Pourquoi le TSS surestime-t-il les courses vallonnées dans toutes les grandes applis ?

Comment le TSS course est-il vraiment calculé ?

Le TSS course (rTSS) a été introduit par Joe Friel et l'équipe TrainingPeaks comme adaptation du TSS cyclisme (qui avait été introduit par Andrew Coggan quelques années plus tôt). La formule est structurellement la même : TSS = (durée × IF²) × 100, où IF est le ratio de Normalized Power (ou son équivalent course) sur la puissance seuil (ou son équivalent course). Pour le cyclisme ça marche proprement parce que la puissance est une mesure directe — vous sortez X watts, peu importe si la route monte ou descend, votre capteur de puissance le rapporte avec précision.

Pour la course, il n'y a pas de mesure directe de puissance sur la plupart des montres et la plupart des athlètes. La solution de contournement est d'utiliser l'allure comme proxy de la puissance, ce qui marche bien sur terrain plat mais tombe en panne sur les collines parce que la même allure en montée est bien plus dure que la même allure en descente. La solution est la Normalized Graded Pace (NGP), un modèle qui traduit l'allure en montée et en descente en allure plate équivalente, produisant soi-disant une métrique unique qui reflète le coût cardiovasculaire de l'effort peu importe le terrain.

Les maths de la NGP s'appuient sur une courbe d'ajustement de pente qui dit « courir à l'allure X au grade Y est métaboliquement équivalent à courir à l'allure Z sur terrain plat ». La courbe est principalement basée sur l'article de 2002 d'Alberto Minetti dans le Journal of Applied Physiology, qui a mesuré le coût métabolique de la course sur des gradients de tapis roulant de -45 pour cent à +45 pour cent. La courbe de Minetti est en fait assez bonne pour la course en montée — le coût monte raide avec un grade positif, et le modèle NGP capture ça raisonnablement bien. Le problème, c'est la moitié descente de la courbe, où les chiffres de Minetti et le coût réel de la course en descente divergent de façons importantes.

Que dit vraiment la courbe de Minetti sur la course en descente ?

L'étude de Minetti de 2002, qui reste la source la plus citée sur le coût métabolique de la course en gradient, a trouvé que le coût en oxygène de la course est minimisé autour de -10 pour cent de grade (une descente modérée) et monte à mesure que le grade devient plus négatif que -10 pour cent ou plus positif que zéro. C'est-à-dire : courir légèrement en descente est métaboliquement moins coûteux que courir sur terrain plat, et courir en descente raide devient métaboliquement plus coûteux à nouveau parce que le corps doit freiner contre la gravité à chaque foulée.

Cette découverte est correcte dans un sens métabolique étroit — la consommation d'oxygène par kilomètre de progression en avant chute vraiment à un minimum autour de -10 pour cent de grade. Mais c'est aussi trompeur si vous l'appliquez directement au calcul NGP, pour deux raisons. D'abord, le coût de la course en descente n'est pas juste métabolique ; il est aussi mécanique et neuromusculaire. Les forces de freinage sont élevées, les dommages musculaires sont bien plus élevés qu'en terrain plat, et le chargement musculaire excentrique a des conséquences de récupération que le coût en oxygène ne capture pas. Deuxièmement, la relation entre consommation d'oxygène et charge d'entraînement n'est pas fixe — une descente à 10 pour cent à 4:00/km produit une demande cardiovasculaire différente d'une descente à 10 pour cent à 5:30/km, parce qu'à l'allure plus rapide la gravité fait plus du travail de propulsion. La courbe de Minetti ne distingue pas ces deux cas aussi proprement que les implémentations NGP ne le supposent.

La conséquence pratique, c'est que quand les calculs NGP appliquent la courbe de Minetti à la course en descente du monde réel, ils créditent souvent l'athlète avec une allure équivalente bien plus rapide que ce que le coût métabolique réel ne justifie. Un coureur descendant à 4:00/km sur un grade de 10 pour cent pourrait être crédité d'un NGP de 3:30/km ou même plus rapide, qui est ensuite injecté dans la formule rTSS et produit un facteur d'intensité gonflé. Sur une longue descente, ça se compose — dix minutes de NGP « rapide » contribuent à la Normalized Graded Pace d'une façon qui se multiplie en haut rTSS sans refléter le vrai stress d'entraînement.

Le problème sous-jacent, c'est que courir en descente rapide n'est pas le même type de travail que courir en montée rapide, et un modèle d'équivalence d'allure unique ne peut pas complètement capturer la différence. La NGP l'approxime assez bien pour un terrain modéré et fait des erreurs systématiques sur les descentes raides ou soutenues.

