L’activité physique se définit comme tout mouvement corporel produit par la contraction des muscles squelettiques entraînant une augmentation de la dépense d’énergie au dessus de la dépense de repos. Il s’agit d’un comportement qui se caractérise par plusieurs paramètres pouvant être mesurés au moyen de différentes méthodes.

L’activité physique a un coût énergétique qui peut être traduit en dépense énergétique quantifiable (LaMonte et coll., 2001; Schutz et coll., 2001). Les méthodes de mesure de la dépense énergétique permettent de mesurer directement le coût énergétique global de l’activité physique d’un individu. Cependant, elles dépendent de facteurs tels que la masse corporelle, le rendement et l’efficacité du mouvement, rendant difficile la comparaison entre individus (Schutz et coll., 2001).

À l’inverse, les méthodes de mesure de l’activité physique permettent de mesurer et comparer cette activité entre les individus, et également de recueillir les différentes caractéristiques de l’activité physique. Par extrapolation, la dépense énergétique liée à l’activité physique peut également être évaluée. Les indicateurs résultant de la combinaison des paramètres mesurés peuvent être un score, une appartenance à un groupe prédéfini, un temps ou une dépense énergétique.

L’activité physique est un phénomène complexe qui se caractérise par son type (quelle activité physique), sa durée (pendant combien de temps), sa fréquence (quelle régularité et quel fractionnement), son intensité (quel investissement physique et quelle dépense énergétique), et son contexte (quel environnement). Les conditions sociales dans lesquelles elle est pratiquée ont également leur importance (Montoye, 2000). Les variations saisonnières des activités physiques ne facilitent pas leur mesure mais il est nécessaire de les considérer (Uitenbroek, 1993; Matthews et coll., 2001a, b et 2002).

Cinq contextes dans lesquels l’activité physique peut se dérouler ont été identifiés : loisir, jardinage/bricolage, tâches ménagères, transport, activité occupationnelle (rémunérée ou non) (Booth, 2000). Il est intéressant de noter que toute activité modérée (c’est-à-dire qui demande un effort physique modéré et fait respirer un peu plus difficilement que normalement), telles que les activités ménagères (Gunn et coll., 2002 et 2004; Brooks et coll., 2004) ou monter les escaliers (Boreham et coll., 2000), permet d’atteindre des bénéfices de santé équivalents et contribue à atteindre les recommandations (Blair et coll., 1992). En effet, une étude menée chez des femmes âgées de 60 à 79 ans a montré que plus des 2/3 des sujets atteignaient les recommandations lorsque les tâches ménagères étaient considérées mais que lorsque ces activités étaient exclues la proportion descendait à 21 % (Lawlor et coll., 2002). La mesure de ces activités n’est pas à négliger du fait de la relation inverse existant entre niveau d’activité physique et mortalité. Weller et Corey ont non seulement montré que plus le niveau d’activité physique est élevé, plus la mortalité diminue chez les femmes mais surtout que cette association est principalement due à l’énergie dépensée dans des activités autres que de loisir, notamment ménagères, qui représentent 82 % de leur activité totale (Weller et coll., 1998). Cependant, le coût énergétique de ces activités ne peut être qu’estimé étant donné les résultats contradictoires des études s’attachant à déterminer le coût énergétique des activités ménagères. Des auteurs ont montré que les tâches ménagères d’intérieur telles que faire les vitres, la poussière ou passer l’aspirateur et la marche à pas lent ne permettent pas d’atteindre un niveau de dépense énergétique modérée (Hendelman et coll., 2000). De plus, les valeurs énergétiques trouvées dans cette étude diffèrent significativement de celles du compendium (Ainsworth et coll., 2000b). Plus récemment, Gunn et coll. (2002) ont mis en évidence que les activités telles que la marche à un pas modéré, balayer, faire les vitres et tondre sont réalisées à une intensité modérée mais pas passer l’aspirateur, contrairement au compendium (Ainsworth et coll., 2000b).

Par ailleurs, une étude a montré que la prévalence de la marche peut grandement varier selon le type de marche inclus dans l’instrument de mesure, passant de 43 % si seul le temps de loisir est considéré à 81 % si la totalité de la marche est prise en compte (Bates et coll., 2005). Il est donc nécessaire de mieux comprendre la contribution respective de l’activité physique au travail et de l’activité physique de loisir dans le dénombrement du nombre de pas quotidien (Welk et coll., 2000b).

