Couple au niveau du pédalier 45

Nous avons vu que le cycle de pédalage était composé de plusieurs phases. La première question à se poser est comment sont répartis les efforts sur ces différentes phases en fonction de la posture utilisée ? Pour une même puissance moyenne développée, il peut y avoir différentes répartitions du couple au cours d’un cycle de pédalage. Quels en seraient les avantages ?

De nombreuses études se sont intéressées à la répartition du moment du pédalier développé au cours d’un cycle de pédalage en classique (Hoes et al. 1968; Coyle et al. 1991; Ryschon et al. 1991; Kautz et al. 1995). Peu de travaux se sont intéressés à l’évolution du moment au niveau du pédalier durant un cycle de pédalage en danseuses (Caldwell et al. 1998). L’analyse du moment du pédalier permet de repérer les différentes phases caractéristiques d’un cycle de pédalage (Fig.14). La limite de ces études tient dans le faible nombre de puissances étudiées (en général 1 ou 2) et au faible nombre de sujets (Alvarez et al. 1996). Il n’est donc pas possible de déduire de ces études quel est l’évolution du moment du pédalier durant un cycle de pédalage pour toutes les puissances qu’un cycliste est amené à développer. L’analyse du moment du pédalier est essentielle car il s’agit de la dernière interface entre l’action du cycliste et la réaction propulsive induite au niveau de la roue. Avant d’étudier d’autres facteurs déterminants de la performance, il est impératif d’évaluer le moment du pédalier. Plus le couple au niveau du pédalier est important, plus le mouvement de pédalage est propulsif. Un moment négatif montre au contraire que l’effort appliqué sur la pédale tend à freiner le mouvement. Le moment moyen par cycle multiplié par la fréquence de pédalage moyenne détermine la puissance moyenne développée par le cycliste. Nous avons étudié l’évolution du moment au niveau du pédalier pour les deux postures, des puissances les plus faibles jusqu’à la puissance maximale que le cycliste peut développer.

Résultats discussion intermédiaires

La figure 16 montre le décours temporel du couple (moyenne de notre population) exercé au niveau de l’axe du pédalier. Seules les forces propulsives exercées par la jambe droite du cycliste sur le vélo sont prises en compte dans cette représentation. Un moment positif montre que les forces exercées par le cycliste sur la pédale tendent à alimenter le mouvement. Le moment positif maximal défini le centre de la phase propulsive principale. Un moment négatif montre que le cycliste freine le mouvement ce qui est souvent le cas lorsque le cycliste ne tire pas sur la

pédale lors de la remontée de celle-ci [270 :90°]. L’efficacité de la propulsion réside en partie dans la réduction de ces moments négatifs anti-propulsifs.

a) b)

c) d)

Figure 16 : Moment au niveau de l’axe du pédalier.

Moment au niveau de l’axe du pédalier (pédale droite) pour les 2 postures, moyenne de notre population. Les figures a)b)c) représentent la moyenne et les écarts types de la population pour 3 des puissances étudiées : a)26%, b)56%, c)83% de la puissance maximale. d) Résultats pour toutes les puissances. Plus la couleur du trait est intense, plus la puissance est importante.

Puissance (% Pmax)

Classique Danseuse

Minimum Maximum Minimum Maximum

M (N.m) S.D. Angle (°) M (N.m) S.D. Angle (°) M (N.m) S.D. Angle (°) M (N.m) S.D. Angle (°) 26 -11,2 3,4 178 36,4 7 349 -20,3 11 162 50,8 9,4 309 57 -7,2 2,7 160 57,5 10 351 -15,5 4,2 232 77,1 17,7 311 70 -5,3 3,3 171 64 11,7 349 -12,2 6,7 214 87,2 15,3 311 83 -4,7 3,3 175 72,5 12,8 347 -11 6,2 217 100,7 21 315 96 -4,2 4 ,6 171 81 18,4 349 -7 7,9 223 107,8 33,9 324

Tableau 2 : Extrema du moment au niveau du pédalier pour les deux postures.

26% Pmax 56% Pmax

Nous pouvons remarquer dans la figure 16 que le couple négatif maximum est plus important lors d’un travail à faible puissance quelque soit la posture (Minimum en classique: -11,2 N.m à 26% Pmax devient -4,7 N.m à 83%Pmax; Minimum en danseuse : -20,3 N.m à 26%Pmax devient -11 N.m à 83 %Pmax). Cela signifie que lorsque la puissance développée augmente, le mouvement tend à devenir plus efficace en minimisant les efforts anti-propulsifs. Une hypothèse suggérée dans la littérature est que ces moments anti-propulsifs servent à contrôler le mouvement (Patterson et al. 1990). La perte de stabilité liée à l’absence de l’appui selle lors d’un pédalage en danseuse pourrait être compensée par un appui simultané sur les deux pédales. Cela pourrait expliquer pourquoi les moments anti-propulsifs sont toujours plus importants en danseuse qu’en classique.

Un deuxième point remarquable est un décalage dans le temps de la phase propulsive entre les deux postures. La phase propulsive en danseuse commence toujours plus tard dans le cycle par rapport à la posture classique. Cela confirme les résultats observés dans la littérature (Stone et al. 1993; Alvarez et al. 1996; Caldwell et al. 1998). Nous observons ainsi plusieurs phénomènes. Le couple en danseuse devient positif plus tard en danseuse et n’est jamais propulsif avant de franchir le point mort haut. Cela signifie que la danseuse ne permet pas d’utiliser la phase de transition haute pour se propulser contrairement à la posture classique. La phase propulsive principale est décalée vers le point mort bas en danseuse. Le couple maximal est exercé lorsque la manivelle est aux trois quarts de la phase descendante en danseuse (310°) alors qu’il est exercé juste après la moitié de la descente (349°) pour la posture classique. Ce décalage temporel tend à diminuer avec l’augmentation de la puissance car l’angle du couple maximal en classique varie peu alors que le couple maximum en danseuse est progressivement anticipé (fig.16d). Cela suggère une adaptabilité de la posture danseuse face à l’augmentation de la contrainte qui n’est pas présente en classique. La danseuse développe des couples toujours plus importants quelque soit la puissance développée (Pour Pmax, le couple maximal en danseuse 128N.m vs 81N.m en classique). Si l’on se réfère aux périodes où le couple est positif, les temps d’efforts propulsifs sont sensiblement les mêmes quelque soit la posture. Cependant, la posture danseuse met deux fois plus de temps pour développer la moitié du couple propulsif. Cela signifie que l’effort propulsif en danseuse dure moins longtemps. En conclusion, la posture danseuse crée un couple plus important, plus court et plus tardif dans le cycle. Ces caractéristiques restent vraies quelque soit la puissance développée. Nous élargissons à toutes les puissances ce résultat déjà obtenu par Caldwell concernant la posture danseuse à 200W (Caldwell et al. 1998).

Ces dernières données laissent entrevoir que l’efficacité d’une posture est liée à des mécanismes complexes. Nous allons voir que l’efficacité de la propulsion n’est pas seulement liée à l’intensité des forces appliquées sur la pédale mais aussi à l’orientation de ces forces.

3.2   Orientation de l’effort appliqué sur la pédale