Activité physique et sédentarité

Les variabilités intra-individuelles et interindividuelles de l’AP et de la sédentarité au quotidien font de l’évaluation de ces comportements une tâche difficile dans le cadre de la

vie courante. Plusieurs méthodes permettent de mesurer les activités physiques et la sédentarité.

La qualité de ces mesures est essentielle pour décrire ces comportements, étudier leur relation avec un indicateur de santé, suivre leur évolution dans une population ou pour évaluer l’efficacité des interventions visant à augmenter le niveau d’AP ou à réduire la sédentarité.

La fiabilité, la validité et la sensibilité des instruments sont des éléments à prendre en considération (Warren et al. 2010) :

- la fiabilité correspond à la reproductibilité d’une méthode c’est à dire à sa capacité à fournir un résultat identique lorsque la méthode est utilisée à plusieurs reprises dans un même contexte, par la même personne ou par des personnes différentes ;

- la validité fait référence à la capacité de l’instrument à mesurer ce qu’il est sensé mesurer. La validité sur critère correspond à la validation de l’instrument par rapport à une méthode objective ou une méthode de référence. La validité absolue consiste à comparer un résultat, par exemple le temps passé dans une activité, à un résultat de même nature obtenu par une méthode objective. La validité relative consiste à valider un instrument par rapport à un instrument similaire ;

- la sensibilité au changement représente la capacité de l’instrument à détecter un changement au cours du temps.

Parmi les méthodes de mesure de l’AP et de la sédentarité, les méthodes déclaratives et les méthodes dites « objectives » sont distinguées. Dans les premières, le sujet rapporte lui-même ses activités à l’aide d’un questionnaire auto-déclaré, dans les secondes, elles sont enregistrées par des appareils ou tracées par des paramètres biologiques. Les atouts et les limites de chaque méthode ont fait l’objet de publications (INSERM 2008, Strath et al.

2013), nous nous attacherons ici à en rappeler les points essentiels.

A partir de la distinction faite par Lamonte et al. (2001) entre AP et dépense énergétique, nous distinguons les méthodes de mesure du comportement (actif ou sédentaire) des méthodes de mesure de la dépense énergétique (Tableau 5).

Tableau 5. Méthodes de mesure des comportements (activité physique et sédentarité) et de la dépense énergétique (adapté de LaMonte and Ainsworth 2001)

Activité physique/Sédentarité (comportements)

Dépense énergétique (coût énergétique des

comportements) Méthodes objectives Observation

Actimétrie (podomètre,

accéléromètre, autres capteurs de mouvement)

Calorimétrie indirecte (chambre calorimétrique, canopy, eau doublement marquée)

Enregistrement de la fréquence cardiaque

Méthodes déclaratives Rappel d’activités (questionnaire) Relevé d’activités (journal)

2.4.1.1 Méthodes déclaratives

Les méthodes déclaratives reposent sur la participation du sujet qui rapporte son activité en temps réel au moyen d’un journal ou sur une période de rappel de temps variable, à l’aide de questionnaires. En cas de difficulté pour le répondant à rapporter lui-même son activité, une tierce personne peut être sollicitée.

Journal d’activité 2.4.1.1.1

Le journal d’activité consiste en un relevé régulier des activités physiques ou sédentaires par le sujet lui-même. La fréquence du relevé peut varier de quelques minutes à quelques heures et est généralement limité à quelques jours. Le journal peut être utilisé comme outil de mesure seul. Toutefois, il est fréquemment utilisé en association avec une autre méthode, soit pour compléter la mesure en recueillant d’autres informations, soit pour étudier les propriétés psychométriques des questionnaires, souvent en complément d’une mesure objective. Le journal peut prendre la forme d’un recueil papier ou d’un recueil électronique et peut également s’intégrer dans le cadre d’une Evaluation Ecologique Instantanée (Ecological Momentary Assessment - EMA) (Dunton et al. 2009, Kanning and Schlicht 2010).

Cette méthode, peu coûteuse, permet de relever des données détaillées chez un grand nombre de sujets en même temps. Elle nécessite toutefois une bonne coopération des sujets.

Questionnaire 2.4.1.1.2

Le questionnaire est l’instrument le plus répandu et le plus utilisé. Il peut être auto-administré, administré par un enquêteur (entretien en face-à-face ou téléphonique) ou par une tierce personne (parent, aidant). Les questionnaires varient dans leur forme, leur contenu et les indicateurs calculés.

Concernant l’AP, les questionnaires sont traditionnellement conçus de façon à ce que le sujet rapporte le type d’activité pratiquée, la fréquence, la durée et l’intensité. Ils se présentent sous différentes formes (papier, assisté par ordinateur, à remplir sur le web).