Une même activité physique peut se pratiquer à différentes intensités correspondant au coût énergétique d’un travail physique. En dehors de l’utilisation de méthodes objectives de mesure de la dépense énergétique, il existe deux méthodes pour estimer l’intensité de l’activité physique dont il a été montré qu’elles sont discordantes et qu’elles peuvent conduire à des erreurs de classement des individus par rapport aux recommandations (Wilcox et coll., 2001) :

• demander au sujet d’estimer l’intensité de chaque activité rapportée (légère, modérée, intense) en lui donnant des informations et des exemples ;

• attribuer une intensité à chaque activité rapportée en utilisant un système de classification uniforme.

Le coût énergétique lié à une activité physique peut être exprimé en équivalent métabolique (MET ou Metabolic Equivalent Tasks : rapport du coût énergétique d’une activité donnée à la dépense énergétique de repos)1 . Le coût énergétique varie en fonction de l’intensité de l’activité physique : <3 METs pour une activité légère, 3-6 METs pour une activité moyenne et >6 METs pour une activité intense. Les tables disponibles dans la littérature permettent d’estimer la valeur énergétique de l’activité physique (Ainsworth et coll., 1993 et 2000b ; Vaz et coll., 2005). Le coût énergétique peut aussi être défini à partir de la perception de l’effort par les sujets eux-mêmes, notamment au moyen de l’échelle de perception de l’effort de Borg (1982), basée sur les sensations physiques qu’ont les sujets lorsqu’ils pratiquent une activité physique (fréquence cardiaque, respiration, transpiration, fatigue musculaire) (Goss et coll., 2003).

Une revue de la littérature a mis en évidence que le cumul de plusieurs périodes courtes (10-15 minutes) d’activité est aussi bénéfique qu’une période longue totalisant la même durée (Hardman, 2001). Des études récentes ont confirmé ces résultats (Lee et coll., 2000; Murphy et coll., 2002; Osei-Tutu et coll., 2005), bien que d’autres aient montré qu’une marche continue puisse engendrer des bénéfices supplémentaires (Woolf-May et coll., 1999; Murtagh et coll., 2005) ou une dépense énergétique supérieure comparé à une marche intermittente (Fulton et coll., 2001).

Peu d’informations sont disponibles sur les bénéfices dérivés de l’accumulation de très courtes périodes d’exercice (5-6 minutes) (Haskell, 2001), mais une étude récente tend à montrer que le cumul de périodes très courtes (50 % ≤6 minutes) peut améliorer la forme physique de sujets adultes sédentaires (Macfarlane et coll., 2006).

Les activités de la vie courante sont plus difficiles à mesurer que les exercices intenses car elles sont généralement moins structurées et il est donc plus difficile de s’en rappeler. Elles peuvent également être pratiquées à des intensités variables selon les individus et être cumulées au cours de la journée ce qui rend encore plus difficile les mesures de fréquence, durée et intensité de ces activités (Welk et coll., 2000a).

Plusieurs méthodes peuvent être utilisées pour mesurer l’activité physique et/ou la dépense énergétique qui lui est associée.

Des ouvrages sont consacrés à la présentation des différentes méthodes de mesure de l’activité physique et de la dépense énergétique (Montoye et coll., 1996; Welk, 2002) et de nombreux articles sont également disponibles dans la littérature (Melanson et coll., 1996; Haskell et coll., 2000; lnternational Life Sciences Institute, 2000; Schutz et coll., 2001; Oppert, 2001 et 2004; Vanhees et coll., 2005). Des études s’attachent plus particulièrement à faire le point des méthodes existantes selon la pathologie considérée (Casillas et coll., 2005; Pitta et coll., 2006) alors que d’autres s’intéressent à repérer les spécificités de la mesure dans des populations particulières, telles que les enfants et les adolescents (Sirard et coll., 2001; Trost, 2001) mais aussi les personnes âgées (Starling et coll., 1999).

Nous distinguerons les méthodes de mesure de l’activité physique des méthodes de mesure de la dépense énergétique (tableau 7.I) (LaMonte et coll., 2001).

