis en période de tappering, plus nez pris/mal à la tete. La Fc semble bien indiqué un état de forme chez moi, vraiment surpris à quel point ca varie. Il y a deux mois, c’etait 47. Debut juillet 50 (date du dernier test VMA, d’où l’utitlisation de cette valeur dans le tableur), Mi juillet 56. Mais bon, ca m’empèche pas de sortir courir tout ca, on va pas se laisser dicter la vie par une montre tout de même.

    Mais bref, je partage ton ressentiment sur le recovery. Disons que pour un coureur moyen comme moi, ca évite d’en faire de trop, mais c’est un gadget comme la plupart des fonctions de ces montres à +300€. Et de meme pour les pseudos prédictions à partir d’indice de course, je suis capable de faire un marathon en moins de 3h certain jours… J’adore ma montre 😉 .
    Pour TP et leur indice, toujours pas réussi à calibrer un truc propre. Mais en meme temps, avec des HRZ et de PaceZones définies à l’arrache (ou presque), je peux pas vraiment leur jeter la pierre. Je me plongerais surement dans le bouqin de Joe Friel quand j’aurais le temps de lire des trucs non professionnels. Mais le reste de leur soft est quand meme super pratique pour gérer son planning et tout. Juste revoir la correction d’altitude.

    1. la fc de base est très basique mais franchement pas mal pour avoir une idée rapide de la balance sympathique

      je trouve que les prédictions de récupération sont tellement farfelues que je me demande si l’on peut progresser en suivant leurs recommandations ! enfin je me dis même que c’est tellement tordu que ça pourrait pousser au surentrainement, piège fréquent du débutant. Pour ça le graphe de TP est beaucoup plus parlant. Pour que ça calcule correctement le rTSS il faut rentrer son allure au seuil. En gros tu prends ton allure semi. T’auras bientôt un repère ! Pour l’altitude je ne connais pas un site correct dès lors qu’on est sur le plat et qu’on fait du dénivelé (sic) de l’ordre de 50m. Moi dans ce cs là je considère que le dénivelé est nul. Point barre.

  4. Je découvre cet article le jour où ma 620 me crédite d’une augmentation de VO2max de 1, à 54. Je viens de faire joujou avec ton tableur … ma FC max est atypique (184 à 54 ans) et une fois que j’ai rentré ça ça sort une VMA de 17,5 (entre 17 et 18 sur test terrain) et un VO2max de 61 … c’est effectivement précis !
    Mais il y a une variabilité énorme du VO2max qui est d’après ce que j’ai lu génétique et lié à la lignée maternelle, un truc qui a avoir avec l’ADN des mitochondries : ce modèle est bon pour donner la moyenne ?

    1. ce modèle est un modèle…

      et puis la VO2max ne détermine pas tout dans la performance : le mental, l’économie de course, la stratégie de course, les seuils ventilatoires… tout ça joue aussi et s’optimise avec l’entrainement

      biz

  5. Après quelques mois de recul je suis clairement inadapté à cet outil : je dois avoir une VMA de 15.5/16 et une VO2max calculée en labo à 52 en juillet pour une VO2 max annoncée par ma garmin de 60 🙂

    Ceci étant, ça fait plaisir, même si ça ne sert à rien 🙂

  6. Bonjour, sur ma fenix 3 , avec le capteur thoracique HRM Run, je n’ai plus de calcul de la VO2 max depuis quelques semaines, alors que tout le reste est mesuré (FC, cadence, longueur de pas , oscillation…).
    Je l’ai reseté et réassocié le capteur, mais toujours rien.
    Une idée ?
    Merci

  7. Bonjour,
    > La VO2max est très bien corrélée au rapport FCmax/FCrepos x15
    D’où vient cette formule ? Pour mon cas, ça ne colle pas du tout:
    age = 44
    repos = 34 bpm (mesuré régulièrement avec mon cardio Suunto au réveil, mes mesures à la main sont régulièrement sous 40)
    max = 189 bpm (épreuve d’effort en hôpital il y a un an)
    ça me donne une VMA de presque 24 km/h … malheureusement je ne rentre pas de Londres pour les championnats du monde d’athlé et ma VO2max est largement inférieure 🙁
    Ma Suunto et son test Firstbeat me donne 51-52 (ml/min/kg) ce qui correspond plutôt à mes 15-16 km/h de VMA)
    Sportivement

    1. Bonjour, à brûle pourpoint je ne me souviens plus de la source de la formule.
      Néanmoins 34 bpm c’est vraiment très très bas. Les meilleurs athlètes de mon club de tri (élite national+ voire européen) ne sont pas aussi bas !
      De même il est rare de monter aussi haut en FC à votre âge. Vous êtes un outlier comme disent les anglais.
      Pour ma part avec une douzaine d’heures de sport d’endurance je suis aux alentours de 44-46 et ça colle.
      Le propre de ces formules c’est une régression, donc t’aura toujours des atypies !
      Enfin en tant que médecin je n’ai jamais vu qq aussi bas au repos. Même sous anesthésie les sportifs ne sont pas à 34 bpm.
      Donc plusieurs possibilités
      1) vous êtes hors norme, ça arrive !
      2) je n’ai pas toutes les infos (médicaments, passé médical, 10000 heures de méditation ?)
      3) les mesures sont fausses

      Bonne journée !

