jeudi 2 octobre 2014

L'impact du poids du bidon sur la performance

Les théories de Newton sur la gravité sont bien connues des cyclistes : le principal ennemi du pratiquant de la petite reine, lorsqu'il grimpe un col, c'est le poids. Son propre poids et celui de sa machine, qui poussent certains à suivre des régimes parfois trop poussés et d'autres à dépenser une fortune pour acquérir des vis en titane ou la paire de roue la plus légère du marché.

Suite à la montée de la course de côte mardi au cours de laquelle j'ai battu mon record sur l'ascension, en l'absence totale de vent, j'ai voulu simuler l'impact sur le chrono qu'aurait eu une montée sans bidon. Ayant été accompagné par Julien, je voulais simuler quel aurait été mon temps si je lui avais confié mon bidon au pied de la bosse et que je l'avais repris en haut.

Voici les caractéristiques de la montée :
  • 158m de dénivelé
  • 2,8 km d'ascension
  • 61kg lorsque je suis nu
  • 10kg pour mon vélo et mon équipement (tenue, matériel de répareration, bidon, compteur)
  • 7'58" d'ascension

A l'aide du calculateur d'Awsoft (voir ici), la puissance que j'aurai du développer pour cette ascension aurait du être de 300w. Mon capteur de puissance en a relevé 298, la différence venant de la légère approximation sur le poids et de divers paramètres extérieurs. Le résultat des calculs est considéré comme fiable, Alban Lorenzini (entre autres) s'en sert systématiquement pour ses tests de rendement de matériel.


J'ai pesé 4 de mes bidons après les avoir remplis et j'ai obtenu un poids moyen de 650g, soit environ 550g d'eau et 100g de plastique. Pour ma simulation de calcul, j'ai retiré 500g du poids du vélo, ce qui correspond approximativement au retrait du bidon.

Le résultat sur la montée de la course de côte du Verdun est dérisoire : j'aurai gagné 2 secondes ! J'ai refait une simulation avec les données de l'Alpe d'Huez (1031m de dénivelé sur 11,9km, grimpé en 1h01'02" lors de la marmotte) : sans bidon j'aurai gagné 23 secondes. Pas grand chose, pas même de quoi gagner une place au classement.

J'ai repris le calcul sur la montée du col du glandon, première ascension de la Marmotte. 1111m de dénivelé en 21,8km, grimpés en 1h22'48". Avec un bidon en moins, j'aurai gagné 27 secondes. Mon choix de partir avec 2 bidons pleins afin de sauter le premier ravitaillement était donc judicieux, car j'aurai perdu bien plus que ces 27 secondes en effectuant un arrêt au ravitaillement.


Une fois ces temps pris de manière brute, il est vrai que parfois les courses se jouent à quelques secondes. A une poignée de secondes près, on bascule dans la descente en tête de groupe ou en queue de peloton, avec le premier groupe ou avec le second ... tout est affaire de compromis, entre basculer avec le premier groupe puis s'arrêter ou basculer avec le second groupe et poursuivre sans pause obligatoire. Dans le cas d'un contre-la-montre en côte, en revanche, chaque seconde compte et la présence d'un bidon peut couter plusieurs places.

J'ai refait un dernier calcul sur la grimpée de Chaussan, effectuée mi-septembre. Entre un bidon plein et un bidon vide, le gain est de 5 secondes. Dans ce cas, ça ne m'aurait pas permis de gagner de place, mais parfois une ou deux secondes suffisent pour remonter au classement.


Conclusion : si vous n'êtes pas en pleine quête de performance, vous pouvez partir avec vos deux bidons remplis sans que ça ne vous ralentisse en montagne. Si vous êtes en train de réaliser le chrono de votre vie, inutile de jeter dans la nature vos déchets, les quelques grammes des emballages n'ont strictement aucun impact sur le chrono.

14 commentaires:

  1. Bonjour,
    C'est intéressant. J'en déduis que, le poids du bidon étant disposé sur le cadre, sur une montée "sèche", un cadre un peu plus lourd de 300 ou 400 gr n'est pas vraiment pénalisant. Si le cadre a, en plus, des qualités dynamiques, il devient un allié "de poids".
    Relativisons cependant. Sur la durée, avec les efforts répétés, la multiplication des obstacles, l'accumulation de la fatique du cycliste, le bénéfice d'un cadre léger doit être réel.
    Voilà de quoi alimenter tes prochaines soirées en mettant au point une formule qui en tient compte.
    Et si tu veux encore plus de prendre la tête, tu intègres le fait que les tracés comportent aussi des descentes dans lesquelles le poids devient un allié certain. ;-)
    Ride fun!!!
    Lionel M.

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    1. Salut Lionel,

      Le poids n'est pas un allié aussi certain que ça en descente, surtout si elle est technique : certes en ligne droite l'inertie est meilleure, mais le freinage et la relance deviennent plus compliqués.

      Le cas extrême a été tenté par Robic sur le Tour 53 : il a pris un bidon de 10kg en plomb en haut du Tourmalet, mais comme il a chuté dans la descente on ne saura jamais si ça aurait pu offrir un gros gain ou non.