L’observation du comportement, le recensement de déclarations d’activité physique et les mesures effectuées à l’aide d’instruments portables permettent donc de rendre compte du niveau d’activité physique. Nous allons examiner ces différentes méthodes une à une.

L’observation directe du comportement par des observateurs est l’une des premières méthodes de mesure de l’activité physique qui nécessite la présence de l’observateur sur le terrain. L’observation indirecte consiste à enregistrer les comportements des personnes puis à les visionner. Dans les deux cas, l’observation est menée par des observateurs entraînés qui utilisent des grilles d’observation pour relever les activités du sujet et les éléments qui s’y rapportent. Elle permet de caractériser l’activité physique et de quantifier les différents paramètres qui s’y rapportent. L’observation peut porter sur l’activité physique dans son ensemble ou sur un aspect spécifique du mouvement (partie du corps, nombre de mouvements par unité de temps, distance, durée, tempo, continuité, rythmicité du mouvement...) (Montoye et coll., 1996; McKenzie, 2002).

Cette technique est plus particulièrement utilisée chez les enfants du fait de la difficulté à utiliser d’autres méthodes dans cette population mais n’est pas utilisée dans les enquêtes épidémiologiques (tableau 7.II).

Le journal ou le log est une méthode déclarative qui consiste en un relevé régulier de l’activité physique par le sujet lui-même sur un formulaire préparé à l’avance. Le journal fournit un compte-rendu détaillé de toutes les activités physiques d’une journée alors que le log est un recueil continu de la participation du sujet à certaines activités physiques ; l’heure de début et de fin d’activité étant relevée au moment ou peu de temps après l’arrêt de l’activité physique. Le log diffère du journal par le fait que toutes les activités de la journée ne sont pas reportées (Haskell et coll., 2000). Le journal est rarement utilisé comme instrument de mesure seul mais plus fréquemment en complément d’une autre méthode. Cette méthode nécessite une bonne coopération des sujets et est inappropriée chez les enfants voire chez certaines personnes âgées. Ses atouts sont son faible coût et la possibilité de relever des données chez un grand nombre de sujets en même temps.

Le rappel d’activité est également une méthode déclarative qui se présente sous la forme d’un questionnaire rempli par le sujet lui-même, en auto-administration ou au cours d’un entretien, ou par une tierce personne (enseignant, assistante maternelle, conjoint….). Les questionnaires sont souvent utilisés dans les études épidémiologiques pour déterminer quel est leur niveau d’activité physique habituel. Ils sont traditionnellement conçus de manière à ce que le sujet reporte le type d’activité pratiquée, la fréquence, la durée et l’intensité. Les questionnaires se présentent sous différentes formes : papier2 , assisté par ordinateur (Berthouze et coll., 1993; Vuillemin et coll., 2000), à remplir sur le web (Marsden et coll., 2001) et leurs périodes de rappel sont variables pouvant s’étendre sur la vie du sujet (Friedenreich et coll., 1998; Vuillemin et coll., 2000; Chasan-Taber et coll., 2002).

Les indicateurs d’activité physique fournis sont calculés à partir d’informations recueillies à l’aide de questions ouvertes ou fermées (échelle de Likert, ensemble fini de modalités). Il est important de signaler que les indicateurs de dépense énergétique obtenus à partir de questionnaires restent imprécis du fait des multiples facteurs qui en influencent leur calcul, en particulier les caractéristiques physiques du sujet (âge, sexe, taille, poids) et les conditions environnementales et sociales de la pratique (température, altitude, humidité, niveau...) ; leur interprétation doit donc rester prudente. En effet, la validité d’un questionnaire peut varier du fait du poids du sujet (Norman et coll., 2001).