  8. Bonjour,

    Petite question, j’ai la Garmin Fenix 5 depuis une petite année. Tout se passait bien avec la VO2Max et depuis 2 mois, malgré le fait que j’utilise souvent la ceinture cardiaque, je n’ai plus aucune VO2Max pour la montre. En effet elle ne trouve ni mon VO2max ni mon statut d’entrainement en m’indiquant un message « sortez courir 2x avec un moniteur de FC pour voir votre statut ». Je cours en moyenne 3 fois par semaine. Une idée?

    A noté que j’ai perdu 8Kg en 4 mois, et que j’ai connecté ma balance Garmin à Garmin Connect. Est ce que cela peut jouer?

    Merci beaucoup pour votre aide.

    1. pas/peu d’idée, désolé… ces montres sont vraiment capables des pires facéties !

      les piles du moniteurs de FC sont ok ? Vous courez sur le plat ou en montagne ?

    2. Bonjour
      j’ai eu le même problème sur une f3…
      Du jour au lendemain plus de VO2max non plus. Elle ne la calculait plus dans le mode « Trail », mais seulement dans le mode « Course ».
      Je ne me sers donc que de celui-là depuis plus. Il suffit de remettre certains écrans de données correspondant plutôt au trail.
      A essayer…
      Sportivement

        1. Maintenant ça me revient j’ai déjà entendu cette histoire ! C’est exactement ça la vo2max c’est avec le mode course ou vélo avec capteur de puissance

          1. Effectivement c’était bien cela. Merci beaucoup. En faite le mode trail mise à part un affichage différent n’apporte rien (aucun moyen de filtrer par trail, pas moyen d’affecter des chaussures de trail etc). Je vous conseil donc tous de passer par le mode course.

  9. Bonjour,

    je dois être complètement atypique et dans mon cas ton tableur est très très optimiste.
    j’ai 44 ans, avec une fc au repos se situant entre 37 et 40. La nuit je peux descendre à 33 et la journée assis au bureau je suis entre 40 et 45.
    Ma fc max réelle est très proche de celle estimée (178).
    En théorie je devrais avoir une Vo2max entre 66 et 72.

    Or mesurée par ma montre Garmin 235, ma vo2max à mes débuts en CAP l’année dernière se situait à 44 et se situe maintenant à 53.
    Je suis encore très loin des 66-72 théoriques…

    précisions, je pèse encore 86kg pour 1,80m (97kg il y a un an), est ce lié ?

    Ed

    1. bonjour ! oh oui une formule n’est qu’une approximation très grossière… prenez vous des médicaments ralentissant le coeur ?
      66-72 de VO2max c’est énorme à 44 ans et je ne sais plus si la formule que j’avais trouvée était validée dans une population précise ou pas, en tout cas très peu probable dans votre cas surtout en reprise d’une activité sportive. A coup sûr Firstbeat fait mieux qu’un tableur !
      Notez que l’obtention de la FC au repos est un peu un casse tête car je n’ai jamais su trouver un consensus autour de sa mesure. Je pense que Garmin fait un bon boulot avec les capteurs optiques qui mesurent régulièrement dans la journée, la FC de repos que les montres donnent est en ligne avec la mesure que je fais le matin pendant 2 minutes avec une ceinture polar H10. En tout cas la FC au repos est vraiment différente (et plus élevée) des nadir de FC qu’il peut y avoir pendant la nuit. Par exemple je trouve une moyenne des nadirs à 37 bpm alors que ma FC au repos est à 44.

      Quelle est votre FCmax réelle obtenue lors d’un test six minutes à bloc par exemple ?

      A titre personnel, ma VO2max est surestimée de 2 à 3 ml/kg/min par cette formule simpliste et la VMA encore plus surestimée puis qu’il me donne 17,5 alors que je suis à 16,5 km/h. Mais pour une estimation très grosso modo ça reste plus facile à mettre en oeuvre et moins cher que d’acheter une montre dernier cri 🙂

      En tout cas, l’augmentation de la VO2 estimée est impressionnante ! bravo ! (est-ce que c’est corrélé à de meilleurs chronos en course ou à l’amélioration de la VMA estimée par un test de six minutes ou ce genre de choses ?)