Pourquoi ça apparaît-il comme un TSS gonflé ?

Une fois que la NGP sur-crédite les segments descente d'une course, l'inflation se compose à travers la formule rTSS de deux façons. D'abord, la Normalized Graded Pace pour toute la course monte parce que les segments descente sont calculés comme équivalent plat très rapide. Deuxièmement, le facteur d'intensité (NGP divisé par l'allure seuil) monte en conséquence, et parce que l'IF est au carré dans la formule TSS, toute erreur dans l'IF est amplifiée dans le chiffre TSS final.

Un exemple concret illustre l'ampleur du problème. Un coureur avec une allure seuil de 4:30/km fait une sortie longue vallonnée de 90 minutes : 45 minutes en montée à 5:30/km en moyenne et 45 minutes en descente à 4:00/km en moyenne. Sur terrain plat, l'allure globale serait d'environ 4:45/km. Mais la NGP appliquée aux segments descente pourrait créditer le coureur d'une allure plate équivalente d'environ 3:50/km pour les descentes, et la montée de 45 minutes pourrait être créditée d'un NGP d'environ 4:20/km. Mélangez les deux et la NGP globale sort autour de 4:05/km, donnant un IF de 4:30/4:05 = 1,10. Mettez ça dans la formule TSS : 1,5 heure × 1,10² × 100 = 181 rTSS.

La réalité physiologique de cette course est plus proche de 110 à 130 rTSS. La fréquence cardiaque du coureur a probablement été en moyenne autour du seuil pour la montée et a chuté significativement en descente (parce que la course en descente est cardiovasculairement plus facile même quand elle est mécaniquement plus dure). La charge cardiovasculaire cumulée était modérée, pas extrême. Mais le chiffre rTSS a été gonflé de 40 à 65 pour cent à cause de comment le modèle NGP lit les segments descente.

Pour des courses plus longues et plus raides, l'inflation empire. Un semi-marathon en montagne avec 800 mètres de dénivelé positif et 800 mètres de dénivelé négatif peut facilement produire des chiffres rTSS de 300 à 400 dans les grandes applis, alors que le vrai stress d'entraînement honnête — le chiffre qui informerait vraiment votre planification de récupération — est plus proche de 150 à 200.

Chaque appli a-t-elle le même bug, ou certaines gèrent-elles les collines correctement ?

La plupart des grandes plateformes héritent du même problème sous-jacent parce qu'elles utilisent toutes une variante de la courbe de Minetti ou un modèle similaire de coût métabolique pour calculer l'allure ajustée au grade. Les implémentations spécifiques diffèrent légèrement mais la direction systématique de l'erreur est la même.

• Strava utilise Grade-Adjusted Pace (GAP) qui est similaire à la NGP mais utilisé pour l'affichage d'allure plutôt que le calcul de charge. La fonctionnalité Fitness & Freshness de Strava utilise un modèle de charge différent (Suffer Score, dérivé des zones de fréquence cardiaque), qui n'a pas le même problème de surestimation en descente — mais les métriques similaires à rTSS de Strava dans certaines intégrations tierces en souffrent.
• TrainingPeaks utilise la NGP directement pour le calcul rTSS et est la plateforme la plus affectée pour les athlètes sérieux parce que le suivi de charge de TrainingPeaks (CTL, ATL, TSB) est le cadre de référence que la plupart des coachs utilisent. Les courses vallonnées produisent un rTSS gonflé dans TrainingPeaks, et la charge gonflée se reporte dans la Performance Management Chart.
• Garmin Connect calcule un Training Load course qui incorpore l'allure et le grade, et il surestime de la même façon les courses vallonnées. Le chiffre de Garmin est souvent plus bas que celui de TrainingPeaks pour la même course, mais il surestime quand même systématiquement les efforts vallonnés.
• Intervals.icu, Final Surge et la plupart des autres plateformes analytiques utilisent des formulations similaires et produisent des erreurs similaires. Le problème n'est pas spécifique à un vendeur — il est structurel au calcul de charge basé sur l'allure avec ajustement de pente.
• La puissance course Stryd offre une approche entièrement différente. Stryd mesure la puissance de course directement depuis un foot pod et calcule la charge depuis la puissance, pas l'allure, ce qui contourne le problème NGP. La métrique équivalente à TSS de Stryd (aussi appelée rTSS en interne) est plus cohérente à travers les courses vallonnées et plates — mais Stryd a ses propres particularités autour de la mesure de puissance en descente qui veulent dire que ce n'est pas non plus une solution parfaite.

