La performance cycliste est traditionnellement mesurée et analysée à travers la puissance générée par le cycliste, un concept bien établi et largement utilisé étant celui de la puissance critique (lire l'article ici)
Cet article propose d'explorer un concept parallèle, le "couple critique", comme une nouvelle métrique potentielle pour évaluer la performance et la capacité de résistance à la fatigue des cyclistes.
Nous décrirons :
Comment mettre en place des tests pour mesurer le couple
Présenterons les équations nécessaires pour calculer le couple critique,
Discuterons de la manière d'extrapoler le profil de couple en fonction du couple critique.
Introduction
Le couple et la puissance sont deux aspects fondamentaux de la performance cycliste.
Alors que la puissance critique est bien documentée dans la littérature scientifique, le concept de couple critique est relativement inexploré.
Les travaux que je présente ici sont les fruits de l'extrapolation faite entre la relation Puissance critique et couple critique.
Mais surtout le travail sur le terrain de collecte et d'analyses de miliers de données
Ce document vise à introduire une méthodologie pour évaluer le couple critique, offrant ainsi une nouvelle perspective sur l'analyse de la performance et de l'endurance.
Méthodologie de Test
Mise en Place des Tests
Pour évaluer le couple critique, des tests de Puissance maximale de différentes durées (par exemple, 3, 7, et 12 minutes) sont proposées.
Ces durées permettent de couvrir un spectre large de l'effort balayant les 3 domaines d'intensité, fournissant une gamme de données pour analyser le couple généré sur différents intervalles de temps.
Matériel Nécessaire
- Un vélo équipé d'un capteur de puissance capable de mesurer le couple en Newton-mètre (Nm).
- Logiciel ou outil capable de réaliser une régression linéaire.
Calcul du Couple Critique
Équations Principales
La base du calcul repose sur la relation entre le couple moyen généré et l'inverse du temps durant lequel ce couple est maintenu.
En plaçant ces données dans un graphique (couple en fonction de 1/t), une régression linéaire est appliquée pour obtenir une équation de la forme \(y = mx + b\), où \(b\) qui représentera le couple critique.
Exemple de Données
Disons qu'un cycliste réalise trois tests d'endurance, mesurant le couple maximal soutenable (Nm) sur différentes durées (secondes) :
Test de 3 minutes (180 secondes), couple de 40 Nm.
Test de 7 minutes (420 secondes), couple de 33 Nm.
Test de 12 minutes (720 secondes), couple de 26 Nm.
Objectif
Nous souhaitons utiliser ces données pour calculer l'équation de régression linéaire qui décrit le mieux la relation entre l'inverse de la durée du test (\(1/t\)) et le couple, afin d'estimer le couple critique du cycliste.
Calcul des Valeurs Nécessaires
Pour appliquer la régression linéaire, transformons d'abord les durées en leur inverse (\(1/t\)) :
Pour 180 s : \(1/t = 0.00556\)
Pour 420 s : \(1/t = 0.00238\)
Pour 720 s : \(1/t = 0.00139\)
Application des Formules de Régression Linéaire
Avec ces valeurs, nous pouvons calculer la pente (\(m\)) et l'intercept (\(b\)) de notre droite d'ajustement \(y = mx + b\), où \(y\) représente le couple et \(x\) représente \(1/t\).
Calculons d'abord les sommes nécessaires :
\(\sum x = 0.00933\)
\(\sum y = 99\)
\(\sum xy = 0.33708\
\(\sum x^2 = 0.0000385101\)
Ensuite, utilisons ces sommes dans les formules :
\(m = \frac{3(0.33708) - (0.00933)(99)}{3(0.0000385101) - (0.00933)^2} = 3074.91\)
\(b = \frac{99 - 3074.91(0.00933)}{3} = 23.437\)
Résultats
L'équation de la droite d'ajustement obtenue est \(y = 3074.91x + 23.437\).
Cela signifie que pour n'importe quelle valeur de \(x\) (l'inverse de la durée du test en secondes), nous pouvons prédire le couple que le cycliste peut maintenir.