De nombreux questionnaires de mesure de l’activité physique sont disponibles dans la littérature. La plupart d’entre eux sont des questionnaires génériques, administrables en population générale. Certains questionnaires ont été spécifiquement élaborés pour mesurer l’activité physique au travail, d’autres ne mesurent que l’activité physique de loisir, mais de plus en plus, les questionnaires intègrent les différents contextes de pratique et permettent de mesurer l’activité physique habituelle globale. Des questionnaires ont plus particulièrement été conçus pour être administrés à des enfants/ adolescents (Kohl et coll., 2000; Tessier et coll., 2007), des personnes âgées (DiPietro et coll., 1993; Washburn et coll., 1993; Pols et coll., 1995; Schuit et coll., 1997; Washburn et coll., 1999; Washburn, 2000; Harada et coll., 2001; Stewart et coll., 2001; Schuler et coll., 2001; Robert et coll., 2004; Taylor-Piliae et coll., 2006). De plus, des questionnaires élaborés pour les adultes (Baecke et coll., 1982; Berthouze et coll., 1993) comme le MLTPAQ (Minnesota Leisure-Time Physical Activity Questionnaire) (Taylor et coll., 1978; Sallis et coll., 1985) ont été adaptés ou utilisés dans des populations de personnes âgées (Voorrips et coll., 1991; Cartmel et coll., 1992; Bonnefoy et coll., 1996; Bonnefoy et coll., 2001). Les propriétés psychométriques de certains d’entre eux sont adaptées à des populations spécifiques, telles que les femmes enceintes (Kaiser Physical Activity Survey) (Schmidt et coll., 2006), les sujets atteints du VIH/SIDA (Baecke Physical Activity Questionnaire) (Florindo et coll., 2006), de schizophrénie (IPAQ, International Physical Activity Questionnaire) (Faulkner et coll., 2006), de déficiences (Washburn et coll., 2002; Pitta et coll., 2006) ou d’obésité (Baecke Physical Activity Questionnaire, IPAQ) (Tehard et coll., 2005) voire les personnes âgées atteintes de douleur au genou ou d’infirmité physique (Martin et coll., 1999). Des questionnaires ont également été spécialement élaborés pour mesurer : l’activité physique chez des sujets déficients atteints de maladies chroniques (Rimmer et coll., 2001), les contraintes mécaniques exercées sur l’os (de Ridder et coll., 2002; Kemper et coll., 2002), une activité spécifique comme la marche (Giles-Corti et coll., 2006) ; mais aussi pour permettre au médecin de famille d’identifier rapidement les sujets insuffisamment actifs (Marshall et coll., 2005). En fonction du questionnaire administré et du mode de calcul du score appliqué, l’estimation de la proportion de sujets suivant les recommandations d’activité physique peut fortement varier (Sarkin et coll., 2000) et les comparaisons internationales sont donc difficiles (Zhu, 2000). Le questionnaire IPAQ est un des rares questionnaires ayant fait l’objet de traduction-adaptation en plusieurs langues3 et dont les propriétés psychométriques ont été explorées (Craig et coll., 2003; Rutten et coll., 2003a et b). Cependant, ce questionnaire semble surestimer le niveau d’activité physique (Rzewnicki et coll., 2003).

L’utilisation de cette méthode est particulièrement problématique chez les enfants âgés de moins de 10 ans (Pate, 1993) du fait de leurs capacités cognitives et du caractère sporadique de l’intensité et de la durée de l’activité physique. Le tableau 7.III présente les atouts et les limites des questionnaires de rappel d’activité.

L’actimétrie est une méthode objective de mesure de l’activité d’un sujet, un dispositif permettant de quantifier le mouvement. Nous disposons actuellement d’appareils, portables à la ceinture ou à la cheville, qui permettent d’enregistrer les variations de vitesse des membres ou de la masse corporelle afin de rendre compte de l’activité physique voire de l’énergie dépensée au cours d’activités variées. Il existe deux principes de mesure de l’activité physique au moyen de détecteurs de mouvements. Le premier repose sur le principe du comptage des pas au moyen d’un podomètre. Le second intègre l’accélération du mouvement quantifiée à l’aide d’un accéléromètre.