Leurs périodes de rappel sont variables, pouvant s’étendre sur la vie du sujet.

De nombreux questionnaires de mesure de l’AP ont été élaborés en langue anglaise (Helmerhorst et al. 2012, Pereira et al. 1997) et l’étude de leurs qualités psychométriques⁶ ont fait l’objet de publications pour différents groupes de populations : jeunes (Chinapaw et al. 2010), adultes (van Poppel et al. 2010) et personnes âgées (Forsén et al. 2010). Les questionnaires disponibles en langue française sont moins nombreux et leurs propriétés psychométriques sont de qualité variables (Vuillemin et al. 2012).

Concernant la sédentarité, le temps passé devant un écran (télévision, vidéo, jeux vidéo, ordinateur) est actuellement l’indicateur le plus utilisé. Certains questionnaires de mesure de l’AP ont intégré des mesures de temps passé assis et de temps d'écran, généralement au cours des loisirs, le temps-écran professionnel étant rarement rapporté. Des questionnaires spécifiques à la mesure de l’activité sédentaire ont également été élaborés, pour les adolescents (Hardy et al. 2007), les adultes (Marshall et al. 2010, Rosenberg et al. 2010) et les personnes âgées (Gardiner et al. 2011, Visser and Koster 2013). Ces questionnaires peuvent être spécifiques d’un domaine, comme le travail (Chau et al. 2011), ou permettent, comme pour l’AP, d’apprécier différents domaines d’activité (le temps passé dans une file d’attente ou à lire). Les propriétés psychométriques de ces instruments n’ont pas été étudiées en langue française.

6 les qualités psychométriques (sensibilité, fiabilité et validité) permettent de déterminer la fiabilité d'un instrument.

Figure 6. Guide d’utilisation pour les questionnaires d’activité physique, en 6 étapes (adapté de Ainsworth et al. 2012).

L’utilisation des questionnaires est très répandue, mais pose la question de la difficulté d’en établir la validité. En effet, hors de l’observation directe, il n’existe pas de critères de référence (étalon or) pour les comportements actifs et sédentaires (Gabriel et al. 2012). Les études de validation des questionnaires utilisent généralement les accéléromètres comme mesures objectives, les résultats des comparaisons entre les méthodes ont toutefois montré des niveaux de reproductibilité et de validité faibles à modérés (Helmerhorst et al. 2012) ; cela pourrait s’expliquer par le fait que les questionnaires et les accéléromètres ne mesurent pas les mêmes paramètres d’activités ou le font avec des niveaux de précision et de reproductibilité variables.

Afin d’améliorer la qualité et la précision des estimations dérivées des questionnaires, certains auteurs ont proposé un guide d’utilisation de ce type d’instrument, composé de 6 étapes : identification des besoins, choix de l’instrument, recueil des données, analyse des données, score, interprétation des données) (Figure 6 ; Ainsworth et al. 2012).

Conclusion 2.4.1.1.3

Les méthodes déclaratives sont les moins coûteuses et les plus faciles à mettre en œuvre pour recueillir des données simultanément dans de grands échantillons et en un temps court (Warren et al. 2010). Elles permettent de rendre compte de paramètres quantitatifs et qualitatifs de l’activité non pris en compte par d’autres méthodes et peuvent fournir des estimations de dépense énergétique ou de temps passé à des activités dans différentes catégories d’intensité à l’échelle d’un groupe (Warren et al. 2010). Ces méthodes apportent également des informations liées à la perception de l’activité par le pratiquant et permet ainsi d’étudier les concordances entre les résultats des mesures déclaratives et les résultats des mesures objectives. Les limites des méthodes déclaratives (Sallis and Saelens 2000), et des questionnaires en particulier (Shephard 2003), ont été largement soulignées : biais de rappel, de désirabilité et de genre, effets planchers, interprétation des concepts utilisés, difficultés à vérifier les données déclarées (fréquence, durée, intensité) et à rendre compte

de l’étendue des activités et des intensités réalisées dans les différents domaines. Des auteurs ont considéré que ces instruments de mesure permettent de catégoriser un comportement mais manquent de précision pour les quantifier (Mâsse and de Niet 2012).

