Amphis Pour Tous – Apport de la science dans l’optimisation des équipements en cyclisme

par Frédérique HINTZY, enseignante-chercheuse au Laboratoire Interuniversitaire de Biologie de la Motricité (LIBM), UFR Sciences et Montagne.

À propos de la conférence : La performance sportive en cyclisme est multifactorielle. Elle englobe les qualités musculaires, énergétiques, psychologiques, ainsi que la maîtrise technique (stratégie du geste, équipements utilisés). Les équipements occupent une part importante et croissante de la performance sportive, puisqu’ils profitent des avancées scientifiques dans des domaines variés comme les sciences des matériaux, la simulation, la biomécanique. Mais est-ce au point de surpasser l’influence des qualités physiques du cycliste sur la performance ? Au point de mettre en danger le cycliste ? Bref, est-ce le vélo qui fait la performance ou le cycliste ?

Vidéo réalisée le 10 octobre 2023 par la Direction du Numérique de l’université Savoie Mont Blanc.

[Musique] donc je vais vous parler aujourd’hui des apports de la science dans l’optimisation des équipement cyclistme mais on va voir ensemble si dans le cadre d’une performance est-ce que c’est le cyclisme qui est le meilleur ou est-ce que c’est le vélo qui le fait gagner juste pour relancer un petit peu

Cette discussion sur les amphis pour tous qu’est-ce que c’est en fait là on est là pour vous apporter je suis là pour vous apporter des connaissances on espère être à la fois vulgarisée être rigoureuse quand même donc ça peut être un petit peu la difficulté cette cette rigueur et cette vulgarisation je vais

Essayer de faire attention je vais vous surveiller je vais voir quand quand vous comprenez pas je vais regarder ma fille et quand elle commence à ne pas comprendre c’est que je n’ai pas asse vulgariser les choses et les connaissances que je vais vous apporter sont des connaissances pratiques

C’est-à-dire qu’à la fin de cette présentation vous devriez tous par exemple savoir bah tiens je sais comment je vais régler mon vélo dimanche quand je vais aller faire un petit tour de vélo donc des connaissances pratiques surtout ce qui m’intéresse c’est de vous apporter des connaissances qu’on dit fondamentales c’est-à-dire des

Connaissances vous allez comprendre ce coupci pourquoi alors les les sciences que je maîtrise ce sont la biomécanique la bioénergétique donc sous ce regard là je vais vous expliquer pourquoi et comment est-ce qu’on peut améliorer l’efficience par le biais du matériel et donc on répondra ben dans le cadre de la

Du réglage par exemple du vélo donc que vous ferez dimanche prochain ben pourquoi est-ce que je dois prendre cette hauteur et enfin ben dans la salle tout le monde n’est pas cycliste donc j’espère aussi vous intéresser en échangeant avec vous sur les lois physiques mécanique qui gère l’environnement de l’homme et le

Matériel qui va utiliser on commence donc on parle de cyclisme on parle de locomotion dite terrestre non instrumentée on n’a pas de moteur hein donc on est sur un vélo mais sans les moteurs et on se pose la question dans une locomotion ce qu’on attend d’une locomotion c’est un

Déplacement un déplacement une distance et une certaine vitesse si on commence à le faire à pied on voit notre coureur à des certaines vitesses et il va au maximum pour les meilleurs sprinters atteindent 43 km/h sur un temps très court si maintenant on regarde nos cyclistes on va voir que ces cyclistes

Même sur des vitesses de confort leurs vitesses sont plus importantes sur le Tour de France on va pouvoir tenir à 57 km/h par exemple pendant 1 he sur des épreuves d’une heure et on peut arriver sur des vitesses plus importantes donc tout de suite on se rend compte qu’util

Un vélo ça va permettre d’augmenter cette vitesse et si je pousse encore un petit peu c’est toujours un vélo alors on voit pas il est caché à l’intérieur mais je vous promets que dedans ça reste un homme il n’y a pas de moteur et on peut féliciter aussi l’ut d’Ancy

Puisquil sont partenair de ce projet et cette personneel est capable de dépédaler à des vitesses qui peuvent être lors de 54 144 km/h sur une distance relativement courte et de nouveau dernier exemple c’est de nouveau alors alors là c’est pas un cycliste c’est une cycliste al j’en suis d’autant

Plus fier qui cette cycliste va pédaler pas tractter par cette voiture à 296 km/h donc on a toujours un être humain sans moteur qui se déplace sur Terre à des vitesses qui peuvent être largement différente et en tout cas bien supérieure si on n pas le vélo donc tout ça pour discuter mais

Comment est-ce que ça fonctionne ce vélo et pourquoi est-ce qu’on arrive à à l’utiliser et aller si vite donc je reprends les exemple préalable et en fait mon vélo m’a servi à quoi il m’a servi comme on a pu le voir à largement augmenter ma vitesse de déplacement

C’est une locomotion je veux me déplacer je peux aller plus vite il va me permettre aussi d’augmenter la durée pendant laquelle je me déplace puisque je vais pouvoir augmenter donc ma distance ma durée et le troisième point ce qui est important étant donné que c’est un homme qui pratique l’activité

Ce qu’il dépense pour pratiquer l’activité c’est aussi une contrainte qui est très importante c’est comme l’essence que vous mettez dans votre voiture c’est important votre consommation desessens et de la clant on peut se poser la question de la dépense énergétique on en arrive à un indice parce qu’on va parler de biomécanique

Donc il va y avoir deux trois petites équations mais ça va bien nous aider on en arrive à un disque qui est pertinent pour analyser une locomotion qui est ce qu’on appelle la dépense énergétique divisé par de la vitesse donc du coût énergétique c’est qu’est-ce que consomme

Le cycliste par rapport à la vitesse à laquelle il peut aller l’objectif c’est effectivement de consommer pas beaucoup d’énergie mais si je consomme pas beaucoup d’énergie et j’avance très lentement dans le cas d’une locomotion il y a pas un grand intérêt donc ce que je veux c’est dépenser pas beaucoup

D’énergie mais aller une vitesse importante pour pouvoir parcourir une grande distance donc il va falloir que je trouve une locomotion ou un équipement qui me diminue ce coût énergétique ça va être un petit peu le fil conducteur de notre discussion notre coût énergétique je vous l’ai reproduit

Ici donc un coût énergétique élevé ce n’est pas une bonne solution je veux la baisser et on va voir comment est-ce qu’il évolue avec la vitesse la première locomotion qui nous intéresse la marche alors on parle d’un cooup énergétique modéré on n’ pas encore vu les autres

Quoi qu’il en soit on voit qu’on va pas pouvoir se déplacer à des vitesses élevées exisiste une vitesse pour laquelle je l’ai diminué donc c’est une bonne locomotion coup énergétique n’est pas trop élevé par contre je vais pas pouvoir me déplacer très vite donc je vais pas pouir des distances importantes

Si ce CCI l’homme décide de courir ce qu’on peut voir apparaître oui il va pouvoir avoir des distances plus importantes mais un cout énergétique beaucoup plus élevé donc ça veut dire que ça va pour une vitesse donnée le fatiguer il dépense beaucoup d’énergie donc c’est pas une locomotion qui est

Efficiente dans le sens où certes je peux me déplacer vite mais ça va me coûter trop d’énergie et donc je vais pas pouvoir le faire sur une distance si longue que ça une vitesse élevée et c’est là où apparaît mon cycliste donc vous allez bien situer où est-ce que je

Vais mettre la courbe j’ai plus beaucoup de place sur mon graphique donc pas une grande surprise elle est en bas et l’avantage du vélo c’est bien de pouvoir avoir un coût énergétique bas donc une grande efficience de locomotion qui reste relativement bas mais qui par contre se dégrade quand la vitesse

Augmente et là on va voir pourquoi pour comprendre cette dernière cour moi je vous propose c’est de faire un petit retour en arrière et en fait pour comprendre l’arrivée de ce fameux vélo qui est notre notre point final on va comprendre l’évolution en partant de la première que vous connaissez tous qui

Est encore d’actualité mais chez les enfants pour d’autres raisons des raisons d’équilibre la drienne qu’est-ce que c’est qu’une drisienne c’est la première fois donc on est en 1817 qu’on utilise la roue pour se déplacer comme sur un principe d’un vélo puisque auparavant la roue elle était largement utilisée – 4000 avant

Jésus-Christ pour pouvoir transporter des objets donc qu’est-ce qu’elle a la drésienne comme particularité on va pouvoir avoir des roues qui sont alignées on va pouvoir supporter son poids du corps être assis et donc le premier principe biomécanique qui explique que la drésenne est efficace comme le motion c’est de pouvoir

Supporter le poids du corps donc sa masse avec l’application de la gravité sur sa masse qui ce coup-ci est porté par le vélo le deuxième point qui est important c’est cette fameuse roue donc cette roue qu’est-ce que c’est c’est simple c’est un système qui est circulaire avec un axe on tourne autour

