Que faut-il pour réussir une compétition HYROX®?

Les compétitions de type hybride ou multimodale, telles que HYROX®, combinent des segments de course à pied et des stations d’exercices fonctionnels standardisés. L’enchaînement rapide de ces séquences rapides impose une capacité importante à gérer des transitions rapides entre des efforts de nature différente¹.

Qu’est-ce qu’une compétition de HYROX® ?

Une compétition de HYROX® regroupe 8 stations distinctes intercalées de course à pied. Le tableau 1 résume les séquences avec les différentes distances et charges utilisées. Bien que populaire, ces compétitions standardisées n’ont pas bénéficié d’une attention importante de la part de la communauté scientifique. Les premières données disponibles suggèrent qu’une compétition HYROX® induit une charge interne (effort physiologique) élevée et soutenue, avec une intensité cardiorespiratoire importante et une contribution significative des voies anaérobies, particulièrement lors des stations fonctionnelles². La difficulté de ce type de compétition est double : il faut être en mesure de performer sur chaque épreuve individuellement et être capable de soutenir la séquence, c’est-à-dire, les efforts successifs.

Qu’avons-nous fait pour déterminer les efforts requis pour ce type de compétition ?

S’il s’avère plus aisé de mesurer les efforts et les contraintes métaboliques pour chaque épreuve individuelle, il est plus difficile de déterminer ou de quantifier l’effet séquentielle de ce type de compétition chez l’athlète.

Afin de combler cette lacune, j’ai décidé de mesurer différents paramètres métaboliques lors d’une compétition simulée de Demi-HYROX® (moitié des distances d’un HYROX® complet, même charges soit les charges Femmes Open).
Plusieurs mesures ont été effectuées sur une participante lors d’une simulation d’une course de type DEMI-HYROX®.

La participante était expérimentée dans ce type d’épreuve et a complété la totalité des stations en approximativement 40 minutes. Afin d’ajouter une dose de réalisme, la participante était assistée d’un lapin pour simuler une course réelle. Le Demi-HYROX® a été réalisé à l’intérieur et la course a été effectuée sur tapis roulant motorisé où la participante gérait sa vitesse.

Elle était munie d’un analyseur de gaz portable pour quantifier la consommation d’oxygène (VO2Master), d’un cardiofréquencemètre (Wahoo) pour mesurer les fréquences cardiaques, d’un capteur de température (COREtemp) pour mesurer la température corporelle interne et périphérique, d’un capteur NIRS pour mesurer la saturation musculaire en oxygène de la cuisse (Moxy monitor), d’un capteur de puissance pour mesurer la puissance mécanique à la course (Stryd). Les puissances sur Ergomètres (SkiErg et Aviron) ont été recueillies à l’aide des consoles PM5 sur les appareils.
Je tiens particulièrement à remercier Émilie Boileau (participante) et Magalie Frappier (lapin) du Centre Team Boileau qui ont généreusement accepté de participer à ce projet.

Qu’elles sont les variables qui ont été mesurées pour déterminer les efforts requis ?

Lors de ce projet, les variables suivantes ont été mesurées :

• VO₂ : La VO₂ (consommation d’oxygène) correspond au volume d’oxygène que le corps utilise par minute pour produire de l’énergie, surtout via le métabolisme aérobie. Plus l’intensité de l’effort augmente, plus la VO₂ monte (jusqu’à une limite individuelle : la VO₂max). Concrètement, on la mesure avec une analyse des gaz respiratoires : l’athlète respire dans un masque et un analyseur (souvent respiration par respiration) quantifie l’oxygène inspiré et l’oxygène expiré, ce qui permet d’estimer la VO₂ en continu pendant l’effort, y compris sur le terrain avec des systèmes portables.
  
• VE : La VE (ventilation minute) correspond au volume total d’air respiré en 1 minute. C’est, en gros, combien d’air on fait entrer et sortir pour amener de l’oxygène et éliminer le CO₂. Elle dépend de deux composantes : la fréquence respiratoire (resp/min) et le volume courant (air par respiration). On la mesure avec le même type de système que pour la VO₂ (masque + analyseur métabolique) : l’appareil mesure le débit d’air à chaque respiration.
  