      1. BOnjour,

        Je ne prends pas de médicament, mais ma fréquence faible au repos est, en partie génétique je pense et aussi liée à une activité de sport d’endurance durant l’enfance/adolescence.

        Pour l’amélioration de la VMA je ne sais pas, mais pour les performances à l’entrainement oui, la progression est très importante. Pour la même allure sur 10km, j’ai diminué ma fréquence cardiaque de 10-15 pulsations en moyenne. pour un temps en course on verra dans 15 jours pour mon premier 10km officiel!! je table sur moins de 46min.

        1. Super ! avec un chrono en course vous aurez une estimation plus fine de votre VO2max avec d’autres tables disponibles en ligne. Enfin… si ça compte pour vous ! ça n’est qu’un chiffre après tout !

          Je viens de regarder sur ma montre, Firstbeat me donne un écart de 7 points entre VO2max à pied et en vélo, c’est quand même bizarre 😉 comme quoi l’algo complexe a encore des loupés

  10. Bonjour,
    Ma garmin 520 m’ayant annoncé une amélioration de ma VO2max ce soir après une sortie d’entrainement vélo (69ml/min/kg). la curiosité m’a poussé à comprendre comment est calculée cette valeur. Je me retrouve donc ici à la pêche aux infos.
    Si je comprends bien en course à pied la valeur est calculée à partir des données cardiaques (logique) et de l’allure (idéalement vitesse constante en ligne droite). Mon interrogation est donc : est-ce que c’est la vitesse qui est prise en compte aussi en vélo ? Si c’est le cas, je ne pense pas que cette valeur soit très fiable. Par contre si l’algorithme prend la puissance développée, j’imagine que l’on peut faire un peu confiance à la valeur.

    Merci pour ces retours d’expérience !

    1. Bonjour,
      vous devriez trouver des infos sur le site de firstbeat.

      Oui ça prend en compte la puissance.

      Mais chez moi c’est dans les choux. La forerunner 935 me donnait même jusqu’a 70 a un moment or je n’ai pas du tout cette physiologie. C’est niveau élite lol
      Du fait de mon suivi médical j’ai été régulièrement testé entre 57 et 62. Et à pied il me donne 57 ça colle.

      1. J’ai trouvé ce pdf de chez firstbeat qui explique leur méthode mais toujours orienté sur la CaP.
        https://assets.firstbeat.com/firstbeat/uploads/2017/06/white_paper_VO2max_30.6.2017.pdf

        De mon côté la valeur de VO2max ne varie pas trop d’un mois à l’autre (entre 64 et 67 mL/min/kg). Je n’ai pas encore vérifié en labo mais ça ne m’a pas l’air déconnant si je me base sur mon niveau et sur les petites formules empiriques basées sur la PMA.

          1. Si je fais top 5% sur les courses ?
            Forcément ça va dépendre du type de course. Je fais beaucoup de cyclosportives de plus de 130km en général. Et oui sur ce genre de course, je suis top 5% ou mieux. Ce dimanche je fais 4/326 finishers.
            Mais sur des courses en fédération ça se passe pas comme ça ^^

  11. Bonjour,

    Du coup si j’ai tout suivi, pour calculer la Vo2max on prends en compte
    Vitesse, FC, distance. Du coup on laisse de côté les paramètres d’altitude? Ce n’est quand même pas pareil de courir sur du plat que sur une côte à 10% de dénivelé. Forcément sur du plat avec peu de variation de terrain on a une vitesse plus élevée et une FC plus basse et plus stable… du coup ça surestime la VO2MAX ?
    Ou au contraire c’est le fait de courir sur du dénivelé important qui lasous estime?
    En tout cas chez moi ou les terrains sont quasi exclusivement plats, ma Vo2max est plus élevée qu’actuellement en vacances ou je cours en montagne (j’ai dû perdre 3 à 4points )

    Merci pour toutes ces infos en tout cas!

    1. bonjour, vous avez bien compris… je ne sais pas si Firstbeat a amélioré sensiblement ses algos mais pour moi ils sont dans les choux à pied dès que je fais du dénivelé. (Et ils sont dans les choux aussi en vélo mais c’est une autre histoire)

      1. Je confirme aussi. Chez moi, je n’ai que du dénivelé et mon VO2max indique 31 à 66 ans, or je me sens en pleine forme et je m’entraîne très régulièrement depuis 10 semaines : course à pied, rando, vélo et natation…
        bizarre quand-même que l’algorithme n’arrive pas à tenir compte du dénivelé

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