D’un axe et en fait pourquoi est-ce que la roue permet de d’améliorer l’efficacité de la locomotion il y a deux phénomène dont on va parler le premier ça va être les frottements on va modifier largement les frottements avec le avec le sol et le deuxième ça vaait toutes les vitesses de

Translation premier point les vitesses de translation ben qu’est-ce qu’elle fait une roue on va pouvoir déplacer l’axe de cette roue donc une translation de ce point-là l’axe de cette roue grâce en fait à une rotation autour du centre tout ça va nous permettre quoi on reprend ici ma roue qui s’est déplacée

De ce petit point qui est en contact qui on se déplaçant dans ce sens-là vers la droite a donc surélevé le petit point et en fait on a donc un déplacement d’une certaine distance par rapport au déplacement de cette roue donc on a bien une translation un déplacement en

Translation lié à un déplacement en rotation c’est le premier avantage et le deuxième avantage qui est très important c’est au niveau des forces de frottement alors qu’est-ce que c’est que les forces de frottement ce sont des forces qui sont créées dès qu’il y a une interaction entre deux surfaces qui sont

En contact et ces forces là s’oppose au déplacement quand je marche au sol et que je traîne les pieds au sol je vais avoir une interaction entre entre la semelle de ma chaussure et le sol et ça va limiter ça va me freiner ça s’oppose à mon déplacement donc évidemment dans

Toutes les locomotion il faut essayer de réduire cette force de frottement qui s’oppose à mon déplacement pour la calculer cette force de frottement il y a deux facteurs qui rentrent en compte le premier qu’on appelle la force normale c’est en fait la masse multiée par la gravité qui est en opposition

Perpendiculaire au support donc là c’est mon poids de corps et le deuxième c’est le coefficient de friction qui est un coefficient qui explique l’interaction entre les deux supports donc pourquoi est-ce que utiliser une roue permet d’améliorer l’efficience motrice on va prendre deux exemples là j’ai cet objetl

Je dois déplacer je n’ai pas de roue je vais donc le faire glisser il a donc une force normale qui correspond à son poids et une force de friction de glisse qui s’oppose au déplacement donc je vais l’emmener vers la droite et cette force de friction de glisse va s’opposer à son

Déplacement si je rentre quelques petite valeurs chiffrée dans mon équation pour un poids donné et un coefficient donné qui explique l’interaction entre le caoutchou et la roue j’ai une force de friction qui est de 800 n c’est-à-dire que quand je vais tracter cet objet j’ai une force qui s’oppose à mon déplacement

De 200 new je garde le même objet mais au lieu de le faire glisser je décide de le faire rouler via ces petites roulettes avec exactement les mêmes matériaux que le dessous de mon système antérieur et je me retrouve en fait par cette solution pour un même poids avoir significativement diminué ce fameux

Coefficient donc le coefficient qui interagit entre les objet en présence et au final la force qui s’oppose à mon déplacement n’est plus que de 4 Newt donc le principe même d’utiliser une roue dans le cadre du cycll dans le cadre de toutes les autres locomotions c’est tout simplement de diminuer

Significativement la force de frottement qui s’oppose au déplacement ce qui va permettre d’avoir une locomotion à des vitesses plus élevées je me permets de replacer ma drisenne effectivement maadisienne a significativement diminué la le coût énergétique me permet d’avoir une vitesse un petit peu plus élevée donc on est sur une locomotion qui est

Améliorée par rapport à la course mais par contre il me reste un point négatif regardez les vitesses de déplacement ne sont pas assez importantes dans ces cas-là ça vaut encore plus le coup d’aller en courant même si ma locomotion me coûte beaucoup d’énergie mais au moins je vais pouvoir avoir des vitesses

Importantes donc là il va falloir commencer à trouver des solutions pour modifier ces problèmes de vitesse et notamment ces problèmes de production de force puisqueen fait j’applique toujours une force sur le sol donc l’innovation qui apparu après la deuxième innovation qui a conduit au final au vélo c’est le

Fait de ne plus appliquer une force sur le sol mais de l’appliquer sur des pédales donc on va avoir des pédales qui les premières donc en 1860 étaient directement sur l’axe de la roue et on appliquait une force sur les pédales quel est l’avantage de ce système là

C’est que vous avez la chance d’avoir deux jambes et quand une jambe va appliquer une force sur une l’autre jambe va pouvoir aussi continuer à appliquer une force sur cette en opposition de 180° donc à la différence à laadésienne où on appliquait une force au sol à un

Instanté puis le pied devait se soulever un déplacement et appppliquer une force c’està-dire on avait une force qui était discontinue d’un appuie sur l’autre là on va pouvoir avoir en permanence une force qui va pourir être appliquée sur un support si on continue cette explication le seul problème de tout ça

C’est qu’on va pas pouvoir toujours développer un niveau de force très élevée qu’est-ce qu’on va faire en fait on va voir la force qui évolue en fonction de la position de la manivelle donc là on a l’axe d’une manivelle une petite et donc l’axe de la roue sont représentés ce qu’on appelle des

Vecteurs de force des niveaux de force hein plus la flèche elle est importante plus la force est élevée et on voit son orientation ben ce niveau de force il farie très largement en fonction de l’organisation de mes articulations une petite selle une cuisse une jambe un

Pied et dans une position donnée j’ai un certain angle de hanche de genoux de cheville et donc je vais pouvoir développer un certain niveau de force musculaire et donc un certain niveau de force sur ma en plus de ça ça a modifier l’orientation de ma force si maintenant ma jambe mon membre inférieur

Est placé dans une autre position et ben on voit que ça a significativement modifié mes angles ça a modifié mes capacités de production de force par mon muscle et ça a modifié l’orientation de la force donc au final on a une situation qui a l’avantage de pouvoir

Utiliser les deux appuis en même temps mais par contre on va ne pas pouvoir avoir les deux appuis qui sont en situation optimale en permanence deuxième point donc comme je vous ai dit on va être sur une approche très biomécanique hein ça va être la la soirée des équations un point qui est

Important aussi à retenir deuxième point négatif de tout ça donc le premier on a compris je ne peux pas toujours développer un niveau de force élevée deuxième point négatif c’est qu’en plus la force que j’applique c’est cette petite force en verte qu’on appelle fr une force résultante l’ensemble n’est

Pas efficace par rapport à la minivel l’ensemble ne sert pas à la propulsion il y a à chaque fois qu’une seule petite partie qui est celle qui est perpendiculaire à la manivelle une autre partie ben celle qui est dans l’axe de la manivelle elle est dit perdu on

Multiplie tout ça par la longueur de la manivelle et en fait le paramètre qui va nous intéresser c’est ce qu’on appelle le moment de force qui ce moment de force va dépendre de la longueur de la manivelle ça y est on voit apparaître déjà un petit peu l’influence possible

Du matériel et de ce niveau de force efficace donc on a créé un équipement qui permet d’avoir en permanence des membres qui travaillent par contre pas toujours à un niveau élevé mais bonne nouvelle cet équipement il a quand même une bonne solution qui est la suivante

Donc on a ici l’évolution de la force si je prends mon membre inférieur par exemple gauche il va à une certaine position de la développer peu de force quand il est sur la position haute quand on est jambes fléchies on ne peut pas développer beaucoup de force musculaire

Quand il avance et qu’il est vers la position antérieure efficace c’est là où elle développe le plus de force et ensuite on aura même des niveaux de force négatifs si on n’est pas capable par exemple de tracter la manivelle donc on voit qu’on a un niveau de force qui

Évolue sur un appui l’autre jambe faisant strictement la même chose décalé de 180° si maintenant je viens Sommer les deux et c’est ça qui nous intéresse et c’est ça qui est un des points primordiaux du pédalage et de son efficacité c’est que je me retrouve avec

La somme des deux qui a une évolution de force qui elle par contre est toujours positive donc au final effectivement mon niveau de force varie en fonction de la position de la manivelle mais par contre il est jamais nul il est jamais négatif et donc c’est ce qui va permettre

D’avoir en permanence sur la roue à niveau de force qui va être appliqué à l’inverse de la course à pied et de la marche où je je me retrouve à appliquer une force un instant T puis après de ne pas en appliquer pendant la phase de

Vol donc ça nous permet d’arriver à ce petit équipement et on voit bien qu’effectivement avec cette solution on diminue le coût énergétique et on augmente largement la vitesse de propulsion donc on commence à se rapprocher des situations d’un vélo classique par contre on a encore plein de points négatifs le premier c’est on

Applique une force directement sur la roue motrice c’est-à-dire que la vitesse à laquelle je vais me déplacer ma vitesse de la roue motrice est directement liée à la fréquence de pédalage de mes membres donc si mes membres ne peuvent pas tourner assez vite je ne vais pas pouvoir avoir un