Le podomètre est le premier des appareils portables utilisé pour rendre compte du niveau d’activité physique. Il a été conçu pour comptabiliser le nombre de pas sur une période de temps à partir de l’enregistrement des mouvements réalisés dans le plan vertical (Bassett et coll., 2000). Le nombre de pas peut être converti en une distance voire une dépense énergétique si des paramètres sont renseignés dans l’appareil (longueur du pas moyen, sexe, âge, poids). Le podomètre fournit une estimation satisfaisante de l’activité physique si les mouvements coïncident avec les déplacements verticaux du centre de gravité du corps (marche, course, saut, mais aussi mouvements parasites). Tout mouvement dans le plan vertical (comme se lever d’une chaise) peut éventuellement être détecté et compté pour un pas selon le seuil de réglage du podomètre (Schonhofer et coll., 1997). Une mauvaise reproductibilité a été observée pour des vitesses lentes (Welk et coll., 2000b) pouvant être expliquée par le fait que les accélérations sont moins prononcées au niveau de la hanche et donc mal comptabilisées (Bassett et coll., 1996). En effet, des degrés de sensibilité variés ont été relevés selon les podomètres (Bassett et coll., 1996; Hendelman et coll., 2000). La comparaison d’un podomètre (Yamax Digi Walker 200) à un accéléromètre uniaxial (CSA accelerometer) a montré que le podomètre est moins sensible que l’accéléromètre pour détecter la marche. Le seuil d’accélération verticale requis pour enregistrer un pas est plus élevé pour le podomètre (0,35xg versus 0,30xg) (Tudor-Locke et coll., 2002). Certains podomètres sont plus précis que d’autres mais la tension des ressorts présents dans ces appareils peut varier à l’intérieur d’une même marque. « Les podomètres sont précis pour évaluer le nombre de pas, moins précis pour évaluer une distance et encore moins précis pour évaluer les kilocalories » (Crouter et coll., 2003). Le podomètre est limité dans sa capacité à évaluer la distance marchée ou l’énergie dépensée du fait de l’accroissement de la longueur du pas avec l’augmentation de la vitesse de marche (Bassett et coll., 1996). Une étude comparant les mesures entre le podomètre Yamax-Digiwalker-500^® et l’eau doublement marquée (voir partie « Méthodes de mesure de la dépense énergétique ») a montré que la dépense énergétique liée à l’activité physique estimée à partir du nombre de pas est sous-estimée de 59 % comparé à l’eau doublement marquée (Leenders et coll., 2001).

L’activité physique ne se limite pas à la marche ou à l’activité des membres inférieurs ce qui peut restreindre l’utilisation de cet appareil. Mais du fait que la marche et la course représentent une part importante de notre activité, le podomètre reste valable pour estimer la quantité totale de mouvements quotidiens (Crouter et coll., 2003). Des recommandations ont alors été élaborées afin de faciliter l’interprétation des données recueillies au moyen de cet appareil (Tudor-Locke et coll., 2004 et 2005) (tableau 7.IV).

L’accéléromètre est un appareil porté pour enregistrer les accélérations et les décélérations occasionnées par les mouvements du sujet. L’accélération peut être mesurée dans un plan ou plusieurs plans (Mathie et coll., 2004). Les accéléromètres uniaxiaux détectent les mouvements dans le plan vertical, ils peuvent être imprécis pour les activités avec des mouvements statiques du tronc comme faire du vélo et ramer (Freedson et coll., 2000). Les accéléromètres triaxiaux sont capables de détecter les mouvements dans trois plans (vertical, médio-latéral et antéro-postérieur), mais ils peuvent être sensibles aux vibrations, comme par exemple celles occasionnées en voiture (Le Masurier et coll., 2003). L’accélération de la masse corporelle et/ou des membres étant proportionnelle à la dépense énergétique, l’accéléromètre est également utilisé pour estimer une dépense énergétique liée à l’activité physique à partir d’équations pré-établies intégrant les caractéristiques du sujet. L’accéléromètre permet d’obtenir une mesure valide de l’activité physique mais l’estimation de la dépense énergétique est moins précise (Pate, 1993; Hendelman et coll., 2000) avec la possibilité de sous-estimation de la dépense énergétique pour des intensités basses et de surestimation pour des intensités plus élevées (Montoye et coll., 1983; Maliszewski et coll., 1991), de surestimation du coût énergétique de la marche et de sous-estimation de celui des autres activités du fait de l’incapacité à détecter les mouvements des bras (Bassett et coll., 2000) ou de conditions incompatibles (natation). Ainsi, l’accéléromètre peut sous-estimer la dépense énergétique quotidienne de 50-55 % (comparé à l’eau doublement marquée) (Starling et coll., 1999) ainsi que celle des activités telles que le golf et les tâches ménagères jusqu’à 55 % (Hendelman et coll., 2000). De plus, des études (Bassett et coll., 2000; Ainsworth et coll., 2000a) montrent des résultats discordants avec les coûts énergétiques disponibles dans le compendium (Ainsworth et coll., 1993; Ainsworth et coll., 2000b). Les accéléromètres diffèrent par la sensibilité au mouvement et la manière dont le mouvement est enregistré et traité par l’appareil, mais malgré une technologie et une sensibilité différente, ces instruments fournissent les mêmes paramètres4 (Bassett et coll., 2000; Welk et coll., 2000a).