Cependant, les études de leurs propriétés psychométriques ont montré une reproductibilité et une validité permettant de déterminer le type, la quantité, l’intensité et la durée d’une période d’activité, avec des qualités supérieures pour une utilisation en population plutôt qu’individuelle (Haskell 2012). Par ailleurs, certains outils n’ont pas la capacité à détecter une variation d’activité au cours d’une période de temps (Haskell 2012) ; la sensibilité au changement est une des propriétés psychométriques les moins étudiées mais pas des moins importantes. En outre, la question de l’origine du questionnaire pose le problème de son utilisation dans un autre contexte. Un questionnaire élaboré dans un pays et une langue donnés doit faire l’objet d’une traduction et d’une adaptation culturelle (Arredondo et al.

2012) puis d’une étude de ses propriétés psychométriques pour la population ciblée.

Des auteurs ont élaboré des outils permettant de vérifier la qualité méthodologique des études de validation d’instruments de mesure de l’AP et du comportement sédentaire déclarés (Hagströmer et al. 2012) ou plus particulièrement des qualités psychométriques des questionnaires (Terwee et al. 2007). Ces travaux vont dans le sens d’une recherche de qualité dans la mesure des comportements actifs ou sédentaires au moyen de méthodes de mesure déclaratives.

2.4.1.2 Méthodes objectives Observation

2.4.1.2.1

L’observation directe du comportement par des observateurs est l’une des premières méthodes de mesure de l’AP (McKenzie 2002). Elle peut s’appliquer également à l’observation des comportements sédentaires (Ryde et al. 2012). L’observation directe implique la présence de l’observateur sur le terrain. L’observation indirecte consiste à enregistrer les comportements des personnes puis à les visionner. Ces deux types d’observation nécessitent des observateurs formés et expérimentés et un travail fastidieux.

En outre, les risques de modification des comportements par la personne observée sont nombreux.

L’observation permet de caractériser les activités et de quantifier leurs différents paramètres.

Cette méthode a le plus souvent été utilisée pour l’observation d’activités physiques et sédentaires liées au travail ou dans le cadre de l’analyse du comportement dans un sport donné, particulièrement dans des sports d'équipe (Shephard and Aoyagi 2012). Plutôt réservée à l’observation d’activités réalisées dans un espace délimité (classe, gymnase, bureau), l’observation a également été utilisée pour mesurer l’AP dans des parcs publics (McKenzie et al. 2006).

Cette méthode a pour avantage de permettre un recueil d’informations contextuelles et qualitatives des activités ; elle a pour limite d’être coûteuse en temps, en personnel voire en matériel et pose la question de l’acceptabilité par le sujet d’être observé.

Calorimétrie⁷ 2.4.1.2.2

2.4.1.2.2.1 Calorimétrie directe

La calorimétrie directe est la mesure de la production de chaleur par l’organisme, évaluée à partir de la différence de température de l’eau entrant et sortant d’une enceinte dans laquelle le sujet est intallé. Cette méthode repose sur le principe de l’égalité entre production de chaleur et dépense d’énergie de l’individu. Cette mesure est réalisée dans une pièce de taille réduite et hermétique permettant la quantification des différentes composantes de la perte de chaleur, appelée chambre calorimétrique. Malgré sa précision, la calorimétrie directe est peu utilisée, notamment en raison de la faible disponibilité d’infrastructures et de personnel qualifié nécessaire pour leur utilisation et leur maintenance. C’est pourquoi on utilise plus souvent la calorimétrie indirecte.

2.4.1.2.2.2 Calorimétrie indirecte

Cette méthode est basée sur la mesure des concentrations d'oxygène et de dioxyde de carbone dans les gaz expirés. Elle permet d’obtenir une estimation indirecte de la dépense énergétique (Shephard and Aoyagi 2012).

Eau doublement marquée 2.4.1.2.3

La méthode de l'eau doublement marquée est une technique basée sur un isotope qui mesure la production de dioxyde de carbone corps entier qui est proportionnelle à la dépense énergétique (Schoeller and van Santen, 1982). Cette méthode consiste à déterminer la production de dioxyde de carbone en analysant la différence d’élimination d’isotopes stables marqués (deutérium et oxygène 18) (Schoeller and van Santen, 1982).

La précision et la nature non invasive de cette méthode en font un outil idéal pour l’étude du métabolisme énergétique chez l’Homme. Elle permet de calculer une dépense énergétique globale sur une période de temps déterminée mais ne permet pas de quantifier l'énergie dépensée sur des périodes plus brèves au cours même de chaque période. La dépense énergétique liée à l’AP peut être estimée par la différence entre la dépense énergétique totale et le métabolisme de repos ajouté à la thermogenèse alimentaire.