Déplacement assez rapide donc ça c’est être un des premiers problèmes ça va donc limiter ma vitesse ça va me coûter beaucoup d’énergie il y a pas de roulip c’est-à-dire que il y a en permanence les manivelles qui vont tourner quand ma roue se déplace et donc vous imaginez il

Va falloir continuer à innover pour enlever tout ça et l’innovation suivante c’est trouver une solution pour augmenter la vitesse donc pour augmenter la vitesse il y avait deux solutions ils ont commencé à prendre la première qui est effectivement la plus simple qui était celle d’augmenter le diamètre de

La roue donc même système avec la seule chose c’est qu’on augmente le diamètre dans la roue c’est les vélos qu’on appelle les grands bit et en augmentant le diamètre de la roue on revient sur quelque chose dont on a déjà parlé c’est-à-dire on va avoir en fait un

Déplacement qui ce déplacement dépend en fait de l’évolu du déplacement de ce petit point et donc du rayon de ma roue hein puisqueen un tour de roue j’ai le centre de ma roue qui va avancer d’une distance qui peut être connue de PI R et donc plus j’augmente le rayon de ma roue

Plus je vais augmenter le déplacement et donc je plus je vais pour un tour de manivelle donné avoir un déplacement important en mètre linéaire donc ça cette solution là c’était la solution idéale pour augmenter la vitesse et effectivement on a largement pu augmenter la vitesse donc pour pour une

Dépense énergétique donnée on augmente la vitesse on atteint à des vitesses plus élevées on diminue le coût énergi effectivement on a une situation un équipement qui est très efficace d’un point de vue locomotion si l’objectif c’est de se déplacer à des vitesses importantes à un moindre coût maintenant

Les points négatifs on les voit tout de suite il y a un problème de sécurité le deuxième point négatif c’est on applique toujours notre force directement sur la roue motrice et donc on a toujours ce lien avec la fréquence de pédalage est le dernier point il y a toujours pas de

Roues libre donc l’innovation suivante ça va être de pouvoir dissocier la fréquence de pédalage et de la vitesse de déplacement la seule solution c’est qu’il faut enlever en fait la l’endroit où on applique la force de l’endroit où on a une roue motrice donc cette solution c’est la suivante elle apparaît

Assez tôt on est en 1880 donc on voit que les grosses innovations elles se sont fait il y a bien bien longtemps 1880 on voit apparaître cette innovation on vient appliquer ce cou une force sur une qui est dissociée de la roue de la roue avant on a une roue motrice

Qui devient la roue arrière et on va pouvoir par une transmission venir appliquer donc un mouvement à cette roue motrice qui se situe à l’arrière pour comprendre comment ça fonctionne donc on va pouvoir comme je viens de vous dire dissocier la fréquence de pédalage de la vitesse de déplacement de Mar roue et

Pour comprendre comment ça fonctionne on va de nouveau un petit peu revenir sur ces notions de levier qui sont importante dans le cadre du cyclisme et donc au final la force que j’applique sur la manivelle va pouvoir être multiplié par ce qu’on appelle ici le bras de levier la longueur de manivelle

Pour au final donner un couple moteur directement sur l’axe de ma manivelle s’il n’y a pas de perte mécanique cette transmission du couple moteur va pouvoir arriver quasiment intégralement au niveau du plateau et au niveau de la chaîne au niveau de cette chaîne on va pouvoir retransmettre cette force au

Niveau du du petit pignon qui devrait pouvoir être transmis directement au niveau du support et à chaque fois comme ce sont des couples moteurs qu’on transmet c’est-à-dire un niveau de force avec un bras de levier avec une distance on va en fait se retrouver avec des distances des a qui vont modifier la

Relation qu’il y a entre la force que va appliquer le cycliste sur sa manivelle et la force qui est appliqué au sol donc on a un système mécanique qui à partir d’une force appliquée sur un support qui qui est une manivelle va pouvoir venir appliquer un autre niveau de force au

Niveau du sol en jouant sur des bras de levier différents et de nouveau ces bras de levier on retrouve des liens avec du matériel puisque là vous avez bien reconnu il s’agit d’une manivelle là il s’agit du plateau là il s’agit des petit pignon et là il s’agit de la roue

Arrière de votre bicyclette au final la force F4 qui est appliqué sur le sol dépend totalement de la force qu’applique le cycliste et donc de toutes ces dimension dans d’autres locomotions quand la course à pied ce que l’on cherche à faire c’est à appliquer une force au sol qui est strictement la même

En sens opposé de celle que que l’on veut recevoir après pour la propulsion là c’est assez différent puisqu’on vient appliquer une force sur un support qui est pas le sol et donc on va recevoir cette force qui est au niveau du support si je reprends des dimensions classiques

Et je recalcule le le niveau de force F4 ce qui est étonnant c’est que la force qu’on applique au niveau du sol ne correspond qu’à 11 % de la force qui est appliquée par le cycliste donc on a créé un équipement par cet ensemble de Levi

Au final l’athlète on les a vu pédaler tout à l’heure ils sont évertués à développer on avait dit combien est-ce que tu développais thomas60 c’était des des W donc on était sur on était à 100 kg non ouais donc on développait 100 Newton he il s’est forçait à développer 100 Newton sur sa

pour au final n’appliquer au sol que 10 Newton donc on peut s’étonner d’un système qui en fait ne fait que par ses bras de levier effectivement perdre une force par rapport à celle qu’on applique et c’est là où de nouveau il faut sortir de cette notion uniquement

Force et vitesse et revenir à la valeur qui m’a donné préalablement c’est-à-dire sa notion de puissance puisqueen fait l’explication elle vient ce qu’on cherche à développer c’est pas que de la force mais c’est un certain niveau de force avec une certaine vitesse donnée et donc une puissance alors au final le

Cyclisme c’est quoi et ben c’est cette très bonne solution d’avoir trouvé un équipement qui permet de développer des niveaux de force certes ils sont bas le niveau de force qu’on applique est relativement faible il est pas toujours en plus élevé en fonction de la position de la manivelle mais par contre il est

Jamais nul donc ça c’est un point positif on va pouvoir avoir par rapport à la dissociation de ma fréquence de pédalage de la vitesse on va pouvoir atteindre des vitesses élevées c’est différent en course à pied en course à pied si je veux augmenter ma vitesse il faut que j’augmente ma fréquence de

Pédalage donc ma fréquence de course là je vais pouvoir venir avoir une vitesse de déplacement très élevée et je vais même pouvoir la garder constante avoir moins de décélération et donc si vous multipliez une vitesse très élevée avec une force certes pas très élevée mais jamais nulle et ben vous obtenez le gros

Avantage de cette locomotion qui est de pouvoir des niveaux de puissance qui sont élevés et surtout jamais nuls donc voilà pourquoi est-ce que la locomotion cyclisme mais donc à ce gros avantage donc avec cet équipement là regardez on a pu de nouveau diminuer le coût énergétique par contre vous voyez

C’est la première fois et c’est très rare dans les innovations chez les hommes qu’on a créé un équipement qui était moins efficace que le précédent notre équipement précédent notre grand B c’était celui-ci c’était lui qui était le plus efficace on a décidé de créer un équipement ils ont décidé j’étais pas né

À cette époque-là de créer un équipement qui est moins efficace pour des raisons de sécurité parce qu’effec on avait un coout énergétique intéressant on allait plus vite mais c’était très dangereux donc on a pris une marche de sécurité on a fait une innovation qui était plutôt sécuritaire maintenant il va falloir donc

L’optimiser donc les points positifs on retrouve ce dont on avait parlé on peut dissocier ma vitesse de ma roue de ma vitesse de déplacement j’ai pu réduire donc la taille de la roue et j’ai gagné en sécurité mais par contre j’ai toujours ce problème d’avoir une vitesse

Qui reste réduite donc faudrait que je trouve des solutions pour augmenter la vitesse et il y a toujours pas de rou libre et donc la dernière innovation justement elle date de 1880 hop là 1891 donc très rapidement ces deux problèmes ont été résolus par les solutions suivantes la première de

Ces solutions était de créer une fameuse roue libre une roue libre c’est en fait un petit système qui va pouvoir par de l’enclictage être capable d’interrompre le lien qu’il y a entre deux systèmes mécaniques donc là on va interrompre le lien entre ma manivelle et la donc la

Manivelle et l’axe de de mon plateau ce qui va me permettre de ne plus bouger mes membres et d’avoir quand quand même au niveau du pignon pardon et d’avoir quand même une rouliipe qui va pouvoir tourner c’est le premier point et le deuxième point qui est très important on

Va pouvoir augmenter le nombre de plateaux et de pignons donc de pouvoir jouer sur ce qu’on appelle des des variations de vitesse pour faire ça bah il faut pouvoir passer d’un plateau à un autre et d’un pignon à un autre donc on va créer des dérailleurs qui vont

