Charge physique et mentale de travail : Borg, fréquence cardiaque, NASA-TLX

La charge de travail désigne ce que la tâche impose à la personne (contrainte) et la façon dont elle la ressent et la supporte (astreinte). On distingue la charge physique, la charge mentale et la charge émotionnelle. La contrainte est mesurée à l'extérieur de la personne, l'astreinte à l'intérieur : à contrainte identique, deux sujets présentent des astreintes différentes selon leur âge, leur entraînement, leur état de forme.

Charge physique

Perception de l'effort : l'échelle de Borg RPE (6 à 20) est approximativement liée à la fréquence cardiaque (RPE × 10 ≈ FC en battements par minute, pour des adultes jeunes ; la relation varie avec l'âge et la condition physique). L'échelle CR10 (0 à 10) est une autre échelle, à rapport proportionnel.
Fréquence cardiaque de travail : l'astreinte cardiaque peut être exprimée en pourcentage de la réserve cardiaque (méthode de Karvonen) : %FCR = (FC travail − FC repos) / (FC max − FC repos) × 100. La FC max est estimée par 220 − âge (approximation à ± 10 bpm) ou par formules plus récentes ; elle est mesurée en test maximal si possible. Pour une journée de travail, on cite parfois des repères de l'ordre de 30 à 40 % de la réserve ; ce repère n'a pas pu être confirmé dans une source primaire, il varie selon les auteurs et ne doit pas servir de seuil réglementaire.
Consommation d'oxygène : mesure plus fiable que la FC, mais plus lourde à mettre en œuvre.

Charge mentale

La charge mentale n'est pas directement observable. On la mesure par la performance sur une double tâche, par des indicateurs physiologiques (variabilité cardiaque, pupillométrie) et surtout par des questionnaires. Le plus utilisé est le NASA-TLX (Hart et Staveland, 1988) : six dimensions (exigence mentale, physique, temporelle ; performance ; effort ; frustration) cotées de 0 à 100. Dans la version complète, quinze comparaisons deux à deux donnent un poids de 0 à 5 à chaque dimension ; le score global est la somme des produits cote × poids divisée par 15. La version simplifiée « Raw TLX » prend la moyenne simple des six cotes. La norme ISO 10075 définit la terminologie de la charge mentale.

Limites

Les échelles subjectives dépendent du contexte et de la culture. Il n'y a pas de seuil universel de NASA-TLX : on compare des situations entre elles ou à une situation de référence. Comparer la charge d'un entraîneur pendant un match à sa charge à l'entraînement est plus pertinent qu'un score isolé.

Exemple : un arbitre de handball combine charge physique (courses, sprints) et charge mentale (décisions rapides sous pression sociale). Mesurer la FC par capteur et faire passer un NASA-TLX à la mi-temps et à la fin du match donne deux regards complémentaires.

🎯 À retenir

Contrainte = exigence de la tâche ; astreinte = coût pour la personne.
Borg RPE 6-20 : RPE × 10 ≈ FC, approximation chez l'adulte jeune.
%FCR = (FC travail − FC repos) / (FC max − FC repos) × 100.
NASA-TLX : six dimensions, 15 comparaisons, score pondéré /15 ; Raw TLX = moyenne simple.
Pas de seuil universel : comparer des situations.

%FCR = (FC_trav − FC_repos) / (FC_max − FC_repos) × 100

Pourcentage de réserve de fréquence cardiaque

FC_trav : fréquence cardiaque moyenne au travail (bpm)
FC_repos : fréquence au repos (bpm)
FC_max : fréquence maximale (bpm)

📌 (120 − 60) / (190 − 60) × 100 ≈ 46 %.

⚠️ Erreurs fréquentes

Utiliser 220 − âge comme valeur exacte alors qu'elle est une estimation avec une grande dispersion.
Interpréter un score NASA-TLX comme une valeur absolue.

Pour s'entraîner

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