Le problème n'est pas un bug dans le code d'une appli particulière — c'est une limitation du modèle sous-jacent. Chaque plateforme qui calcule la charge d'entraînement depuis l'allure et l'ajustement de pente en aura une version. La question est de savoir à quel point l'erreur compte pour vos décisions d'entraînement, pas quelle appli l'a « corrigée ».

Quelle est la meilleure métrique pour les courses vallonnées ?

La métrique de charge d'entraînement la plus honnête pour la course vallonnée est le TSS basé sur la fréquence cardiaque (hrTSS), qui calcule la charge depuis le temps passé en zone plutôt que depuis l'allure. La fréquence cardiaque reflète le vrai coût cardiovasculaire de l'effort peu importe le grade — si vous courez facile, votre FC est basse que vous montiez ou descendiez, et si vous poussez fort, votre FC est élevée peu importe la direction. Le hrTSS est structurellement immunisé au problème de surestimation de descente de la NGP parce qu'il ne dépend pas de l'allure du tout.

Le piège avec le hrTSS, c'est que la fréquence cardiaque a ses propres problèmes comme métrique de charge. Elle répond lentement (la FC ne saute pas immédiatement quand vous commencez un effort dur), elle dérive vers le haut avec la fatigue et la chaleur même quand l'effort est constant, et elle peut être distordue par la caféine, la déshydratation, la privation de sommeil et l'altitude. Le hrTSS produit une image moyenne raisonnable de la charge mais ce n'est pas parfait sur n'importe quelle sortie.

Pour les athlètes avec des capteurs de puissance Stryd, le rTSS basé sur la puissance est probablement l'option la plus précise pour l'entraînement vallonné parce que la puissance capture la vraie production de travail (qui est ce à quoi la charge devrait être proportionnelle) et ne dépend pas des suppositions allure-vers-effort que la NGP utilise. L'inconvénient, c'est que Stryd nécessite un équipement supplémentaire et ajoute de la complexité de configuration.

La solution la plus pratique pour la plupart des athlètes est de reconnaître que le rTSS n'est pas fiable sur les courses vallonnées et de le déduire manuellement en lisant leur journal d'entraînement. Une course en montagne de 300 rTSS n'est pas 300 rTSS de stress — c'est probablement 150 à 200, et l'athlète devrait planifier la récupération basée sur le chiffre honnête plutôt que sur le chiffre gonflé. C'est rudimentaire mais ça colle mieux à la réalité que de faire confiance à la sortie de l'appli.

À quel point ça compte pour les décisions d'entraînement ?

Pour les courses d'entraînement plates ou vallonnées, le rTSS est très bien et le problème peut être ignoré. Le modèle NGP fonctionne bien pour les changements de pente modérés et produit des chiffres de charge à peu près corrects. Les coureurs dont l'entraînement hebdomadaire est principalement plat (coureurs de route, coureurs de piste, la plupart des athlètes urbains) rencontreront rarement le problème et peuvent traiter le rTSS comme une métrique fiable.

Pour les trailers, les ultra-coureurs et toute personne qui s'entraîne significativement sur terrain raide, le problème est significatif et cumulatif. Sur un mois d'entraînement vallonné, l'inflation du rTSS peut faire croire à un coureur qu'il a accumulé 3 500 TSS hebdomadaires quand le chiffre honnête est plus proche de 2 500. Cette inflation de 40 pour cent compte pour deux raisons : elle surestime la forme de l'athlète (le TSS pilote la charge d'entraînement chronique dans la Performance Management Chart), et elle surestime la récupération nécessaire (les athlètes qui voient une sortie à 300 TSS planifient souvent du repos supplémentaire qui n'est pas physiologiquement nécessaire).

Pour les coachs travaillant avec des trailers, la solution pratique est généralement de passer au hrTSS ou à Stryd pour le suivi de charge et de traiter le rTSS basé sur l'allure comme un signal secondaire peu fiable. Plusieurs groupes de coaching spécialisés dans la course en montagne et en ultra ont publiquement discuté de ce problème et fait le changement formellement, mais ça ne s'est pas propagé dans les outils plus larges destinés aux consommateurs. Les trailers amateurs utilisant Strava et TrainingPeaks sans connaître l'inflation sont les athlètes les plus affectés par le problème et les moins susceptibles de le corriger.