L’appareil peut se porter au niveau de la hanche, du bas du dos ou de la cheville selon les modèles. Une période d’enregistrement de 3 à 5 jours, à raison d’un minimum de 10 h par jour, est nécessaire pour estimer le niveau habituel d’activité physique, 7 jours étant l’idéal (Trost et coll., 2005). L’utilisation simultanée d’un journal ou d’un rappel d’activité pour relever les activités permet d’augmenter la précision de la mesure. Le tableau 7.V présente les atouts et les limites de l’accéléromètre.

Les méthodes de mesure de la dépense énergétique incluent essentiellement la calorimétrie directe, la calorimétrie indirecte et la fréquence cardiaque.

La calorimétrie directe repose sur la mesure de la production de chaleur. La quantification des composants de la perte de chaleur dans une chambre calorimétrique (enceinte hermétique) permet de calculer la dépense énergétique associée à partir du principe d’égalité entre production de chaleur et dépense énergétique.

Cette méthode précise permet de calculer la dépense énergétique globale sans limitation d’activités ou d’intensités, mais le peu d’équipements disponibles et le coût de la calorimètrie en font une méthode peu utilisée. Il est de plus très difficile de reproduire la complexité des activités dans lesquelles les sujets s’engagent dans la vie courante.

Cette méthode inclut à la fois l’eau doublement marquée et la consommation d’oxygène. La méthode de l’eau doublement marquée (Prentice, 1990; Schoeller et coll., 1991; Speakman, 1998) est reconnue comme critère de référence pour l’évaluation de la dépense énergétique en situation réelle et la validation d’autres méthodes de mesure de la dépense énergétique liée à l’activité physique (Melanson et coll., 1996). Une étude récente souligne les difficultés d’utiliser cette méthode comme critère standard de validation du fait du rôle de la composition corporelle (Masse et coll., 2004).

Le principe de l’eau doublement marquée consiste à déterminer la production de dioxyde de carbone en mesurant la différence d’élimination d’isotopes stables marqués (deutérium et oxygène-18) à partir de l’eau corporelle totale. Le sujet ingère de l’eau contenant une concentration connue d’isotopes d’hydrogène (deutérium) et d’oxygène (oxygène-18) dont la quantité dépend de sa masse corporelle. Les isotopes se mélangent à l’eau corporelle et sont éliminés en quelques jours dans les fluides corporels. L’hydrogène marqué est éliminé du corps sous forme d’eau (urines principalement, sueur, respiration) et l’oxygène marqué est éliminé sous forme d’eau et de dioxyde de carbone. Le métabolisme de l’eau corporelle est estimé en mesurant quotidiennement la concentration de deutérium dans des échantillons d’urine ou de salive. La différence de taux d’excrétion entre les traceurs, déterminé au moyen d’un spectromètre de masse, reflète le volume de dioxyde de carbone produit pendant la période d’observation (3 semaines maximum).

La précision et la nature non invasive de cette méthode en font un outil idéal pour l’étude du métabolisme énergétique chez l’Homme (Schoeller, 1999). Elle permet de calculer une dépense énergétique globale sur une période de temps déterminée mais ne permet pas de connaître la quantité d’énergie dépensée sur des périodes plus brèves à l’intérieur de cette période de temps. Le type d’activité pratiquée n’est pas pris en compte et doit être relevé séparément. La dépense énergétique liée à l’activité physique peut être estimée en faisant la différence entre la dépense énergétique totale, le métabolisme de repos, et la thermogenèse alimentaire (tableau 7.VI).

Les échanges gazeux pulmonaires en oxygène et en dioxyde de carbone sont essentiellement fonction de leur utilisation ou libération par les tissus au cours de l’effort. L’évaluation de la dépense énergétique au moyen de mesures respiratoires est fondée sur la relation existant entre la consommation d’oxygène et le coût énergétique de l’oxydation des substrats énergétiques (Jequier et coll., 1987).