Permettre de venir modifier le rayon de ce plateau le rayon de ce pignon si on modifie les rayons ça va nous permettre de modifier ce rapport de force appliqué au sol par rapport au rapport de force musculaire et non musculaire qu’on applique ça veut dire qu’on va pouvoir s’adapter à différentes situations et

Continuer à pédaler même si on a monté sur le plat le vent de face est en descente quel est l’avantage de ça on le comprend bien avec ce petit schéma puisqueen fait la vitesse de déplacement que l’on va avoir va dépendre du développement et va dépendre principalement en fait de ce

Développement donc du déplacement linéaire de Marou ce déplacement linéaire de Marou il est bien sûr dépendant comme on a vu dans le cadre du grand B c’est la solution qui a été pris qui est d’augmenter le diamètre de maroue hein on a vu que c’était dangereux on l’abandonne il existe une

Autre solution qui est ben d’augmenter sa fréquence de pédalage elle est très efficace mais elle est coûteuse d’un point de vue énergétique et la troisème solution c’est de modifier le développement de modifier ses rapports entre F4 F1 par les distances et c’est ce qu’on voit apparaître sur ce plateau

J’ai pris exprès un exemple où c’est démesuré sur un plateau de 50 dents mais qu’est-ce qui va se passer quand la manivelle donc le cycliste qui va faire un tour de manivelle son plateau va lui aussi faire un tour et donc il va mobiliser 50 dents de sa chaîne pendant

Ce tourlà ces 50 dents de sa chaîne là l’espace entre la chaîne ettant constant ça va entraîner si son pignon arrière n’est que 10 dents ça va entraîner 10 rotation de son pignon arrière donc en faisant juste une rotation au niveau de son membre inférieur au niveau de la

Fréquence de pédalage il va pouvoir en sorti avoir cinq rotations au niveau de son pignon et donc c’est avec ces principes là de faire varier le développement en changeant le nombre de dents le nombre de pignon tout ça multiplié par la circonférence de là donc au final un vélo c’est quoi si

On prend les grandes bases mécaniques pour comprendre le fondement de cette locomotion c’est avoir utilisé la roue pour diminuer les forces de friction au sol c’est supporter son poids du corps pour pour diminuer la contrainte de la gravité c’est utiliser des pédales pour appliquer une force non plus sur le sol

Mais sur différentes pièces mécanique c’est C ces forces pouvoir les différencier et donc les emmener jusqu’à une roue arrière motrice ensuite une petite roue libre pour ne pas avoir en permanence notre notre notre notre fréquence de pédalage qui est liée avec la motricité de la roue et pour finir on

A donc un système de dérailleur qui va pouvoir permettre de faire varier les diamètres des plateaux des pignons et donc le développement tout ça date de 1891 donc ça fait un petit bout de temps que le vélo en fait existe sous sa configuration quasi actuelle puisque au final hein entre ce fameux

Vélo qui est celui que je vous présente 1891 et les nouveaux vélos et ben la différence elle ne va être que sur certaines spécificités qu’est-ce qui nous manque dans ces spécificités là c’est tout ce qu’on a gagné donc en fait ce qui nous manque surtout c’est quand la vitesse augmente regardez quand la

Vitesse est faible ben les anciens vélos tout qu’on fait avait une technologie qui nous aurait permis d’avoir le même coûp énergétique qu’un très bon vélo mais quand la vitesse augmente et ben on a besoin d’optimiser ses équipements et c’est ce que je vais vous présenter maintenant qui sont vraiment des

Facteurs d’optimisation puisqueen fait le gros du vot été constitué il y a un petit bout de temps là on est en train de parler justement d’optimisation de performance de vitesse et donc de gain la grande question c’est est-ce qu’on peut continuer à innover et comment est-ce

Qu’on fait pour passer de ce vélo à celui-ci et comment est-ce qu’on pourrait faire pour encore créer un vélo qui permet d’être encore plus efficient le problème dans tout ça c’est que quand on a beaucoup innové c’est un des problèmes des chercheurs donc quand on cherche quand on a trouvé beaucoup de

Solutions si en plus on le fait sur des sportifs de haut niveau qui ont déjà un un haut niveau de performance bah la la marge le gain qui peut y avoir est vraiment minime hein si on prend un vélo mauvais et que vous passez sur un très

Bon vélo vous verrez la différence si vous prenez un athlète pas du tout entraîné versus un très entraîner on verra la différence mais maintenant à partir du moment où les vélos sont déjà de très bonne qualité les athlètes de haut niveau la marge elle est vraiment minime j’ai repris un petit exemple pour

M’en rappeler ici donc der Championnat du Monde 2022 on est sur 61è de secondes de différence entre la première et la deuxè place donc il y a quelqu’un qui joue sa vie pour une médaille pour 61è de secondes sur une épreuve de plus de 27 minutes ça veut dire que le moindre

Petit gain permettrait de gagner ces 6 dièm de secondes et d’être médaille d’or au lieu d’être 2e les théories qu’on utilise hein il y en a plusieurs mais en tout cas c’est une qui est assez simple simple à comprendre c’est tout ce qui est l’amélioration des petits gains donc

Actuellement on ne va pas pouvoir faire de grosses innovation et on va surtout travailler sur chacun des petits paramètres de la performance et gagner un tout petit peu sur chacun de ces paramètres pour espérer que la somme de tous ces gains permettent d’avoir une amélioration significative de cette

Performance et de basculer sur cette bicyclette là donc on va êt dans cette partie on a compris le gros et maintenant on va travailler sur les qui constituent le vélo et comment est-ce qu’on peut faire pour optimiser ces éléments qui constituent le vélo il y a trois étapes

Qui sont primordiales la première étape qui est celle de venir juste appliquer cette force sur la entraîner une vitesse de déplacement donc de cette à la manivelle entraîner une vitesse de déplacement de mon plateau et donc d’appliquer un moment de force sur l’axe de la manivelle donc au niveau du

Plateau des exemples de puissance on va avoir voir au niveau du tour de France des puissances moyennes qui peuvent être de 250 W et si on demande à un sprinter ben désolé mais iltoit un petit peu battu on peut voir des puissances instantanées qui sont de 2800 W donc on

A une grande étendue des puissances alors que au final il y a peu de facteurs qui influence cette situation là alors qu’est-ce qu’elles sont bah le plus grand des facteurs ça reste le cycliste ça reste principalement ses qualités hein je veux pas dénigrer les qualités de Thomas mais possiblement on

A des cyclistes qui ont des qualités énergétiques musculaires qui sont super donc ça va être le premier facteur ensuite le deuxième facteur qui explique ces différences de puissance c’est la distance plus on a des distances courtes plus on va pouvoir augmenter son niveau de puissance lié au substrit énergétique

Qu’on utilise et enfin la dernière celle qui nous intéresse aujourd’hui c’est les aspect matériels et donc les aspects matériels en fait il y a trois équipements qui sont à l’interface entre l’application de la force le le développement de la force qui sont les suivantes et comme je sais que cette

Présentation est un peu longue il va falloir que vous choisissiez entre les trois équipements que je vais vous présenter donc la première chose c’est la notion de réglage d’une bicyclette donc le réglage des bicyclettes va influencer la production de puissance sur la manivelle le deuxième ce sont les

Manivelles en elle-même et là c’est assez intéressant je vais pas vous influencer mais c’est pas mal les manivelles et la troisème chose c’est les pédales qu’on utilise la manivelle alors on y va sur la manivelle si je fais comme ça faut que j’aille le chercher là alors la

Manivelle on en a parlé juste un tout petit coup avant donc on reprend le le schéma que vous aviez déjà bien compris la selle la cuisse la jambe le pied qu’est-ce qui se passe si je viens modifier la longueur de la manivelle et par exemple j’allonge la longueur de la

Manivelle donc on a une manivelle plus longue violette ce qui a décalé le pied de mon cycliste il va être obligé de suivre ce trajet C circulaire sans pour autant avir déplacer sa selle et donc nécessairement si on a la selle qui est au même endroit et le pied qui lui s’est

Déplacé on va voir une modification de l’angle de sa hanche son genou et de sa cheville sur le coup de donc modifier la longueur de la manivelle modifie directement la capacité de production de force puisque si on n pas les mêmes angle articulaire on ne peut

Pas produire le même niveau de force la force que vous allez développé dépend de l’angle articulaire et il y a certains angles articulaires qui permettent de développer plus de force que l’autre donc on va modifier cet angle articulaire mais on va aussi modifier l’orientation de la force rappelez-vous

Là j’ai une certaine orientation de force si j’ai ma manivelle qui est allongée l’orientation de la force cette force résultante elle est aussi modifiée et donc si je modifie ma force résultante je modifie cette force aussi efficace ce qui veut dire que la première des choses en modifiant la

Longueur de la manivelle je modifie l’activité musculaire et je modifie ma force efficace si j’ai augmenté ma manivelle j’ai aussi augmenté mon bras de levier et donc je modifie mes deux paramètres celui de la force et celui de la longueur ce qui veut dire que j’ai un effet significatif sur la production de