• FC : La fréquence cardiaque (FC), représente le nombre de battements du cœur par minute (bpm). Avec un capteur thoracique, la mesure se fait grâce à des électrodes au contact de la peau qui détectent le signal électrique du cœur (type ECG) et mesurent les intervalles R–R (temps entre deux battements). La FC est ensuite calculée à partir de ces intervalles et transmise (Bluetooth/ANT+) à une application. Les données peuvent être filtrées pour limiter les artefacts (mauvais contact, mouvements, etc.).
  
• SmO2 : La SmO₂ est une estimation de la saturation en oxygène au niveau du muscle mesurée localement (à l’endroit où est posé le capteur). Elle reflète l’équilibre entre l’apport d’O₂ (débit sanguin/oxygénation) et l’utilisation d’O₂ par le muscle. Elle est mesurée avec un capteur NIRS (spectroscopie dans le proche infrarouge) posé sur la peau : le capteur émet de la lumière infrarouge, analyse la lumière “renvoyée” par les tissus et estime la proportion relative d’oxyhémoglobine et de désoxyhémoglobine dans le volume exploré, puis la convertit en SmO₂ (%). En pratique pendant l’effort la SmO₂ baisse quand l’utilisation d’O₂ dépasse l’apport (intensité qui monte), et remonte quand l’intensité baisse ou en récupération (re-perfusion/re-oxygénation).
  
• Température centrale et périphérique : La température centrale correspond à la température des organes “profonds” (tronc, cerveau, cœur), c’est-à-dire la température interne que le corps cherche à maintenir dans une plage étroite pour garantir le bon fonctionnement physiologique. Pendant l’exercice, elle a tendance à augmenter car la production de chaleur liée au métabolisme s’élève. Suivre la température centrale est important car c’est un bon indicateur de la contrainte thermique : plus elle monte, plus l’organisme doit mobiliser des mécanismes de thermorégulation (augmentation du débit sanguin vers la peau, sudation), ce qui peut impacter la performance, la perception d’effort et le risque de surchauffe en conditions chaudes/humides. Elle a été mesurée à l’aide d’un capteur positionné au niveau du tronc. La température périphérique est la température de la peau au niveau où le capteur est en contact. Elle est beaucoup plus variable que la température centrale, car elle dépend fortement de l’environnement et des échanges de chaleur : température extérieure, vent, pluie, vêtements, transpiration/évaporation, exposition au soleil, etc. En pratique, la température de peau renseigne sur la façon dont le corps dissipe (ou au contraire conserve) la chaleur à la surface : une peau plus chaude peut refléter une forte perfusion cutanée et/ou un environnement qui limite la perte de chaleur ; une peau plus froide peut apparaître avec le refroidissement par le vent, l’eau, ou une réduction du flux sanguin cutané.
  
• Puissance mécanique : Elle représente le travail effectué au sens physique. La puissance mécanique a été mesuré à l’aide d’un capteur de puissance installé sur le pied pour les séquences de courses. Pour les épreuves de simulation de ski (SkiErg) et d’aviron (RowErg), les capteurs propres aux consoles ont permis de visualiser les valeurs (Concepts2, PM5).

Comment peut-on évaluer l’effort requis pour chaque station ?

À partir des données métaboliques il a été possible de dérivé des indicateurs permettant d’évaluer les contraintes exercées par chacune des séquences d’un compétition HYROX® chez notre participante.

J’ai observé l’écart entre les valeurs mesurées pour chacune de nos variables entre le début et la fin de chaque station. Afin d’obtenir une lecture plus appropriée, les valeurs ont été normalisées à travers un petit processus mathématique. Cette procédure de normalisation permet plus facilement de comparer les valeurs entre différentes stations et entre différentes personnes. Voici les détails pour cette variable permettant de mesurer les exigences métaboliques de chaque station « individuellement » :

DISN

La DISN (Dérive Intra-Section Normalisée) est un indicateur qui décrit à quel point une variable augmente ou diminue pendant une section, en rapportant ce changement à la réserve physiologique individuelle de la participante.

