17 nov. 2017

" Watt " is the matter ?

Ciao a tutti,



What is the matter ? Watt is the matter !
Watt is the matter ou le Watt pour les nuls ( que j'étais ! ), les autres peuvent directement passer à l'image du jour …

La puissance à vélo …



Le Watt fait désormais partie du langage courant du cyclisme. Mais de quoi parle t'on exactement ? 
Le Watt est une unité de mesure internationale pour quantifier une puissance, un flux énergétique ou encore un flux thermique. Un Watt est l'équivalent du transfert d'une énergie de un Joule pendant une seconde. C'est le produit de la force exercée sur un objet par sa vitesse de déplacement. Produire un Watt équivaut à soulever un objet de 98,6 grammes à une vitesse constante d'un mètre par seconde. Sur un vélo, la puissance en Watts est donc le produit de la force exercée sur les pédales par la vitesse de rotation des manivelles. Pour améliorer la puissance fournie, on peut donc soit augmenter la force, soit augmenter la cadence. Rouler avec un gros braquet n'est donc pas un gage de puissance mais de force ! La force s'exprime sur un effort court et explosif, alors que la puissance s'exprime sur la durée. Un cycliste, selon sa morphologie et la nature de ses fibres musculaires, peut atteindre la même vitesse, en produisant la même puissance, en roulant soit à 80 tours de manivelle par minute, soit à 120 tours. Dans un col, deux coureurs qui montent à la même allure produisent la même puissance s'il font le même poids, même si l'un écrase les pédales alors que l'autre tourne les jambes à fréquence élevée. 
Petite précision sur la question du poids : indépendamment du fait qu'un gain d'un kilo sur le poids du cycliste est aussi bénéfique sur la condition physique ( ce qui n'est pas le cas lorsqu'on agit sur le matériel ! ), s'alléger du même poids dans une pente à 8% à 15 km/h permet d'effacer approximativement 4,5 Watts de résistance. Soit un gain de 20 secondes pour 30 minutes de montée. Le poids est l'ennemi du cycliste qui doit affronter la gravité !
Revenons à la puissance, celle du cycliste donc lorsqu'il appuie sur les pédales, est le niveau de l'effort qu'il fournit pour vaincre les résistances qui s'opposent à lui. Ces dernières sont de trois types : la résistance de l'air ( qui est proportionnelle au carré de la vitesse ), la pesanteur ( plus la pente est forte, plus la résistance est élevée ), et les frottements mécaniques ( qui dépendent de la qualité de la transmission du vélo et du contact des pneus avec la sol ).
La puissance fournie découle de la gestion de l'effort, du niveau de condition physique, de la force musculaire, des capacités cardio-vasculaires et de la coordination gestuelle du cycliste. Dans ces mécanismes interviennent donc les qualités innées, l'entraînement. Bien évidemment, on peut intervenir en diminuant les forces de résistance à affronter.
La puissance peut se calculer, mais il est plus facile de la mesurer à l'aide de capteurs embarqués sur le vélo.
Une puissance brute ne veut rien dire si elle n'est pas rapportée à la notion de durée. Produire 400 Watts équivaut à soulever un objet de 40 kg à la vitesse d'un mètre par seconde, ou un objet de 20 kg à la vitesse de deux mètres par seconde. Facile ! Me direz vous ... Sur quelques secondes sans doute, mais sur plusieurs minutes, beaucoup moins ! C'est ce qui fait la différence entre le cycliste lambda et le professionnel. Ce rapport entre la puissance et le temps détermine votre niveau mais aussi vos qualités, qui peuvent se nommer explosivité, endurance ou résistance à de très hautes intensités sur plusieurs minutes. Un sprinter est par exemple très puissant sur quelques secondes mais pas sur 30 minutes d'effort, à l'inverse d'un grimpeur.
Mais la puissance brute, et ce quelle que soit la durée, ne suffit pas à mesurer la performance ou les qualités. Un coureur grand et lourd fournit plus de puissance brute qu'un cycliste petit et léger, grâce à la taille et au poids de ses muscles. Il lui faut pourtant porter son poids alors que la principale résistance à combattre est la pesanteur. Ainsi la notion de rapport poids / puissance ou Watts / poids permet de comparer les cyclistes. Il faut noter que sur la plat, la principale résistance à l'avancement est la pénétration dans l'air, la rapport poids / puissance est moins important, ainsi on tient plutôt compte du rapport Watts / Scx ( coefficient de pénétration dans l'air ).
Voici quelques exemples de puissance en Watts / Kilo en fonction du niveau :
Un rapide calcul permet de constater qu'un sprinter très costaud peut developper jusqu'à presque 2000 Watts sur un sprint !

Pour améliorer les performances, deux voies s'offrent à vous : Soit optimiser le « moteur », soit diminuer les forces de résistance. Mais que peut on espérer gagner ? Sur le plan de la condition physique, tout dépend d'où on part. Il y a , bien sûr, les capacités physiques de base, ainsi que la capacité à supporter de grosses charges d'entraînement, qui sont limitantes ; et la part d'acquis, saisons, années et mois précédents. En quelques semaines d'un programme bien conduit, on peut espérer gagner 10 à 12 % de Watts au seuil anaérobie. On peut aussi diminuer les forces de résistance, dans le but de rouler plus vite avec la même énergie dépensée ou d'en dépenser moins pour rouler à une certaine vitesse. Le poids est l'ennemi du cycliste qui doit vaincre la gravité. Mais il y a beaucoup plus à attendre d'une optimisation de la pénétration dans l'air. 75 % de la résistance aérodynamique à 45 km/h provient du cycliste sur son vélo. En passant d'une position avec les mains en haut du guidon à la position mains sur les cocottes, on économise environ 20 Watts selon le gabarit. En passant avec les mains en bas, c'est presque 40 Watts supplémentaires. En position « chrono » avec un vélo adéquat, c'est encore 70 à 80 watts de plus ! Autour de 15 Watts peuvent être gagnés avec la tenue ( Combinaison et casque ). Soit au final environ 150 Watts pour la même vitesse. Pour ce qui est du matériel, un cadre aéro permet d'économiser près de 25 Watts par rapport au tubes ronds, des roues aérodynamiques 10 Watts. Enfin, les frottements mécaniques sont les dernières forces à vaincre. Tablez sur 3 à 9 Watts en passant de mauvais roulements au top du top, de 5 à 15 Watts avec les pneumatiques ( modèle et gonflage ) et même jusqu'à 15 Watts entre une transmission sale et un ensemble fluide et bien lubrifié. Les gains ou pertes liés à la rigidité du matériel n'ont quant à eux pas été quantifiés pour le moment.

Voilà, maintenant pour vous le Watt, c'est de la ouate !

Puissant certes mais un peu rébarbatif ! J'essayerai de faire mieux la prochaine fois.

Image du jour :


Météo prévue :


Rendez-vous à « l'Ambassade » à 08H45 pour le stretto potente et départ à 09H00 dans la joie et la bonne humeur sur des routes ensoleillées.

A presto sulla bicicletta.

Gianpietro.



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