Pente (\(m\)) : La pente nous indique la vitesse à laquelle le couple diminue à mesure que la durée augmente.
Une pente plus raide indiquerait une baisse plus rapide du couple soutenable.
Intercept (\(b\)) : L'intercept représente le couple que le cycliste pourrait théoriquement maintenir indéfiniment de facon mathématique (il en est de même dans le calcul de la puissance critique).
C'est une estimation du couple critique.
Utilisation Pratique
Avec l'équation de régression linéaire \(y = 3074.91x + 23.437\), nous pouvons prédire le couple que le cycliste peut soutenir pour n'importe quelle durée donnée, en utilisant l'inverse de cette durée en secondes comme \(x\).
Pour calculer le couple que le cycliste peut maintenir pendant 30 minutes, suivez ces étapes :
Prenons 2 exemples, un effort de 10 et 30 minutes
Effort de 30 minutes :
Convertir la durée en secondes : \(30 \text{ minutes} = 30 \times 60 = 1800 \text{ secondes}\).
Calculer l'inverse de la durée \(1/t\) : \(1/t = 1/1800 = 0.0005556\).
Utiliser l'équation de la régression linéaire pour le couple : Nous avons déterminé que l'équation est \(y = 3074.91x + 23.437\), où \(x\) est l'inverse de la durée en secondes.
Insérer l'inverse de la durée dans l'équation :
\[ \text{Couple} = 3074.91 \times 0.0005556 + 23.437 \]
\[ \text{Couple} = 1.708 + 23.437 \]
\[ \text{Couple} \approx 25.145 \text{ Nm} \]
Ainsi, selon notre modèle, pour une épreuve de 30 minutes, le cycliste pourrait maintenir un couple d'environ 25.145 Nm.
La pente (m) indique la vitesse à laquelle le couple soutenable diminue en fonction de l'augmentation du temps (ou de la diminution de l'inverse du temps).
Effort de 10 minutes
Pour une épreuve de 10 minutes (600 secondes), l'inverse de la durée est \(0.001667\). En insérant cette valeur dans notre équation :
\[ \text{Couple} = 3074.91 \times 0.001667 + 23.437 \approx 28.54 \text{ Nm} \]
Cela indique qu'à une épreuve de 10 minutes, le cycliste peut maintenir un couple d'environ 28.54 N/M
Ces informations sont extrêmement utiles pour cyclistes.
Elles permettent d'élaborer des stratégies d'entraînement et de compétition en se basant sur les capacités précises du cycliste.
L'objectif pourrait être de travailler spécifiquement sur l'amélioration du couple critique (augmenter la valeur de \(b\)) ou d'améliorer la résistance à la fatigue pour des efforts de longue durée (diminuer la pente \(m\)).
Limitations
Il est important de noter que la relation entre le couple et le temps n'est pas toujours parfaitement linéaire, surtout aux extrêmes (très courtes ou très longues durées). De plus, les conditions réelles (fatigue, nutrition, conditions météorologiques, etc.) peuvent influencer la performance réelle par rapport aux prédictions du modèle.
Conclusion
Le calcul du couple critique par la régression linéaire fournit une méthode précieuse pour analyser et améliorer la performance en cyclisme.
On peut désormais enrichir le profil de Puissance de l'athlète avec son profil de couple critique .
Dans l'article (cliquez ici) nous vons vu comment déterminer le Volume courant idéal à l'effort pour créer un profil ventilatoire à l'effort (volume courant + fréquence ventilatoire)
Nous somme donc en mesure de dresser un PROFIL PHYSIOLOGIQUE complet pour un athlète avec :
Profil de Puissance
Profil de Couple
Profil ventilatoire
A ce jour, rien n'a encore été fait en ce sens, il s'agit donc d'un nouveau paradigme qui s'offre à vous.
Cependant, comme pour toute modélisation, l'interprétation des résultats doit tenir compte des limitations et des spécificités de chaque cycliste.
En combinant cette approche avec une compréhension approfondie des principes d'entraînement et de la physiologie du cycliste, les athlètes peuvent affiner leurs stratégies de patterns de courses spécifiques pour approcher leurs performances ultimes.
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