La force et donc la solution c’est en amont de régler ma manivelle vous allez me dire quelle est la solution pour avoir une manivelle optimale la première des choses c’est déjà de l’adapter à la longueur des segments et la deuxième des choses ben pour y répondre faudrait

Qu’on arrive sur la situation et il y a des manivelles des longueurs de manivell qui permettent plus de diminuer le coup énergétique si on veut être sur des sports de longue distance et quand on veut augmenter la puissance à l’inverse on vient raccourcir les manivelles pour diminuer les amplitudes articulaires et

D’être plutôt sur des angles qui permettent de développer beaucoup de force donc de nouveau il faut individualiser la solution à la situation ça il fallait choisir en amont maintenant il existe aussi des innovations c’est pour ça que je vous ai dit que c’était original il existe aussi des innovations sur le marché qui

Permettent de faire varier cette longueur de la manivelle par rapport à la situation dans laquelle se situe ma manivelle rappelez-vous ce petit schéma quand la manivelle est placée avec une en haut une en bas comme dans cette situation là j’ai une jambe qui est complètement fléchie l’autre qui est

Quasiment tendu et donc c’est là où je développe le moins de force donc dans cette situation là j’auris tout intérêt à ce que ma manivelle soit courte d’avoir un bras de levier une résistance qui soit fait puisque j’ai une situation qui n’est pas optimale et c’est ce qu’on

Retrouve dans cette situation quand la manivelle est sur des ce qu’on appelle point Morau et point morbas elle est dans une position qui lui qui est diminuée maintenant quand la manivelle est dans la situation encore la pire c’est-à-dire quand le pied est dans la situation postérieure et que je ne peux

Pas tracter on réduit encore la mivelle et la meilleure des solutions si ce coupci je suis dans une situation où ma manivelle est dans la position antérieure où je suis efficace elle peut augmenter et donc en fait on a une variation de la longueur de la manivelle qui s’adapte à la situation d’efficacité

Sur mon coup de comment est-ce que ça fonctionne c’est des systèmes mécaniques ici avec des elle est placée sur un sur un arc sur un cercle et en fait au lieu d’être pleine elle est ajourée elle va venir se déplacer sur Cees systèmes mécaniques alors vous allez me dire pourquoi est-ce que tout

Le monde n’a pas ce mécanisme qui optimal d’un point de vue biomécanique mais c’est principalement un problème de poids puisque quand on a ce système là c’est quelque chose qui est lourd et s’entraînent d’autres contraintes et après en fait euh les les techniques et les façons de pédaler sont aussi des

Choses qui sont particulières et donc faudrait s’entraîner aussi avec ce systèm-là pour pouvoir être capable d’être efficace sur cette motricité mais si on a une réflexion qui est juste mécanique ce sont une situation qui est optimale toujours dans le même sens une autre solution des répondes c’est ne pas

Varier pendant mais en fait l’organisé d’une façon originale et on va retrouver des manivelles qui sont comme celles-là et ces manivelles en fait elles sont placées de cette façon à ce que les deux membres ne soient pas en même temps dans une situation négative tant que vos manivelles sont aligné vous avez à

Chaque fois une jambe qui est en position haute pas optimale et l’autre qui est en bas en position pas optimale et avec ce système là il VO avoir une première manivelle par exemple du haut qui passe en premier la zone non optimale pendant que la deuxième qui est

En bas n’est pas encore alignée verticalement et inversement et ça va permettre d’avoir non pas les deux membres en opposition dans une situation non optimale ce qu’on retrouve aussi ici où là elles évoluent en fonction de la position de la manivelle alors donc on était dans la première solution première situation on a

Appliqué un certain niveau de moment de force est-ce qu’on a vu que le moment de force qui est appliqué Ben est influencé par le matériel on a détaillé la manivelle même chose sur la hauteur de la tige de sel et pareil si on jouait sur les pédales maintenant ce niveau de

Force ce moment de force qui est appliqué sur l’axe de ma manivelle va entraîner un certain niveau de force au sol et une certaine vitesse et de nouveau la question c’est est-ce que pour un même niveau de moment donné est-ce que le niveau de force et la

Vitesse est la même et la réponse est la même que tout à l’heure non il va y avoir aussi l’incidence de certains paramètres qui va modifier le niveau de force qui a appliqué le moment de force par rapport au niveau de force qui va être là de nouveau ces équipements là

C’est principalement quelque chose dont on a déjà parlé qui sont les plateaux et les pignons et c’est toutes les pertes mécaniques que l’on peut retrouver donc les plateaux les pignons pour faire vite on en a déjà parlé donc on a bien compris que si je faisais varier le

Diamètre de mon plateau ainsi que le diamètre de mes pignons j’allais pouvoir modifier le développement et donc je vais pouvoir faire varier ce niveau de force appliqué sur la route par rapport au niveau de force F1 donc ça c’est le premier intérêt de cet équipement et là

Sur cette image là on comprend aussi maintenant comment c’est une des réponses qu’on va pouvoir avoir sur ces fameux équipements et donc cette fameuse capacité à aller à 144 km/h si on veut aller des vitesses très très élevé on va jouer sur l’aérodynamisme on en parlera mais aussi et surtout il va falloir

Augmenter le nombre de dents de mon plateau donc en augmentant le di m du plateau je vais PIR augmenter ma vitesse de déplacement grâce au développement donc c’est ce qu’on voit apparaître dans cette solution et sur la performance à 296 km/hment plusieurs plateaux qui permet d’augmenter le nombre de dents c’est

Quelque chose qui est pas bien défini parce que c’est gardé secret et pour un tour de manivelle de l’athlète on a un développement linéaire de 40 m donc on va pouvoir atteindre des vitesses effectivement relativement élevées et si on veut continuer in avec les plateaux on peut faire la même chose on peut

Fabriquer des plateaux qui sont ovales et avec ces plateaux ovales ils vont en fait varier leur diamètre au cours du coup de c’est comme si vous étiez en train de changer vos vitesses mais à l’intérieur d’un coup de vous passiez d’un petit à un gros plateau dans votre coup de de façon à

Adapter en fait le diamètre de votre plateau à la situation première situation je suis dans la situation où je peux développer beaucoup de force j’ai tout intérêt à augmenter le de levier de mon plateau donc c’est comme si je basculais sur un gros plateau et dans ces cas-là en fait le plateau est

Sur sa grande ovalité et ça va permettre d’augmenter le bras levier L2 et donc d’augmenter mon moment de force premier avantage deuxième avantage si j’augmente le moment de force ça va diminuer ma vitesse angulaire c’est ce qui a été montré préalablement par mes collègues au début d’un sprint beaucoup de force

Pas beaucoup de vitesse ma vitesse augmente ma force diminue donc le fait d’augmenter la force dans cette situation là permet de diminuer la vitesse angulaire si je diminue ma vitesse je vais rester plus longtemps dans cette zone efficace donc ça un système qui va me permettre d’augmenter

Mon bras de levier mais aussi de rester longtemps dans la zone où je suis efficace d’un point de vue musculaire et maintenant et ben la même chose mais dans ma zone non efficace donc sur ces fameux points morbas j’utilise le petit bras de levier donc je diminue le moment

De force diminue la résistance j’augmente ma vitesse j’y reste moins longtemps et en fait on va avoir un cycle de pédalage qui plutôt que d’être à vitesse constante on va voir des accélérations sur le haut des décélérations dans la position antérieure et de nouveau des accélérations ça va permettre de pouvoir

Venir contrer ces ces contraintes biomécanique que l’on retrouve au niveau du pédalage alors de nouveau vous allez me dire pourquoi est-ce que tout le monde utilise pas ça ben parce que c’est des systèmes qui vont être aussi d’un point de vue énergétique coûteux puisque je suis toujours dans une situation

D’efficacité pratiquement je reste longtemps en efficacité ça me demande demande beaucoup d’énergie ça me demande de tourner les jambes très vite et donc c’est réservé à des athlètes qui ont les capacités de supporter cette situation qui est efficace pour produire la puissance mais qui est coûteuse d’un point de vue

Énergétique réduire les pertes on va aller vite ça va intéresser quand même tout le monde pourquoi est-ce qu’on a des vélos qui sont si chers sur le marché et ben il y a deux raisons on va réduire la masse mais on va surtout essayer d’avoir des vélos qui en

Réduisant la masse diminuent leur déformation puisque si la force que vous appliquez dans le matériel entraîne une déformation du matériel ben c’est pas de la force qui sera appliquée ensuite sur le support du sol donc on va essayer de réduire d’avoir des matériaux qui réduisent les déformations et de nouveau