Le principal avantage de la technique de l’eau doublement marquée est qu’elle peut être utilisée sans contraindre les sujets à l'intérieur d'une chambre calorimétrique. De ce fait, cette méthode est devenue la méthode de référence pour la mesure de la dépense énergétique en condition de vie réelle (Speakman 2005). La méthode de l'eau doublement marquée est non invasive et les sujets peuvent donc maintenir leurs activités quotidiennes sans restriction.

Toutefois, cette méthode n’est pas conçue pour caractériser les comportements mais pour mesurer la dépense énergétique qui leur est associée. Il peut donc être nécessaire de l’utiliser en association avec une autre méthode.

Mesure de paramètres biologiques 2.4.1.2.4

2.4.1.2.4.1 Enregistrement de la fréquence cardiaque

La fréquence cardiaque est un indicateur utile de l'adaptation physiologique à l’effort et de l'intensité de l'effort ; elle est également utilisée pour estimer une dépense énergétique (Achten and Jeukendrup 2003). Cette méthode est basée sur l’hypothèse d’une relation

7 Méthode destinée à mesurer l’activité physique et non le comportement sédentaire.

linéaire étroite entre la fréquence cardiaque et la dépense énergétique pour des activités physiques d’intensité croissante. Cependant, des variations sont observées en fonction des capacités cardiaques du sujet, de sa condition physique, de son sexe et du type d’activité.

Cette méthode reste limitée par les variations de fréquence cardiaque observées sans relation directe avec l'AP, et par la multiplicité des méthodes développées pour traiter les données de fréquence cardiaque puis estimer la consommation d’oxygène et la dépense énergétique du sujet.

2.4.1.2.4.2 Ventilation

Plus récemment, la ventilation a été utilisée pour estimer une dépense énergétique au cours d'activité de différentes intensités (Gastinger et al. 2010, Gastinger et al. 2011). Cet indicateur pourrait s’avérer plus précis que l’enregistrement de la fréquence cardiaque pour estimer la dépense énergétique (Gastinger et al. 2012).

Podomètre 2.4.1.2.5

Petit appareil conçu pour compter le nombre de pas, le podomètre calcule également la distance parcourue et parfois la dépense énergétique associée (Corder et al. 2007). Il est généralement porté à la taille, à la ceinture ou avec une bande élastique, mais certains modèles peuvent se porter au poignet, à la cheville, dans la chaussure ou dans la poche. Sa facilité de collecte et de gestion des données, son faible coût et sa praticité en font un outil intéressant pour une utilisation individuelle ou en population. Le podomètre est un moyen simple et abordable de suivi de l'AP quotidienne d’un individu au travers de son activité de marche, exprimée en nombre de pas par jour.

Le podomètre peut fournir plusieurs indicateurs mais son utilisation pour compter le nombre de pas est recommandée car il s’agit de l'expression la plus directe de la mesure réalisée (Tudor-Locke et al. 2011). Le podomètre est donc le plus précis pour estimer le nombre de pas, il perd en précision pour évaluer la distance, et encore davantage pour évaluer la dépense énergétique (Crouter et al. 2003). La distance parcourue ou la dépense énergétique sont des valeurs qui peuvent être estimées mais nécessitent la programmation de la longueur du pas et de la masse corporelle dans le podomètre ; le calcul repose sur des hypothèses qui font de ces indicateurs des estimations indirectes (Corder et al. 2007, Tudor-Locke et al. 2011). Le podomètre peut également être moins précis lors de la marche lente (Melanson et al. 2004), observée plus particulièrement chez les personnes âgées (Cyarto et al. 2004, Le Masurier and Tudor-Locke 2003).

La sensibilité de l’appareil dépend de son mécanisme interne. Des études ont montré la supériorité du podomètre piézoélectrique comparé au podomètre à ressort pour lequel de grandes variations ont été observées (Melanson et al. 2004), notamment chez les adultes en surpoids ou obèses (Crouter et al. 2005).

En résumé, le podomètre permet une mesure globale de l'AP à faible coût, essentiellement au travers de la marche. Cependant, en raison de la grande variété des modèles, tous les podomètres ne comptent pas le nombre de pas avec précision (Le Masurier and al. 2004). Il est donc important d’avoir connaissance de la fiabilité et de la validité du modèle utilisé (Schneider et al. 2004) et de considérer les aspects méthodologiques spécifiques au podomètre (Tudor-Locke et al. 2011).

Accéléromètre et autres moniteurs d’activités 2.4.1.2.6

Les accéléromètres sont des petits appareils électroniques qui quantifient et enregistrent les accélérations du corps en mouvement, dans une, deux ou trois directions (accéléromètres uni-, bi-, triaxiaux). Les données sont ensuite analysées par ordinateur à l’aide de logiciels spécifiques. Des seuils, exprimés en nombre de coups par minute, permettent de définir des

catégories d’intensité utilisées pour caractériser l’AP ou le comportement sédentaire des personnes.