On calcule d’abord la dérive “brute” sur la section :

• fin 15 s : moyenne de la variable sur les 15 dernières secondes de la section/épreuve
• début 15 s : moyenne sur les 15 premières secondes de la section
  → fin 15s – début 15s = l’évolution au cours de la section

Puis on la normalise par la réserve disponible :

• base = valeur de référence pré-départ
• max = valeur maximale observée (ou maximale individuelle)

DISN = (fin 15s − début 15s) / (max − base)

La DISN permet de comparer la dérive entre athlètes ou encore entre variables, même si leurs valeurs absolues sont très différentes, car tout est exprimé en fraction de leur marge physiologique.

Une DISN élevée et positive indique que la variable monte fortement pendant la section par rapport à ce qu’il reste possible de monter (réserve). On l’associe à un effort important mobilisant beaucoup de ressources.

Une DISN proche de 0 indique une variable stable au cours de la section. Il s’agit d’un effort ne perturbant pas ou très peu la variable observée, généralement un effort d’intensité relativement modérée.

Une DISN négative indique que la variable baisse pendant la section et est synonyme de récupération aigue.

J’ai également combiné certaines variables afin d’obtenir un portrait potentiellement plus complet. Par exemple…

O2/SmO2

C’est une façon simple d’exprimer la demande systémique (VO₂) par rapport à l’état d’oxygénation locale d’un muscle à l’effort (SmO₂). Autrement dit, combien d’oxygène le corps consomme alors que le muscle est plus ou moins bien oxygéné. Un ratio plus élevé (VO₂ haut et/ou SmO₂ bas) suggère une situation où l’exercice impose une forte demande métabolique et/ou une désoxygénation musculaire importante survient. Ce déséquilibre entre ce qui se passe dans le système et dans le muscle peut indiquer un coût physiologique élevé ne permettant pas de maintenir l’intensité (donc, un gros effort qui génère de la fatigue). Un ratio plus faible (VO₂ plus bas et/ou SmO₂ plus haut) suggère un meilleur synchronisme apport-utilisation au niveau musculaire pour une demande donnée. L’effort est alors potentiellement plus économique ou mieux toléré localement.

Comment mesurer l’effet cumulé de la séquence d’épreuve ?

Afin d’être en mesure d’observer si les efforts sur certaines stations entraînent une fatigue telle, que cette dernière se répercute sur l’exercice suivant, j’ai créé une variable visant à quantifier la fatigue résiduelle.

Voici la charge résiduelle normalisée…

CR

La CR (charge résiduelle) normalisée vise à quantifier le niveau physiologique restant au tout début d’une section, c’est-à-dire ce que la participante traîne de la section précédente (récupération incomplète, transition trop courte, enchaînement exigeant).

On compare le début de la section à la valeur de référence (base), puis on exprime l’écart en fraction de la réserve individuelle :

CR normalisée = (début 15s − base) / (max − base)

• début 15s : moyenne de la variable sur les 15 premières secondes de la section (état d’entrée)
• base : valeur de référence pré-départ (repos /valeur initiale)
• max : valeur maximale individuelle (plafond observé/estimé)
• (max − base) : la réserve physiologique disponible pour cette variable

Cette valeur permet d’obtenir une mesure standardisée de la récupération effective entre sections : plus la CR est élevée, plus on entame la section suivant avec une fatigue résiduelle des efforts précédent. Cette donnée aide à détecter des transitions coûteuses ou un enchaînement où la récupération est insuffisante.

Une CR ≈ 0  ou inférieure à 0 est synonyme d’une récupération adéquate et peu de fatigue devrait subsister.

Une CR positive élevée signifie une charge résiduelle importante où la récupération est incomplète et que la fatigue précédemment générée persiste et risque d’affecter les performances par la suite.

Comment combiner l’ensemble de ces facteurs ?

Pour quantifier l’effort de façon plus large, j’ai simplement choisi, pour chaque station, d’additionner les efforts requis par la station avec la charge résiduelle pour obtenir le niveau de sollicitation de chaque station.