On va essayer de diminuer tous les frottements qui pourrai y avoir comme des frottements entre votre chaîne et puis les pignons donc quand quand on parle de graisser une chaîne c’est de nouveau des effets qui sont qui paraissent minimales mais qui en fait sont des facteurs qui viennent s’ajouter

Les uns aux autres et qui augmentent cette force qui s’oppose au déplacement elle peut être quantifiée on a pratiquement 2 à 4 % de la puissance qui peut être perdu uniquement par des frottements de chaînes ou de mauvaise alignement de chîne le dernier point le dernier point c’est le

Primordial le celui qui va vraiment plus expliquer la performance puisque ce coup-ci on a fait quoi on a appliqué un certain moment de force sur la ce qui a permis de donner une force au sol une vitesse de rotation donc un moment de force qui est appliqué au niveau du

Support et tout ça ça sert pas simplement appliquer de la force au sol c’est pour se déplacer donc la grande question c’est le déplacement et la vitesse et est-ce que pour une puissance donnée tout le monde va se déplacer à la même vitesse la réponse est de nouveau

Non on va donner un exemple très simple si Thomas se déplace repart en vélo et qu’il applique 200 W de puissance s’il le fait que le vent vent face ou s’il le fait que le vent d’eau ou s’il le fait dans une côte pour rentrer chez lui ou

En descente pour ces 200 100 W qui seront le même niveau de puissance qu’il aura appliqué sur son vélo la vitesse de déplacement sera largement différente c’est-à-dire que là les facteurs principaux ce sont des facteurs des qualités physiques et surtout la morphologie c’est principalement l’environnement qui vient modifier en

Fait de la puissance que je développe à quelle vitesse je pour me déplacer et c’est aussi des facteurs technologiques l’environnement c’est quoi l’environnement ce sont les résistances qui s’opposent au déplacement il y a trois grandes résistances elles sont pas liées au C c’est les résistances qu’on

Renontre tous dans la vie de tous les jours à part qu’en fonction de la situation dans laquelle on est notre vitesse elles sont plus ou moins important on s’en rend plus ou moins compte la première de ces résistances c’est notre résistance qu’on appelle aérodynamique on appelle une résistance

Elle s’oppose au déplacement et on la détaillera un petit peu après la deuxième résistance c’est une résistance qui est celle de la gravité qui est l’attraction terrestre et la troisième résistance on en a déjà parlé c’est les résistances qu’on a au roulement ou à la glisse qui sont à l’interaction entre

Les objets qui sont en présence donc lors d’un déplacement on a ces trois résistances qui s’oppose au déplacement de mon cycliste la vitesse qu’il va développer dépend de ces trois résistance et dépend de sa puissance s’il veut augmenter sa vitesse première solution et ben il vient juste augmenter sa puissance si

J’augmente ma puissance je garde mes résistances constantes je vais augmenter ma vitesse deuxième solution il est un petit peu plus feignant il se dit je veux pas augmenter ma puissance je vais garder constante ma puissance mais je vais juste diminuer les résistances qui s’opposent à mon déplacement en faisant

Cette solution cette solution là pas plus de puissance à développer mais j’irai tout simplement plus vite et troisème solution je fais les deux je viens diminuer mes résistances au déplacement et je vais en plus augmenter ma puissance et là je vais pouvoir largement augmenter ma vitesse donc on a

Bien compris l’efficacité ça serait plutôt la deuxième solution de venir pas augmenter sa puissance mais diminuer ses résistances et l’autre solution qui est aussi de faire les deux ce qui est important dans tout ça et au préalable c’est de quantifier ces résistances aérodynamiques pourquoi ben parce qu’en fait les solutions que on va

Prendre ne sont pas les mêmes en fonction des résistances la résistance aérodynamique dont on va parler elle va impliquer certaines solutions vous avez déjà tous en tête la réponse principalement ce qu’on appelle du profilage une certaine position qui diminue cette résistance aérodynamique si la situation dans une situation donnée c’est la résistance aérodynamique

La contrainte principale il faut aller vers cette solution maintenant si la situation c’est plutôt la gravité la contrainte principale il faut aller vers une solution matérielle qui diminue les contraintes de gravité et donc cette résistance aérodynamique elle dépendent largement de l’environnement vous avez ici la part des résistance et ici

L’évolution de la pente qu’est-ce qu’on voit apparaître si je suis sur le plat la principale résistance aérodynamique qui s’impose à mon déplacement c’est la présistance résistance c’est la résistance aérodynamique c’est-à-dire que sur le plat la puissance que je vais développer ne va servir quasiment qu’à lutter contre la résistance de l’air

Contre la résistance aérodynamique et ce qui me reste aussi c’est les résistances au roulement si j’augmente ma pente ascendante donc si je commence à être en ascension au fur à mesure la résistance aérodynamique au niveau de la part du pourcentage en totalité des résistances diminu et c’est la résistance de gravité

Qui devient la principale contrainte à diminuer ça veut dire que si je suis dans une pente il va falloir que je trouve des solutions matériel pour diminuer cette résistance de gravité et maintenant si on s’intéresse à la notion de vitesse donc même principe qu’est-ce qui se passe si ma vitesse augmente ça

Va être la résistance aérodynamique qui augmente les deux étant lié donc la première des choses c’est se poser la question de la situation et si dimanche vous allez faire un tour en vélo est-ce que je fais un vélo sur est-ce que c’est un tour à plat estce que c’est un tour

En Moné et donc je veux dire le choix du vélo et le choix des équement la choix de la position dépendra en fait de quel est le paramètre qu’ va falloir que je vienne diminuer optimiser en fonction de ces résistances que je vais avoir j’ai pas du tout regardé l’heure donc je

Sais pas si je vous fais les trois et je vous tente les trois et je les fais vite et je vais je coupe sur certaines donc on commence par la résistance de gravité la résistance de gravité vous allez voir elle pourrait paraître simple mais en fait elle est loin d’être simple puisque

Ça va de nouveau dépendre de la solution et en fait ben au fur et à mesure je suis en train de construire ma conclusion qui est en train de vous dire j’aurai pas de solution pour vous aujourd’hui pour vous dire quelle est lev optimale va falloir que je vous pose

Plein d’autres questions dont ben en fait oui mais tu vas faire quoi ce weekend avec ton vélo pour que je te TR propose une solution optimale la résistance de gravité si vous êtes à plat à vitesse constante sur une ligne droite dans ces cas-là ce n’est pas une contrainte votre résistance de gravité

Regardez elle orienté vers le bas vous voulez vous déplacer vers la droite elle ne s’oppose pas à votre déplacement et à partir de là il y a pas de problème vous pouvez prendre un gros sac à dos ou un vélo qui est très lourd ça va pas venir

Vous gêner dans cette situation précise donc il y a pas besoin de trouver une solution si vous êtes à plat à vitesse constante pour gérer votre problème de masse maintenant malheureusement votre vitesse va souvent varier et si votre vitesse varie apparaît une nouvelle loi mécanique qui vient guider vos boûtement

Qui s’appelle la résistance l’inertie qui est la résistance d’un corps à ses changements de position le changement de vitesse estant un changement de position et donc cette inertie qui en fait va falloir lutter contre pour à chaque fois accélérer elle dépend de la masse donc à partir du moment où vous avez des

Variations de vitesse il faut diminuer votre masse puisque sinon vous allez à chaque fois que vous allez devoir réaccélérer lutter contre cette masse qui entraîne donc une inertie et qui a donc influencer votre accélération donc première situation si vous variez vos vitesses réduire la masse deuxième

Situation ce cou-ci on va se poser la question d’un autre point qui est important c’est la roue parce qu’on a parlé de la globalité mais en fait la roue c’est la même chose il va falloir vraiment diminuer la masse de la roue de nouveau un autre concept qui est

Important c’est plus l’inertie mais c’est le moment d’inertie un petit peu la même chose à part qu’on s’intéresse au rayon de girration le rayon de girration ça va être en fait la l’organisation des masses par rapport au centre de masse et c’est une résistance à la mise en rotation d’un système donc

Si ma roue elle est lourde et si elle a un rayon de gération élevé c’est-à-dire qu’elle est un gros diamètre plus beaucoup de masse aux extrémités elle a une inertie à moment d’inertie important et à chaque fois que je je vais vouloir l’accélérer et ben je vais elle il y a

Il y a un ce moment d’inertie va lutter contre cette mise en accélération donc de nouveau on va toutes les solutions pour diminuer la masse et pour diminuer ce rayon de girration donc là on était sur le plat ce coui malheureusement et ou plutôt heureusement pour les

Cyclistes ils aiment bien on est en montagne on est dans un pays montagnard et on va avoir des pentes des ascensions et des descentes mais dans le cadre des ascensions et ben ce coup-ci notre attraction terrestre nous tire toujours vers le bas mais on va la décomposer

Pour comprendre ce qui se passe au niveau du cycliste en deux plans et le premier de ces plans c’est celui qui nous intéresse ici ce qu’on appelle la part tangentielle au support donc une part qui est normale au support qui est celle qui explique les forces de réaction et une part tangentielle et

