S225 - Un modèle mathématique permet d’interpréter la performance en cyclisme sur piste
En cyclisme sur piste, la puissance requise pour se déplacer à une vitesse donnée dépend de nombreuses variables. Outre la vitesse, les principales sont la taille du cycliste, sa position sur le vélo, la pression atmosphérique (qui dépend notamment de l’altitude et de la température), le type de vélo et la forme de la piste.
Cependant, jusqu’à la commercialisation d’ergomètres embarqués (pédalier SRM, moyeu Powertap, etc.) rendant possible la mesure directe de la puissance en situation réelle, la puissance de pédalage était estimée à l’aide de modèles mathématiques élaborés à partir de mesures indirectes de la puissance de travail (consommation d’oxygène ou estimations biomécaniques).
L’objectif de cette étude était de mesurer, à l’aide d’ergomètres embarqués, la puissance de pédalage produite par des cyclistes de haut niveau lors de différents tests sur piste et en soufflerie et, à partir de ces observations, de développer un modèle mathématique qui permettrait d’estimer la puissance de pédalage requise pour évoluer à différentes vitesses, sous différentes conditions.
SUJETS ET MÉTHODE
Lors de la préparation des Jeux olympiques de 1996 (Atlanta) la puissance de pédalage de sept membres de l’équipe nationale de cyclisme sur piste américaine a été mesurée, à l’aide d’ergomètres SRM, lors de séances de tests réalisés sur le vélodrome olympique. Les tests consistaient à réaliser des simulations d’épreuves de poursuites par équipe sur 2000 m à des vitesses situées entre 57 et 60 km/h. La puissance, la cadence de pédalage ainsi que la vitesse de chaque coureur étaient mesurées en continue, grâce à un dispositif télémétrique relié à l’ergomètre embarqué. Une fois les mesures réalisées, les résultats issus d’autres recherches similaires ont été utilisés pour parfaire le modèle mathématique.
RÉSULTATS
Les mesures réalisées lors des tests sur piste ont révélé que la puissance requise pour pédaler à la vitesse de 60 km/h était de 607 watts pour le cycliste de tête (100 %), 430 watts pour le second cycliste (70,8 %), 389 watts pour le troisième et le quatrième (64,1 %).
Le cycliste le plus grand était celui qui produisait la plus grande puissance, mais aussi celui dont le gabarit imposait la plus grande résistance à l’air. Celui possédant le plus petit gabarit était celui qui produisait la puissance moyenne la plus basse.
La compilation des données a permis de constater qu’en moyenne, la puissance de pédalage requise lors d’une épreuve de poursuite par équipe équivaut à 75 % de la puissance nécessaire à un cycliste seul évoluant à la même vitesse.
Le modèle mathématique a permis de prédire la performance de l’équipe en compétition avec une bonne précision. Cependant, la puissance réelle requise pour une épreuve de 4000 m poursuite était d’environ 10 % supérieure à celle estimée par le modèle.
CONCLUSION
Cette recherche démontre qu’un modèle mathématique élaboré à partir de mesures réalisées à l’aide d’ergomètres embarqués lors de simulations de compétitions, permet d’estimer la puissance de pédalage et de prédire la performance lors d’épreuves de poursuite par équipe dans de multiples circonstances avec une bonne précision.
Même s’il sous estime la puissance requise en course, ce modèle peut s’avérer un outil intéressant pour les entraîneurs désireux d’estimer la puissance de pédalage ou d’évaluer le potentiel de performance de leurs athlètes en compétition.
Cependant, jusqu’à la commercialisation d’ergomètres embarqués (pédalier SRM, moyeu Powertap, etc.) rendant possible la mesure directe de la puissance en situation réelle, la puissance de pédalage était estimée à l’aide de modèles mathématiques élaborés à partir de mesures indirectes de la puissance de travail (consommation d’oxygène ou estimations biomécaniques).
L’objectif de cette étude était de mesurer, à l’aide d’ergomètres embarqués, la puissance de pédalage produite par des cyclistes de haut niveau lors de différents tests sur piste et en soufflerie et, à partir de ces observations, de développer un modèle mathématique qui permettrait d’estimer la puissance de pédalage requise pour évoluer à différentes vitesses, sous différentes conditions.
SUJETS ET MÉTHODE
Lors de la préparation des Jeux olympiques de 1996 (Atlanta) la puissance de pédalage de sept membres de l’équipe nationale de cyclisme sur piste américaine a été mesurée, à l’aide d’ergomètres SRM, lors de séances de tests réalisés sur le vélodrome olympique. Les tests consistaient à réaliser des simulations d’épreuves de poursuites par équipe sur 2000 m à des vitesses situées entre 57 et 60 km/h. La puissance, la cadence de pédalage ainsi que la vitesse de chaque coureur étaient mesurées en continue, grâce à un dispositif télémétrique relié à l’ergomètre embarqué. Une fois les mesures réalisées, les résultats issus d’autres recherches similaires ont été utilisés pour parfaire le modèle mathématique.
RÉSULTATS
Les mesures réalisées lors des tests sur piste ont révélé que la puissance requise pour pédaler à la vitesse de 60 km/h était de 607 watts pour le cycliste de tête (100 %), 430 watts pour le second cycliste (70,8 %), 389 watts pour le troisième et le quatrième (64,1 %).
Le cycliste le plus grand était celui qui produisait la plus grande puissance, mais aussi celui dont le gabarit imposait la plus grande résistance à l’air. Celui possédant le plus petit gabarit était celui qui produisait la puissance moyenne la plus basse.
La compilation des données a permis de constater qu’en moyenne, la puissance de pédalage requise lors d’une épreuve de poursuite par équipe équivaut à 75 % de la puissance nécessaire à un cycliste seul évoluant à la même vitesse.
Le modèle mathématique a permis de prédire la performance de l’équipe en compétition avec une bonne précision. Cependant, la puissance réelle requise pour une épreuve de 4000 m poursuite était d’environ 10 % supérieure à celle estimée par le modèle.
CONCLUSION
Cette recherche démontre qu’un modèle mathématique élaboré à partir de mesures réalisées à l’aide d’ergomètres embarqués lors de simulations de compétitions, permet d’estimer la puissance de pédalage et de prédire la performance lors d’épreuves de poursuite par équipe dans de multiples circonstances avec une bonne précision.
Même s’il sous estime la puissance requise en course, ce modèle peut s’avérer un outil intéressant pour les entraîneurs désireux d’estimer la puissance de pédalage ou d’évaluer le potentiel de performance de leurs athlètes en compétition.
Source primaire
Broker JP, Kyle CR, Burke ER.Racing cyclist power requirements in the 4000-m individual and team pursuits. Med Sci Sports Exerc 1999; 31(11):1677-85.Rédacteur
François GazzanoB.Sc., Services des Sports Universitaires, Université de Moncton, Centre Multisport Atlantique et Athletemonitoring.com
www.athletemonitoring.com
Éditeur
Guy ThibaultPh. D., Direction du sport et de l’activité physique, gouvernement du Québec; Département de kinésiologie de l’Université de Montréal; et INS Québec
Mots-clés
puissance, dynamomètre, modélisation, poursuite, CyclismeLectures suggérées
Schumacher YO, Mueller P, Keul J. Development of peak performance in track cycling . J Sports Med Phys Fitness 2001; 41(2):139-46.Schumacher YO, Mueller P. The 4000-m team pursuit cycling world record: Theoretical and practical aspects. Med Sci Sports Exerc 2002; 34(6):1029-36.
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