La consommation maximale d’oxygène, appelée VO₂ max, représente la quantité maximale d’oxygène que l’organisme peut prélever, transporter, et consommer par unité de temps (ml/kg/min) ; plus elle est élevée, plus grande est l’endurance5 .

L’utilisation de la consommation d’oxygène pour quantifier la dépense énergétique dans des études de population est limitée pour plusieurs raisons : coûts, matériel encombrant et importun malgré les matériels portables (King et coll., 1999), manque de validité et de reproductibilité bien établi dans des contextes de terrain variés (LaMonte et coll., 2001).

La fréquence cardiaque est un paramètre physiologique communément utilisé comme une méthode objective de mesure de la dépense énergétique (Strath et coll., 2000; Epstein et coll., 2001). L’appareil de mesure se compose d’un émetteur et d’un récepteur. L’émetteur est porté au niveau de la poitrine et le récepteur, identique à une montre digitale, est porté au poignet. La fréquence cardiaque est enregistrée toutes les 15, 30, 45, ou 60 secondes pendant 24 heures. La dépense énergétique est déterminée individuellement à partir d’équations de régressions établies en mesurant simultanément la consommation d’oxygène et la fréquence cardiaque au repos et au cours d’exercices de différents niveaux. L’utilisation de la fréquence cardiaque pour estimer la dépense énergétique repose sur le postulat que la fréquence cardiaque est directement liée à la consommation d’oxygène (Ainslie et coll., 2003). Cette relation n’est pas toujours linéaire pour les activités d’intensité faible et très élevée (Freedson et coll., 2000). Du fait que beaucoup d’activités quotidiennes sont d’intensité faible à modérée (Ainsworth et coll., 1993; Ainsworth et coll., 2000b), l’enregistrement de la fréquence cardiaque peut ne pas fournir une estimation précise de la dépense énergétique quotidienne dans les conditions de la vie courante. Toutefois, la fréquence cardiaque peut être utilisée pour estimer la dépense énergétique (Wareham et coll., 1997; Kurpad et coll., 2006) mais la précision de l’estimation dépend du type de fréquence cardiaque (FC) utilisé6 (Hiilloskorpi et coll., 2003) et des paramètres inclus pour prédire la dépense énergétique liée à l’activité physique (Hilloskorpi et coll., 1999). Une étude plus récente a montré que l’estimation de la dépense énergétique liée à l’activité physique à partir de la fréquence cardiaque est possible après ajustement selon l’âge, le genre, la masse corporelle et la forme physique (Keytel et coll., 2005) ; toutefois, son utilisation chez les adolescents n’est pas recommandée (Ekelund et coll., 2001; Epstein et coll., 2001).

La nécessité de développer de nouvelles courbes de calibration individuelle fréquence cardiaque-consommation d’oxygène et les facteurs pouvant affecter la fréquence cardiaque (stress, température corporelle, prise de médicaments…) font de l’enregistrement de la fréquence cardiaque une méthode moins adaptée à des recherches liées à la santé que pour l’entraînement sportif par exemple (LaMonte et coll., 2001). Cependant, la fréquence cardiaque peut être utile dans une approche intégrant plusieurs méthodes (Haskell et coll., 1993; Healey, 2000). L’utilisation de ce paramètre combiné avec un accéléromètre donne des résultats intéressants et prometteurs (Eston et coll., 1998; Treuth et coll., 1998). Le tableau 7.VII présente les atouts et les limites de la fréquence cardiaque.

Ces méthodes de mesure de la dépense énergétique fournissent des données sur une période de temps limitée, elles sont utiles en tant que critère d’évaluation d’autres méthodes (Montoye, 2000).

Une étroite relation entre la température corporelle et la dépense énergétique a été rapportée dans des conditions de laboratoire. Cependant, cette approche n’est pas utilisable pour estimer une dépense énergétique du fait du délai (environ 40 min) nécessaire pour atteindre un état stable de la température corporelle. De plus, la relation température corporelle-dépense énergétique est altérée par des conditions climatiques chaudes et humides et par le niveau de forme. Pour ces raisons, cette méthode ne convient pas dans la plupart des circonstances. Si le contrôle de la température corporelle n’est pas adapté en tant que seule mesure de la dépense énergétique, cette approche peut être utile comme partie d’un système de monitoring (Healey, 2000).