Il existe de nombreux types d’accéléromètres qui diffèrent par leurs propriétés et le traitement des données. De même, il existe plusieurs méthodes de recueil et d’analyse de données mais aussi d’indicateurs qui rendent les comparaisons entre études difficiles et soulignent la nécessité de trouver un consensus sur des protocoles de mesure de l’activité et des indicateurs à retenir (Taraldsen and al. 2012). Avec les avancées technologiques, le nombre d’appareil de mesure va croissant (exemple des smartphones). D’autres technologies émergent, ne facilitant pas la comparaison des instruments, la recherche d’équivalence et la mise en évidence des atouts et limites de chacune d’elles (Intille and al.

2012).

Le principal frein à l’utilisation des accéléromètres est leur coût et la gestion des données.

De plus, la mesure de l'activité par accéléromètre nécessite une planification minutieuse et l'utilisation de stratégies appropriées pour optimiser l’observance (2005). Récemment, des recommandations visant à instaurer des protocoles standardisés pour les études de validité dans le champ de la mesure de l’AP des personnes âgées ont été proposés (Lindemann et al. 2013). Dans ce contexte, il est important de mener des études standardisées et systématiques d’équivalence fonctionnelle et proposer des méthodes de normalisation et de contrôle de la qualité (Welk and al. 2012).

L’étalonnage et la validation des appareils sont fondamentaux pour assurer des mesures de qualité et des recommandations ont été établies en ce sens (Bassett et al. 2012, Freedson et al. 2012). Il est nécessaire que les utilisateurs aient connaissance des propriétés de base des instruments qu’ils manipulent (sensibilité, précision, validité, étalonnage) (Chen and al.

2012). L'emplacement du capteur, le type d'activité et leur effet d’interaction affectent les résultats du capteur (sensor output) (Boerema et al. 2014). Les positions les plus latérales à la ceinture sont les moins sensibles aux interférences (Boerema et al. 2014).

Les règles d’utilisation des accéléromètres (position, nombre de jours et nombre d’heures par jour de port, type de jour) proviennent d’études menées chez des adultes. Des études plus spécifiques aux personnes âgées sont nécessaires pour s’assurer que ces choix s’appliquent également dans cette population (Hart et al. 2011, Murphy 2009, Strath et al.

2012). La question de l’observance semble également importante à soulever et il n’existe pas de consensus sur la définition des seuils permettant de délimiter les niveaux d’activité pour les personnes âgées (Strath et al. 2012).

Les algorithmes de ces appareils, généralement non divulgués par les constructeurs, traitent les données brutes ("coups") et proposent également des indicateurs de dépense énergétique. De ce fait, la validité est généralement étudiée en comparant les dépenses énergétiques calculées par ces instruments à la dépense énergétique obtenue au moyen d’une méthode de mesure de la dépense énergétique reconnue comme le critère de référence (gold-standard), et plus particulièrement la méthode de l’eau doublement marquée.

Cependant, les études ont montré une grande variabilité des indicateurs produits et de leur validité pour évaluer l'AP quotidienne (Plasqui et al. 2013). Des auteurs appellent à poursuivre le développement de méthodes statistiques utilisant plusieurs caractéristiques du signal de l'accéléromètre pour estimer la dépense énergétique associée à l’AP et à mieux comprendre les erreurs systématiques et aléatoires dans les estimations actuelles (Staudenmayer et al. 2012).

Concernant la mesure du comportement sédentaire, excepté quelques moniteurs d’activité comme activPAL (PAL Technologies, Ltd., Glasgow, Scotland), la plupart des moniteurs d’activité manque de sensibilité (Chen et al. 2012). D’autres outils ont été développés, comme le « sitting pad » qui a plus particulièrement été utilisé en milieu du travail (Ryde et al. 2012) mais pourrait avoir des applications dans d’autres contextes.

Des appareils sont aujourd’hui utilisés pour mesurer plusieurs paramètres simultanément (fréquence cardiaque, température corporelle, nombre de pas, dépense énergétique, etc.).

La combinaison de plusieurs appareils ne semble toutefois pas conduire à de meilleures estimations de la dépense énergétique (Plasqui et al. 2013). Les études de validation des

La combinaison de plusieurs appareils ne semble toutefois pas conduire à de meilleures estimations de la dépense énergétique (Plasqui et al. 2013). Les études de validation des