Voici la sollicitation…

Sollicitation

La sollicitation totale est un indicateur global qui vise à résumer, pour une section donnée, la contrainte physiologique associée au segment en combinant :

1. ce que l’on “hérite” au début (récupération incomplète / transition)
2. ce que la section “ajoute” pendant son déroulement (dérive intra-section)

Sollicitation totale = DISN + CR

• DISN (dérive intra-section normalisée) : [(fin 15s − début 15s) / (max − base)]
• CR (charge résiduelle normalisée au début) : [(début 15s − base) / (max − base)]

Donc, en développant : Sollicitation totale = (fin 15s − début 15s)/(max − base) + (début 15s − base)/(max − base)
ce qui se simplifie en : Sollicitation totale = (fin 15s − base) / (max − base)

Voici comment interpréter la sollicitation :

• Elle représente le niveau atteint en fin de section, exprimé comme fraction de la réserve physiologique ((max−base)).
• Valeur élevée : la section se termine “haut” relativement au potentiel individuel → forte sollicitation globale.
• Valeur faible / proche de 0 : fin de section proche de la base → faible sollicitation (ou section peu coûteuse, ou bonne récupération/gestion).

• Très pratique pour comparer l’intensité globale des sections (run vs station, sections successives, etc.) en neutralisant les différences inter-individuelles.
• Et surtout, elle permet de distinguer deux profils menant à une même sollicitation finale :
  • CR élevée + DISN faible : on démarre déjà très fatigué, la section ajoute peu de fatigue.
  • CR faible + DISN élevée : on démarre plus reposé, mais la section fait fortement dériver la variable.

Qu’est-ce qui s’est avéré le plus difficile lors de l’épreuve ?

Le tableau 2 présente les exigences systémiques et périphériques de chaque étape de l’épreuve Demi-HYROX® réalisée par la participante de façon spécifique (DISN), cumulée (CR) et totale (Sollicitation).

Les zones ombragées en vert représentent des périodes où l’on observe une réduction de la charge métabolique et qu’une certaine récupération est observée. De façon plus spécifique, les zones vertes DISN indiquent que l’effort réalisé lors de l’exercice permet une récupération systémique et/ou périphérique selon la mesure observé (consommation d’oxygène systémique ou saturation musculaire en oxygène de la cuisse, respectivement). Les zones vertes CR indiquent un faible transfert de fatigue de l’exercice précédent vers l’exercice actuel.

Les zones ombragées en orange représentent des périodes où l’on observe une augmentation importante de la charge métabolique et l’apparition de fatigue. Les zones orangées sous DISN indiquent un effort important pendant l’exercice alors que les zones orangées sous CR indiquent un transfert de fatigue important en provenance de l’exercice précédent.

Les étapes (ligne) comportant le plus de zones orangées signifient un moment où soit les efforts sont importants et génèrent une quantité non négligeable de fatigue. Il est possible de constater que l’étape H2-Skierg marque un premier moment générant une quantité importante d’effort et de fatigue tant au niveau systémique que périphérique. Un tel effort en début de parcours doit alors être accompagné d’une phase subséquente de récupération afin d’éviter une accumulation de plus en plus importante de la fatigue, menant inévitablement à une réduction des performances. La course suivante (HC3-Course) se doit dès lors d’être réalisée à une intensité permettant la réoxygénation périphérique et un jumelage adéquat entre l’effort systémique (VO2) et périphérique. Toujours dans le tableau 2, nous pouvons voir que les exigences de cette course au niveau systémique (VO2 DISN : -0.11) permettent une certaine reprise, mais demeurent insuffisantes pour assurer une réoxygénation du muscle de la cuisse (SmO2 DISN : 0.64). La combinaison H2-Skierg et HC3-Course entraîne une accumulation importante de fatigue dans les membres inférieures, tel qu’illustré par les valeurs de charge résiduelle sur HC3-Course et H4-Poussée de traineau (SmO2 CR : 0.97 et 0.93 respectivement). Si l’exercice H4-Poussée de traineau s’était avéré plus long (comme dans les événements complet), la séquence H2-HC3-H4 aurait pu affecter les performances et potentiellement affecter négativement les résultats globaux (diminution des performances subséquentes à cause d’une trop grande accumulation de fatigue).

L’étape H6-Traction de traineau a été bien tolérée au niveau systémique, mais causée plus de difficultés au niveau de la périphérie (SmO2 DISN : 1.85) entraînant une fatigue qui n’a pas pu être récupérée pendant HC7-Course et H8-Burpees avec saut en longueur. Cette accumulation de fatigue pourrait affecter la capacité à générer de la puissance lors des H8-Burpees saut en longueur, réduisant la distance parcourue lors de chaque saut et occasionnant une augmentation du nombre de sauts requis pour parcourir la distance.