Il existe également une relation étroite entre la ventilation et la consommation d’oxygène mais les mêmes limites que celles décrites pour la consommation d’oxygène peuvent s’appliquer à la ventilation. Un appareil électronique porté autour du thorax servant à détecter la réponse ventilatoire au cours de l’activité physique a été proposé comme méthode de mesure de la dépense énergétique dans les conditions de la vie courante (Healey, 2000). Séparément ou combiné à d’autres méthodes, ce système pourrait permettre d’améliorer l’estimation de la dépense énergétique sur le terrain mais les données établissant les propriétés de cet instrument ne sont pas encore disponibles (LaMonte et coll., 2001).

L’évaluation de l’activité physique par le biais d’une question sur la sueur reste limitée du fait qu’il peut y avoir des interférences avec d’autres variables pouvant influencer le fait de suer (Washburn et coll., 1990; Dominguez-Berjon et coll., 1999) mais cet indicateur semble potentiellement intéressant chez les sujets atteints de maladie coronarienne (Gruner et coll., 2002). Des études complémentaires sont nécessaires avant de recommander une utilisation en population générale (Dominguez-Berjon et coll., 1999).

L’estimation de la dépense énergétique à partir de l’enregistrement de la pression sanguine n’est pas recommandée du fait du manque de validité des mesures à partir des appareils portables (notamment au cours d’exercices intenses) et de l’influence des paramètres émotionnels sur la pression sanguine. De plus, bien que l’augmentation de la pression systolique varie de façon quasi linéaire avec l’intensité, elle diffère selon l’exercice, que ce dernier soit dynamique ou statique (Montoye et coll., 1996).

Les différents paramètres cités sont tous liés à la dépense énergétique et peuvent être enregistrés par des équipements portés par le sujet. Néanmoins, ces méthodes sont limitées en précision et/ou faisabilité pour estimer la dépense énergétique dans des populations ou des conditions particulières.

En conclusion, la multiplicité et la diversité des méthodes et instruments sont certainement le reflet de l’intérêt et de la complexité de la mesure des activités physiques rendue difficile tant par la variété, les formes et les conditions de pratique, que par les contraintes liées aux relations entre activité physique et santé. Les différentes méthodes mesurent généralement différents composants de l’activité physique et ne sont donc pas forcément comparables car elles ne permettent pas d’obtenir les mêmes informations. Il n’existe pas une méthode qui permette de mesurer tous les paramètres de l’activité physique dans les conditions de la vie courante (Schutz et coll., 2001) et de fournir une dépense énergétique précise. La combinaison de méthodes offre la possibilité de recueillir des informations complémentaires et d’augmenter la précision de ces informations (Sallis et coll., 2000). Par exemple, l’accéléromètre est fréquemment couplé à un journal, un rappel d’activité ou à un cardiofréquencemètre, voire à un GPS (Global Positioning System). La combinaison d’un accéléromètre et d’un cardiofréquencemètre pour mesurer l’activité physique date des années 1990 mais la disponibilité d’un seul appareil combinant les deux est récente ; l’Actiheart^TM permet de procéder à un enregistrement sur une durée de 11 jours (Brage et coll., 2005; Corder et coll., 2005; Brage et coll., 2006).

Certaines des méthodes décrites sont également utilisées pour mesurer l’inactivité physique (Evenson et coll., 2005; Garnier et coll., 2006) et le comportement sédentaire (Macera et coll., 2001). Des mesure indirectes de l’activité physique basées sur le recensement et la fréquentation des environnements (installations et équipements sportifs, parcs, pistes de marche ou cyclable) favorables à l’activité physique ainsi que sur la perception de cet environnement par le sujet font leur apparition.

L’applicabilité d’un instrument de mesure peut s’apprécier au travers de 5 critères : le coût financier ou le coût en temps pour l’investigateur et le sujet, l’acceptabilité, le caractère intrusif ou la capacité à modifier l’activité du sujet, la fiabilité et la validité. Toutefois, le choix d’une méthode dépend avant tout du contexte et de l’objectif de la mesure.

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