La puissance en cyclisme

 Par Guillaume Judas. Photos : Orbea / Shimano / DR

La puissance d’un cycliste ou d’un triathlète, c’est son rendement pour produire de la vitesse de déplacement, ou la valeur de l’effort qu’il fournit pour vaincre les résistances qui s’opposent à lui quand il pédale (la pesanteur, la résistance de l’air et les frottements mécaniques). Le niveau de puissance fournie sur une durée déterminée permet de connaître les qualités de celui qui pédale, en termes d’explosivité, d’endurance ou de résistance à de très hautes intensités sur plusieurs minutes. Les valeurs de puissance rapportées au temps de soutien indiquent la cylindrée du cycliste, et permettent d’estimer assez précisément son niveau, voire de présager de ses performances.

Cette puissance dépend des qualités innées et de l’adaptation aux charges de travail. La force musculaire, les capacités cardio-vasculaires, la coordination gestuelle, la condition physique du moment et la gestion de l’effort interviennent dans la production de puissance. Elle est plus représentative de l’effort que la fréquence cardiaque, qui n’en est qu’une mesure indirecte et décalée.

Il ne faut pas confondre puissance et force, même si la force est nécessaire à la production de puissance (mais pas suffisante).

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Quand on parle de watts

Le watt est une unité de mesure internationale pour quantifier une puissance, un flux énergétique et un flux thermique. Un watt est l’équivalent du transfert d’une énergie d’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 d’un peu moins de 100 g à une vitesse constante d’un mètre par seconde. Doubler la puissance signifie soulever le même objet en doublant la vitesse, ou soulever un objet deux fois plus lourd à la même vitesse. On peut aussi parler d’une autre unité de mesure pour la puissance avec les chevaux vapeurs, qui sont utilisés pour les véhicules à moteur. Un cheval vapeur est l’équivalent de 736 watts, une puissance très élevée pour un cycliste.

En cyclisme, la puissance en watts est donc le produit de la force exercée sur les pédales par la vitesse de rotation des manivelles.

En cyclisme, 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 qu‘il fournit, le cycliste peut soit augmenter sa force, soit augmenter sa cadence. Entre en compte bien évidemment la notion de durée. Produire 400 watts équivaut à soulever un objet de 40 kg à la vitesse de un mètre par seconde, ou un objet de 20 kg à la vitesse de deux mètres par seconde. C’est à la portée de tout le monde sur quelques secondes, beaucoup moins sur plusieurs minutes. Et c’est ce qui différencie le cycliste occasionnel du coureur professionnel.

Des valeurs relatives

La puissance brute ne suffit pas à classer le niveau de performance ou de condition physique. Il est plus juste de rapporter la puissance fournie au poids de l’athlète ou à son coefficient de pénétration dans l’air. Un sportif lourd est naturellement plus puissant qu’un léger, mais ce dernier peut largement compenser grâce à un rapport puissance/poids plus favorable, notamment en montée. Sur des parcours roulants, une puissance brute est plus intéressante, mais à la condition de limiter au maximum la surface qui entre en résistance avec l’air. Pour être plus performants, en plus du gain de puissance physique, le triathlète et le routier doivent aussi chercher à optimiser le poids et l’aérodynamisme, de manière à réduire les forces de résistance.

Tous ces paramètres liés à la durée de l’effort permettent de connaître le profil de puissance, et donc de déterminer les points forts et les points faibles. Des outils permettent soit de la calculer, soit de la mesurer en direct, de manière à travailler précisément les zones de puissance qui correspondent aux paramètres physiologiques que l’athlète souhaite développer ou optimiser.

En course à pied, on utilise le concept de VMA (Vitesse Maximale Aérobie) pour déterminer les allures d’entraînement. Cette VMA sur terrain plat est un bon indicateur car peu de paramètres extérieurs viennent modifier la vitesse de déplacement du coureur. Une VMA à 18 km/h par exemple est indépendante du poids ou de la surface frontale de l’athlète. À vélo, il faut affronter plus de variations de pente, le vent, et les variables mécaniques. La notion de PMA (Puissance Maximale Aérobie) est donc une bien meilleure indication que la vitesse instantanée ou moyenne. Mais cette PMA est toujours à relativiser avec les paramètres dont on parle plus haut (et surtout le poids).

Un capteur de puissance, ou une méthode de calcul sophistiquée, délivre des données en watts de l’effort qui renseignent sur le niveau réel de l’intensité. Un gros bénéfice pour la qualité de l’entraînement.

Comment mesurer la puissance ?

Il est possible d’évaluer la puissance d’un cycliste ou d’un triathlète et les différents seuils d’efforts associés, de manière à connaître la puissance limite en fonction de la durée de l’effort, grâce à un test de laboratoire.

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Ce test renseigne sur le niveau physique à un moment donné, et donne des recommandations pour les intensités d’entraînement qui concernent les semaines suivantes. Suivre précisément la qualité de l’entraînement passe donc par de fréquents tests.

Il est aussi possible d’utiliser une formule mathématique pour déterminer la puissance, puisqu’on sait que la vitesse de déplacement à vélo est égale au cumul des forces de résistance de la pesanteur, de l’air et des frottements. De nombreux calculateurs en ligne permettent d’évaluer une puissance en fonction de différents paramètres, avec toutefois une imprécision qui augmente au fur et à mesure que la pente diminue. Il est en effet facile de connaître le poids du cycliste, celui de son vélo et la pente, mais c’est plus compliqué pour le coefficient de pénétration dans l’air et les frottements mécaniques. Un peu fastidieux, même si bien conduit, ce type de mesure délivre de bonnes indications quant à la progression, bien qu’un simple chrono sur un parcours test réalisé avec le même matériel et les mêmes conditions peut aussi se révéler très efficace.

La méthode la plus simple pour mesurer la puissance consiste à s’équiper d’un capteur de puissance sur le vélo.

Enfin la méthode la plus simple, mais pas la moins onéreuse, consiste à s’équiper d’un capteur de puissance, placé soit au niveau du pédalier, soit au niveau des pédales ou du moyeu arrière. Il s’agit d’un appareil qui mesure les déformations grâce à des jauges de contrainte et qui en déduit une puissance en watts transmise directement sur le compteur. Les données sont consultables en direct pour une bonne gestion de l’effort, mais peuvent aussi être analysées a posteriori et archivées. Le prix de ce type d’appareil varie de 400 à 2500 € environ, en fonction du niveau de fiabilité des mesures, de la réputation de la marque voire de son intégration sur le vélo.

La fiabilité ainsi qu’une bonne calibration et une compensation des changements de température sont en effet essentielles, car un décalage de 5 à 10 % au niveau de l’affichage de la puissance réelle peut se révéler totalement contreproductif au niveau de l’entraînement, et conduire à des séances mal calibrées, soit trop dures soit trop faciles par rapport aux qualités que l’on cherche à améliorer.

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Grâce à un tel capteur fiable et bien calibré, il est ainsi possible d’effectuer des exercices à une intensité précise exprimée en watts, en fonction des différentes filières énergétiques que vous cherchez à travailler pour progresser. Ces intensités sont déterminées par un test préalable en laboratoire qui évalue vos capacités physiques, ou par des tests réguliers sur le terrain grâce à ce même capteur. Nous en reparlerons plus précisément dans un prochain article.

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