On peut remarquer qu’après l’étape H6-Traction de traineau, la charge résiduelle systémique (VO2) se maintient relativement constante jusqu’à l’étape H16-Projection de ballon, indiquant une incapacité à pleinement recouvrir la pleine capacité systémique.

L’étape H10-Aviron a affecté les membres inférieurs de façon importante (SmO2 DISN : 1.99 pour une sollicitation de 2.19), fatigue périphérique qui n’a pu être évacué lors de la course subséquente (HC11-Course).

À partir de l’étape H10-Aviron, on observe une importante fatigue et un niveau d’effort assez important ciblant les membres inférieurs, principalement à cause de la charge résiduelle provenant de l’aviron et de la nature des exercices subséquents (course, marche avec charge et fentes). La séquence s’échelonnant de HC11 à HC15 a réduit considérablement les capacités musculaires des muscles de la cuisse, pouvant réduire leur implication lors du mouvement de projection de ballon et mettant l’emphase sur les membres supérieurs pour compléter la tâche.

En rétrospective, un effort moins intense sur le H2-Skierg et possiblement une ou deux séquences de courses (HC5 et HC7) commençant plus lentement pour favoriser une réoxygénation plus importante des cuisses, auraient potentiellement permis une fin de parcours plus rapide (HC13 et HC15). Cette stratégie aurait peut-être favorisé un temps total plus rapide.

Les figures 1 et 2 nous présentent la séquence complète des efforts au niveau de l’effort ponctuel de chaque étape (figure 1) et de la charge résiduelle cumulée tout au long de la compétition (figure 2).

À la lumière de ces données, il semble intéressant pour l’athlète de travailler sur une meilleure capacité périphérique (tolérance à la fatigue musculaire) à tolérer l’effort plutôt qu’à chercher à améliorer la capacité systémique (Capacité aérobie et cie.). Sachant ceci, il devient intéressant de cibler le développement de l’endurance musculaire locale ainsi que la puissance anaérobie. Une amélioration de ces qualités pourrait possiblement favoriser de léger gain lors des étapes plus « fonctionnelles », limiter l’accumulation de la fatigue et ainsi moins dépendre de la course comme étape de récupération. Il s’avère difficile de gagner beaucoup de temps sur les étapes plus fonctionnelles lors d’une épreuve multimodale de type Demi-HYROX® et la majorité des gains peuvent se faire à la course. Toutefois, pour y arriver, il faut 1) ne pas accumuler trop de fatigue lors des étapes fonctionnelles et 2) être en mesure de soutenir une vitesse de course relativement élevée sans accumuler de fatigue.

Bien évidemment, il est important de bien individualiser l’approche en fonction des capacités et limitations de chaque athlète. Dans le cas présent, l’athlète présente une capacité aérobie élevée qui, afin de progresser, nécessiterait beaucoup de ressources pour de très légers gains. L’amélioration des performances sur les stations fonctionnelles ne permettraient pas un gain important de temps sur l’ensemble de l’épreuve. Il faut alors chercher à améliorer les capacités physiologiques requises pour les étapes fonctionnelles sans nécessairement chercher à les terminer plus rapidement, mais bien dans un temps acceptable tout en évitant de générer de la fatigue. De cette façon, la course peut être réalisé à une intensité plus élevée et potentiellement réduire de façon plus importante le temps requis pour parcourir la distance, sans cause de fatigue se transférant vers l’étape suivante.

Plus concrètement…

Afin de soutenir la charge systémique requise pour une épreuve multimodale courte (comme une épreuve Demi-HYROX®), il est préférable d’éviter que l’intensité des sections course dépassent 85% de la capacité aérobie. Comme les épreuves de course sont réalisées sur le plat, nous pouvons estimer que chaque km/h de vitesse correspond environ à 3.5 mLO₂ x kg^-1 x min^-1. Une course à 10 km/h équivaut approximativement à 35 mLO₂ x kg^-1 x min^-1. Une capacité aérobie minimale pour soutenir une course à 10 km/h sur 500m en évitant d’accumuler de la fatigue devrait se situer environ à 42 mLO₂ x kg^-1 x min^-1, idéalement plus proche du 45-47 mLO₂ x kg^-1 x min^-1. Plus la capacité aérobie est importante, plus une vitesse de course « sans fatigue » est soutenable et plus il est possible de réduire le temps de l’épreuve. Comme la course compte pour plus de 60% de la durée de l’épreuve, il devient intéressant d’être en mesure de soutenir une intensité plus élevée sans générer de fatigue afin d’éviter une accumulation progressive de fatigue (charge résiduelle) d’une épreuve fonctionnelle à l’autre, menant à une diminution des performances ou encore à l’abandon.