Cette part tangentielle regardez ce coup-ci elle est opposée au déplacement donc dès que la pente augmente il y a une part de votre poids qui ce coup-ci devient néfaste pour le déplacement puisqu’elle s’oppose à votre déplacement et malheureusement plus la pente augmente plus cette part elle augmente

Donc plus il y a de la pente plus la part augmente et donc ce coupci on est complètement opposé au déplacement et il y a vraiment intérêt à réduire la masse dès qu’on est en monté vous allez me dire en descente ben dans ces cas-là c’est l’inverse je peux augmenter la

Masse en descente et d’ailleurs regardez les skieurs et regardez les vttis toutes les disciplines on a que de la descente en général la notion de masse de volume n’est pas le le point primordial a diminuer et maintenant dernier petit point et ben en général on va pas

Toujours tout droit on tourne et si on tourne de nouveau la masse rentre en jeu dans les lois mécaniques qui vont expliquer le virage et là d’un point de vue mécanique on parle d’une force centripète la force centripète c’est en fait une force que va devoir appliquer le cycliste pour pouvoir quitter sa

Trajectoire rectiline et cette force elle dépend de nouveau de la masse si mon cycliste a une masse trop élevée pour pouvoir quitter la trajectoire rectiline qu’il suivrait naturellement il va falloir qu’il crée une force centripète qui cette force centripète sera d’autant plus importante qu’il aura une masse élevée qu’il arrivera à une

Vitesse élevée et qui devra faire un virage avec un petit rayon et donc au final et ben vous avez bien compris que la solution de la masse il y a très peu de moment où en fait ne pas se poser la question de la masse en Cyclus sur le plat à vitesse constante

Et sinon dans toutes les autres situations il faut la réduire donc par déduction on va dire que comme on a du mal en fait d’enlever une masse et de la récupérer sur un dans le casre d’une discipline de de cycliste on va donc réduire la masse la force de friction on a déjà

Parlé de cette équation rappelez-vous l’interaction entre le support au sol ce coefficient donc qui conditionne la for qui conditionne en fait l’opposition déplacement regardez elle est conditionné par ma force normale la force normale c’est de nouveau du poids donc un phénomène que je vous ai expliqué tout tout à l’heure en vous

Disant dans le cadre du cycliste gravité diminuer la masse on voit que c’est aussi une incidence dans un autre paramètre qui est la force de friction si j’augmente la masse j’augmente la force normale perpendiculaire au support et donc j’augmente ma force de ma force de de roulement ma résistance au

Roulement petit aparté maintenant en ce qui concerne notre cycliste il faut donc diminuer ses résistances au roulement et les solutions sont principalement sur l’interaction entre le sol et mon pneu il y a plein de paramètres sur lequels on peut travailler des diamètres de roue des

Températures il y en a deux que je vais vous proposer c’est des choses les PIR faire facilement ce weekend le gonflage de vos pneus donc pourquoi est-ce qu’il faut gonfler son pneu si vous gonflez votre pneu vous allez pouvoir modifier le coefficient de roulement quand mon pneu est bien gonflé

Ça permet de diminuer le coefficient de roulement et donc ça permet de diminuer les forces de roulement qui s’oppose à mon déplacement donc gonfler le pneu va modifier en fait la forme du pneu modifie par exemple l’interaction un pneu qui est pas dégonflé comme on pourrait l’imaginer sur ce petit schéma

Il va y avoir des forces qui viennent s’opposer au déplacement de ce pneu donc quoi qu’il en soit on on gonfle son pneu on diminue ce coefficient de roulement et donc on va pouvoir diminuer la résistance à l’avancement maintenant on fait attention on vient pas non plus trop le

Gonfler hein ce qui pourrait poser des problèmes de crevaison puisquil a plus de possibité pour s’adapter au support ou sinon de de perdre de contrôle pour vous donner un peu des idées des coefficients donc première chution ce weekend vous gonflez votre pneud deuxième solution vous choisissez

Une route sur lequel le revêtement de la route est un peu près en bon état il suffit de regarder où les étapes du Tour de France sont passées dernièrement en général ils ont refait la surface de la route et pour un même pneu en fonction de la surface sur laquelle vous roulez

Vous allez de nouveau modifier significativement votre coefficient de rou donc on gonfle on choisit une bonne situation et attention si à l’ inverse on veut de l’adhérence il faudrait l’augmenter le cas du VTT des pneus larges dégonflés et avec des cran donc avec des crampons ça va permettre de

L’augmenter si on veut de l’adhérence parce que qu’est-ce qui se passe si votre coefficient était de zéro vous ne pourriez plus appliquer de force au sol si on prenait l’exemple de venir appliquer de de pédaler sur une plaque de Vergl même si j’ai jamais essayé je sais pas si la coefficient est vraiment

De zéro mais si en fait vous ne pouvez plus appliquer une force il n’y a plus de friction au niveau du sol vous ne pouvez pas appliquer votre force F4 et donc vot trou elle va tourner sur place et donc il ne va pas pouvoir de déplacement donc on parle bien

D’optimiser mais en fait l’objectif c’est pas d’arriver à zéro si vous êtes à zéro votre rou va tourner sur place et donc votre déplacement sera ce qu’oui nul troème paramètre la résistance aérodynamique qui est la résistance principale dès qu’on est sur le plat et qui diminue effectivement quand la la

Gravité commence à prendre de la place c’est une résistance qui s’explique en fait par l’environnement dans lequel vous êtes même si on le voit pas aujourd’hui dans la salle il y a plein de petites molécules d’air devant moi et si je dois me déplacer et ben il faut

Que je pousse ces petites molécules d’air en poussant ces molécules d’air ça va créer des variations de pression entre l’avant des molécules d’air devant moi et l’arrière et c’est ce qu’explique principalement ces résistances la première de ces résistances on appelle ça une résistance de traîner c’est la

Principale et donc c’est la façon dont mes molécules d’air vont s’écouler autour de moi elles ne sont pas perturbées je les perturbe elles changent d’un écoulement laminaire non perturbé un écoulement turbulent et la différence de pression qui va y avoir dans la façon dont je les ai perturbé conditionne en grande partie la

Résistance aérodynamique qui va y avoir donc quand on voit ça on voit bien qu’une des solutions c’est de pas trop les perturber ces molécules d’air et donc on va trouver une solution pour ne pas perturber les molécules d’air et la deuxième chose il y a aussi des frottements entre les molécules d’air

Entre les molécules d’air et l’objet on va trouver des solutions pour essayer de les réduire l’équation est la suivante 1 demi de r r la la masse volimique du fluide on n pas tellement de choix on est sur terre on a de l’air Face à Nous

Je suis autour de France tout le monde a la même air tout le monde a le même air autour de autour de lui tout le monde a la même masse volumique de fluide donc tout le monde a la même opposition solution si je veux faire un c je vais

Me déplacer je vais aller dans une ville comme Mexico sur lequel on va pouvoir diminuer cette masse bolimique et donc la résistance qui va y avoir à mon déplacement deème solution deème facteur la vitesse qui en plus elle est élevée au carré donc c’est la vitesse de déplacement de l’objet mais aussi la

Vitesse de déplacement de l’air et là la particularité c’est que si je veux diminuer ma force de traîner il faut que je diminue ma vitesse alors la vitesse c’est pas ce que je veux diminuer c’est ce que je veux augmenter donc là on va pas pouvoir jouer sur ce paramètre là on

Peut pas jouer sur la densité pas jouer sur la masolimique on peut pas jouer sur la vitesse et je dirais même que ça cette notion de vitesse et de résistance aérodynamique elle est importante pourquoi parce que l’athlète qui est devant tout le monde si on a ces

Athlètes ici le verre qui est devant tout le monde s’il va plus vite que les autres on peut déjà dire qu’il est plus fort que les autres mais comme il va plus vite que les autres il a une résistance qui est plus importante que les autres mais il continue à être

Devant les autres donc au final celui qui gagne dans les sports de vitesse c’est quelqu’un qui est doublement plus fort il est plus fort que les autres parce qu’il est déjà devant il va plus vite comme il va plus vite ça lui augmente sa résistance aérodynamique et

Il continue à être devant c’est comme si quand vous courez avec quelqu’un et qu’au fur à mesure que vous courez et tout qu’ fait vous commencez à le doubler il vous rajoute des cailloux dans le sac à dos il vient vous tirer en vous disant écoute je viens de mettre

Dans une situation inconfortable parce que tu es déjà plus rapide que moi et qui continue à être plus rapide donc ce paramètre vitesse ben malheureusement on va ne faire que l’augmenter donc il nous reste plus que deux équipements et deux solutions pour pouvoir les modifier c’est la surface la surface frontale qui