Pour la course d'ultra spécifiquement, le problème peut distordre le journal d'entraînement entier de l'athlète. Une semaine qui inclut une course en montagne de 5 heures pourrait apparaître à 800+ TSS dans TrainingPeaks, ce qui est physiologiquement implausible et qui gonfle la charge d'entraînement chronique de façons qui font paraître le plan plus ambitieux qu'il ne l'est en réalité. Les coachs ultra expérimentés tendent à ignorer le TSS basé sur l'allure entièrement pour ces courses et à travailler depuis le hrTSS, le temps, le dénivelé positif ou l'effort subjectif.

Que faire à ce sujet dans votre propre entraînement ?

Si vous êtes principalement un coureur de route ou de piste, continuez à utiliser le rTSS — c'est très bien pour votre terrain et le problème vous affecte rarement.

• Si vous êtes trailer, ultra-coureur ou coureur en montagne, envisagez de passer au hrTSS comme métrique de charge principale. La plupart des plateformes analytiques vous permettent de configurer quel modèle TSS est utilisé, et le hrTSS vous donnera une image plus honnête de votre charge d'entraînement dans le temps.
• Si vous avez un capteur de puissance Stryd, utilisez le TSS basé sur la puissance pour les courses vallonnées. C'est plus précis que le rTSS basé sur l'allure et gère les segments descente plus correctement.
• Si vous êtes coincé avec le rTSS (pas de données de FC, pas de capteur de puissance, pas d'option pour changer la métrique), appliquez une déduction mentale aux courses vallonnées. Pour une course avec une descente significative, supposez que le rTSS affiché est 30 à 50 pour cent plus élevé que le vrai stress d'entraînement et planifiez la récupération en conséquence.
• N'utilisez pas le rTSS pour comparer directement les courses vallonnées et plates. Une sortie plate à 120 TSS et une course en montagne à 280 TSS ne sont pas « plus du double du stress » — elles sont probablement comparables en vrai coût physiologique. Les chiffres ne sont pas sur la même échelle.
• En révisant votre journal d'entraînement après un bloc de course principalement vallonnée, ne concluez pas que votre forme a explosé parce que votre charge d'entraînement chronique a monté en flèche. Une partie de cette augmentation est réelle ; beaucoup est de l'inflation de rTSS sur les courses vallonnées. Vérifiez croisé avec les résultats de course, les contre-la-montres ou les données de FC avant de tirer des conclusions sur les changements de forme.

Quelqu'un travaille-t-il sur un meilleur modèle ?

Oui, bien que les correctifs soient lents à atteindre les plateformes grand public. Les alternatives les plus prometteuses à la NGP impliquent une mesure directe de puissance (Stryd), des modèles combinés allure-FC qui pondèrent la FC plus lourdement sur terrain raide, et des ajustements plus simples basés sur le dénivelé positif qui ajoutent une charge fixe par mètre d'ascension sans appliquer la courbe de Minetti aux descentes. Quelques recherches académiques ont proposé des courbes d'ajustement de pente mises à jour qui gèrent mieux les descentes raides, mais celles-ci n'ont pas été intégrées à Strava, TrainingPeaks ou Garmin Connect dans les versions actuelles de ces plateformes.

Stryd a probablement fait le plus de progrès pratiques — la mesure de puissance course marche plutôt bien pour le terrain vallonné parce qu'elle capture le taux de travail réel directement, et les versions Stryd des métriques équivalentes à TSS sont plus cohérentes à travers les courses plates et vallonnées que les versions basées sur l'allure. L'inconvénient, c'est que Stryd nécessite d'acheter du matériel supplémentaire et de l'intégrer dans votre stack d'entraînement, ce qui est une barrière pour les utilisateurs occasionnels.

Les métriques de charge course basées sur la puissance critique (utilisant des concepts des modèles de puissance critique de Monod-Scherrer et Morton, adaptés à la course) sont une autre direction. Ces métriques évitent l'allure entièrement et modélisent la charge depuis la production de puissance et les seuils de puissance critique. Elles sont principalement utilisées dans des cadres académiques et par des coachs élites, pas dans des outils grand public, mais elles représentent un cadre plus défendable physiologiquement que le rTSS basé sur la NGP pour le terrain vallonné.

Pour l'instant, la réalité pratique est que le rTSS reste la métrique de charge par défaut dans chaque grande appli de course, et les athlètes qui s'entraînent sur terrain significatif doivent comprendre ses limitations et les corriger plutôt que d'attendre que les plateformes corrigent le problème.