Pour les épreuves fonctionnelles, il est plus difficile de déterminer les exigences minimales. Toutefois, il est possible de gagner très peu de temps sur ces épreuves et « ouvrir la machine » sur ces étapes risques de créer un trop plein de fatigue entraînant un ralentissement trop important de la course ou encore de l’abandon pur et simple. L’athlète de HYROX® doit donc être en mesure de réaliser les étapes fonctionnelles avec un minimum de rapidité, mais surtout en accumulant tout juste assez de fatigue pour être en mesure de courir environ à 80% de sa capacité aérobie et évacuer la fatigue périphérique (réoxygénation SmO₂).

Dans le cas de notre participante, un arrêt complet de 15 à 20s immédiatement après une épreuve fonctionnelle apparaît comme suffisant pour que les valeurs de SmO₂ de la cuisse retrouvent leur valeur initiale. En observant un arrêt complet, on diminue drastiquement la consommation d’oxygène des muscles alors que les systèmes ventilatoire et cardiovasculaire poursuivent leur contribution en apportant des quantités importantes d’oxygène aux muscles. Ce découplage entre la consommation d’oxygène des muscles et l’approvisionnement permet d’augmenter rapidement et de façon importante la concentration d’oxygène musculaire. Cette stratégie d’arrêt bref et complet à la fin d’une section fonctionnelle éprouvante pourrait permettre plus facilement le maintient d’une vitesse de course un peu plus importante sans devoir, en plus de courir, renflouer l’oxygène musculaire. Cette « perte de temps » de quelques secondes pourraient permettre d’éviter une accumulation trop importante de fatigue. Si une épreuve fonctionnelle s’avère ton difficile, il semble plus favorable de prendre une pause complète et non en léger jogging, pour évacuer une grande partie de la fatigue.

En ce qui concernant l’intensité déployée lors des épreuves fonctionnelles, de façon approximative il semble préférable de soutenir une intensité pouvant être maintenue sur une durée de 30 à 50% de la durée réelle de l’épreuve fonctionnelle. Par exemple, si la poussée de traineau nécessite environ 60 secondes pour parcourir la distance de 25 mètres à plein régime, lors de l’événement l’athlète devrait soutenir une intensité permettant de compléter l’épreuve en 75 à 90 secondes afin de minimiser l’accumulation excessive de fatigue tout en maintenant un temps de performance adéquat. Sur l’aviron, si le meilleur temps de l’athlète est de 2 minutes 20 secondes, il faudrait maintenir un rythme permettant de compléter les 500 mètres entre 2 minutes 40 secondes et 3 minutes 45 secondes selon le niveau de fatigue présent au début de l’épreuve.

Ce qui semble assez certain, c’est que de tenter de pousser au maximum à chaque étape de l’épreuve multimodale occasionne une accumulation trop importante de fatigue pour des gains trop modestes en temps (petite réduction de temps sur les épreuves fonctionnelles, trop de réduction de temps sur la course à cause de la fatigue).

En conclusion, les épreuves multimodales nécessitent une préparation adaptée à l’athlète et permettant d’appliquer la meilleure stratégie. Il importe alors de bien mesurer les capacités de l’athlètes en lien avec les exigences de chaque étape ainsi que de considérer l’effet cumulé des efforts réalisés.

Références

1.          Villarroel López, P. & Juárez Santos-García, D. High Intensity Functional Training in Hybrid Competitions: A Scoping Review of Performance Models and Physiological Adaptations. Journal of Functional Morphology and Kinesiology 10, 365 (2025).

2.          Brandt, T., Ebel, C., Lebahn, C. & Schmidt, A. Acute physiological responses and performance determinants in Hyrox© – a new running-focused high intensity functional fitness trend. Frontiers in Physiology 16(2025).