Correspond en fait la surface de l’individu qui est face au flux d’air qu’il reçoit donc qui en opposition au déplacement est ce qu’on appelle le coefficient de forme qui est en fait la façon dont on va pouvoir manager le déplacement de ces molécules d’air à l’avant et à l’arrière c’est un petit

Facteur qui multiplie ma surface et là on le comprend bien pour une surface donnée donc on aurait une surface qui correspondrait par exemple à une pièce d’un € si cette pièce d’un € elle est pas profilé devant derrière le coefficient correspond à 1 il y a aucune modification de la forme

Devant et derrière et donc sa surface de ma pièce de 1 € va multiplier par un coefficient de 1 si maintenant j’ai le profil et que je viens modifier l’avant l’arrière comme une sphère mais que j’ai gardé une surface qui est similaire je modifie mon coefficient et il passe à 02

Donc pour ma surface donnée multiplié par 02 donc je vais largement diminuer l’importance de la surface comme un comme un système qui freine etelle là le meilleur profil on vient profiler l’avant et l’arrière et donc je vais pouvoir largement donc le diminuer donc en fait la solution c’est principalement jouer sur ce

Profilage juste sur celle-là pour basculer sur le profilage pour rester sur ce que je suis en train de vous dire donc jouer sur le profilage c’est principalement modifier le réglage de la bicyclette puisque ce qu’il faut pour ma surface donnée si je suis dans cette position relevée ici si je commence à

Modifier mon Tron mes segments et cetera je vais pouvoir réduire ce S et donc on joue sur la position du guidon sur l’angle du type de selle et sur la hauteur donc sur des réglages spécifiques on va pouvoir modifier et on arrive donc à deux situation par exemple

Une complètement debout j’ai un Cx de 04 dans une position très bien profilé avec un angle de tube de sel spécifique un guidon allongé et donc en ayant vraiment diminué sa surface je passe à 0,25 donc faut regarder de face mais faut regarder de côtés comment est-ce qu’on pourrait

Venir gérer ce flux de molécule et là on comprend aussi les spécificités du vélo couché le vélo couché l’objectif de ce vélo c’est principalement de venir diminuer la surface frontale et l’écoulement du flux le SX ce qui fait qu’on diminue significativement les résist dist à l’avancement et pour une

Même puissance qu’on produit on va voir une vitesse de déplacement qui est plus importante l’objectif c’est rarement une vitesse plus élevé c’est justement plutôt diminuer la production de puissance tout en gardant une vitesse qui est importante et donc là on vient aussi comprendre ces positions un petit peu particulières qu’on peut retrouver

Lors d’épreuve du Tour de France ou d’autres épreuves qui depuis ont été réglementé donc typiquement là on réduit significativement la surface frontale et le coefficient dans ces positions etci si bien sûr effectivement tout ce qui est la maniabilité va être perdu ce qui fait que le les réglementations suivent après des

Positions particulièr et viennent légiférer là-dessus ça va nous permettre de comprendre maintenant cet équipement là et ben c’est simple cet équipement on est sur du profilage maximum au lieu que les molécules d’air s’engouffrent sur les pièces mécaniques et sur l’athlète ça va pouvoir suivre ce déplacement et

Donc pour un même humain qui a pu augmenter sa vitesse de déplacement et par le nombre de dents et par le profilage on arrive à des vitesses de 144 km/h pour arriver au 296 faut juste rajouter un petit phénomène physique est ce qu’on appelle le phénomène d’aspiration qui en fait permet à un

Objet de venir se cacher derrière un autre objet qui est devant lui et en fait de ne plus être de ne plus subir la pression de l’air mais de subir la dépression de profiter de la dépression que gère la personne qui est placée devant nous et c’est typiquement ce qui

Arrive dans les plotons encyclistes celui qui est tout devant lui effectivement 90 % de sa résistance aérodynamique vient de l’air celui qui commence à se cacher là il a plus que 35 % des résistances totales qui sont des résistances de l’air et celui qui est

Complètement caché il a plus que 5 % par rapport aux autres donc de résistance qui va y avoir à son déplacement lié à l’air ce qui signifie que il a deux solutions il pourrait se dire ben du fait j’ai pratiquement plus d’opposition à mon déplacement je peux développer

Plus de puissance s’il fait ça il va foncer dans les EAU donc c’est pas la solution qu’il va prendre il va faire l’inverse il va garder la même vitesse que tout le monde mais il va très largement diminuer la puissance qui produit il va pouvoir s’économiser pour

Pouvoir dans une autre partie de la course ou devenir le meneur ou monter et passer en premier la ligne d’ARRI j’en ai bientôt fini on arrive dans les conclusions et dans ces conclusions je vais juste vous montrer un petit peu aussi la complexité de tout

Ça ça ça c’est ce que je viens de vous expliquer très simplement il veut modifier sa résistance aérodynamique il modifie la position de son guidon de son vélo et il a une belle position aérodynamique c’était le point positif maintenant en faisant ça ben regardez ce qu’il a fait il a aussi modifié la

Hauteur de sa selle s’il modifie la hauteur de sa selle pour un appui qui est au même endroit une selle qui est élevée il va nécessairirement modifier sa cinématique de de pédalage donc il va avoir des angles articulaires différents et je vous l’ai explique dans le cadre de l’amonivelle ça va modifier

Nécessairement son activité musculaire donc lui au début ne voulait modifier que sa résistance aérodynamique ça modifie sa façon de pédaler ça modifie son activité musculaire s’il modifie son activité musculaire possiblement il augmente ce que ça lui coûte il augmente sa dépense énergétique si il modifie son activité musculaire possiblement il augmente

Aussi sa cinétique de pédalage il l’améliore il la dégrade autre point qui peut se passer dans cette position qui certes est très aérodynamique il est en train de comprimer sa cache thoracique et donc il diminue ses capacités respiratoire et on peut avoir jusqu’à une baisse de 40 % de ses capacités

Respiratoires donc il vient dégrader ce paramètre là c’est pas très confortable donc ça c’est aussi un point à prendre en compte dans le dans dans la longue durée d’une épreuve et pour finir ça peut être aussi non sécuritaire donc au final ce qu’il faut retenir de de tout

Ça aussi c’est que quand on modifie un paramètre et qu’on le regarde que par une approche je modifie ce paramètre et je ne regarde que la résistance aérodynamique j’ai une réponse qui peut être oui cette solution est positive et j’y vais mais en fait quand on regarde

En cascade tout ce qui va y avoir des effets directs ou indirectes il va falloir Sommer l’ensemble de tous ces paramètres pour pouvoir avoir une réponse qu’i oui est-ce que c’est une bonne solution pour l’environnement tout ça en plus sans se poser la question au début de la fatigue on peut y rajouter

La fatigue qui vient encore plus modifier ces paramètres là donc en conclusion de tout ça mais qu’est-ce qu’on peut dire on a vu que de la puissance qu’on développe sur la manivelle à au final le déplacement du vélo et ben il y a de nombreux facteurs liés au matériel qui peuvent influencer

Cette relation et donc on peut naturellement se demander mais au final la vitesse qui est obtenue ici du fait que il y a tous ces facteurs mécaniques est-ce qu’elle est obtenue grâce au cyclistes est-ce que celleci cycliste qui fait la performance ou est-ce que c’est le vélo pour y répondre il va

Falloir quand même partir de la base il y a un moteur dans tout ça et dans le cas d’une locomotion terrestre non instrumentée le moteur c’est le cycliste et c’est bien le cycliste qui lui développe ses wat sur le vélo s’il développe très peu de Wat votre vélo a

L’air être très très bon à la base la puissance qui est mise dans le système elle va être de niveau faible pour ça qu’on a créé des vélos électriques qui viennent vous rajouter des wat qu’est-ce que fait le vélo lui fait que optimiser ses watts le cycliste a apporté ses

Watts de par ces qualités technique tactique d’entraînement psychologique et après le vélo il vient optimiser la transformation de ces wat en moment de force et il vient trouver des solutions pour venir réduire les résistance au déplacement et donc de solutions maintenant j’ai pris la pire solution comme athlète peut-être avec un très

Très bon vélo optimisé versus un des meilleurs athlètes avec un vé de mauvaise qualité et donc lequel gagnerait des deux de nouveau hein on fait qu’on se pose la question quelle situation si on est au moment du Tour de France même si on a le meilleur athlète

Du monde avec ce mauvais lot il ne gagnera pas le Tour de France maintenant alors peut-être pas ce vélo là mais si demain les deux font la course je je parie quand même que notre athlète avec un mauvais vélo sera capable de devancer notre non aathlète avec un vélo de très

Bonne qualité donc de nouveau ça va dépendre de la situation mais à très haut niveau il y a pas de miracle celui qui gagnera c’est celui qui est un athlète de très haut niveau avec un vélo de très haute gamme qui lui correspond et qui correspond à la situation dans laquelle il se

Trouve je vous remercie de votre [Applaudissements] [Musique] attention