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  2. Le poids n'est pas si important que ça en montée sèche. Effectivement 30s sur l'alpe d'huez... Quoique c'est la différence entre gagner la course et finir 10° des fois.
    Mais tu as l'effet cumulatif.
    C'est 500g de plus que tu as du transporter sur les 100 bornes de plat avant la course de côte. C'est 500g de plus que tu as porté avant dans les 2 premiers cols de la course. Tu t'es plus fatigué avant le début de la course de côte. Tu as déjà PLUS entamé ta réserve de glycogene. Donc c'est pas 30 sec que tu vas perdre mais 1 min - 2 min (?)
    Et si c'est une course par étape. La récupération, l'accumultation de fatigue ?

    Au bout des 3 semaines du tour de france 500g c'est 30s montée seche => 1 - 2 min, disons 1.5 min en fin d'étape * 5 - 6 étapes = 10 minutes.
    500 g c'est la différence entre gagner le TDF et finir 5°.

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    1. Salut,

      500g supplémentaires, sur un parcours plat, ça n'a aucun impact. Le frein sur le plat vient de la résistance au roulement (effectivement lié au poids, mais 500g ne changent pas grand chose même sur 500km et même à 50km/h) et de la pénétration dans l'air (ici, le poids n'a aucun impact).

      Comme je l'expliquais dans mon exemple de la marmotte, le fait de porter 2 bidons au lieu d'un seul fait perdre quelques secondes en performance pure mais en fait gagner au ravitaillement. Si la course fait 100km de plat avant une montée finale, il est clair qu'il vaut mieux partir avec 2 bidons qu'avec un car la différence de poids ne jouera pas sur le plat et permettra logiquement de ne faire qu'un (voir aucun) arrêt.

      Concernant le rapprochement avec le Tour de France, la problématique est différente : d'une part les gains annoncés sont à mon niveau, le niveau du cycliste lambda, grimpant l'alpe d'huez à 215w et le glandon à 190w (en gros). Un pro n'a pas les mêmes contraintes puisqu'il n'a pas besoin de s'arrêter pour ravitailler, ses équipiers ou des motos lui apportent à boire régulièrement. La simulation sur l'alpe d'huez grimpée à 400w montre un gain de 12 secondes, le glandon grimpé lui aussi à 400w donnerait ici aussi un gain de 11 secondes. Cumulé de col en col et d'étape en étape, il est clair que ça peut attribuer la victoire sur le Tour, mais cet article était plutôt destiné aux cyclistes normaux qui composent mon lectorat et non aux pros ;-)

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    2. Le poids a une incidence sur le plat aussi. Le poids corporel ou matériel. Plus de poids c'est plus de résistance au roulement et moins de pénétration dans l'air. De plus gros muscle ou une plus grosse couche de graisse augmentent ta superficie de prise a l'air.

      Tu remarqueras qu'un "gros" rouleur ne va pas tellement plus vite qu'un "fin" grimpeur dans une descente en roue libre. Le poids du premier qui devrait l'avantager est contrebalancer par sa superficie qui le freine en frottement.

      Même si le poids a beaucoup moins d'importance sur plat qu'en côte, il est tout de même non négligeable et toujours cumulatif.
      500 g de graisse ou de bidon en plus c'est du frottement roue-route en plus et une une plus grande superficie de prise a l'air.

      Fais un chrono sur les routes des quais de saone avec sac a dos vide et sac a dos de 6 kg de course. Tu vas sentir la différence !!!

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    3. C'est effectivement une bonne suggestion de test : faire un même parcours plat en étant lesté et délesté.

      J'avoue ne pas avoir lu d'étude particulière sur le sujet, mais je me demande si dans le cas d'un poids de 6kg placé dans le dos, la différence de performance ne sera pas plutôt liée à la difficulté à maintenir la position avec cette gêne. Dans le cas d'un poids placé sur le vélo, ce qui limiterait la gêne, est-ce que la perte au niveau de la résistance au roulement serait compensée par une meilleure inertie une fois lancé ?

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    4. J'ai fait une erreur dans mon précédent calcul : c'est 22 secondes de gagnées à 400w sur l'ascension de l'ape d'huez.

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  3. Pour placer 6 kg sur un vélo sans gène : facile : 300 ml d'or dans le bidon.
    Après si t'as pas les moyens d'avoir 6 kg d'or pour des expériences a la con, c'est que tu le fais exprès !

    Après le plat n'est jamais vraiment plat, sauf sur la piste. Donc tu peux faire un calcul mathématique théorique... Et calculer la différence de prise à l'air avec 1 bidon en plus ou 500g de muscle en plus sur les cuisses ou 500 en plus de muscle aux épaules...

    Effectivement, je sens nettement la différence avec un sac a dos de 5kg sur le dos. Mais est-ce du a ma perte d'énergie a maintenir mon dos avec ce poids ???

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    1. Si tu avais roulé sur une piste, tu saurai que c'est tout sauf plat ! Les quais de Saône offrent un dénivelé plus faible que la piste.

      Le test avec 6kg ne sera pas fait, du moins pas par moi, non pas pour une question de coût mais pour une question d'outils de mesure : trouver un protocole fiable et reproductible est quasi impossible.

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  4. C'est sur que 0,5 kg ça fait très peu.. 1,5 w à compenser sur du 5 % et 2,5 w à 10% ...Sur des grimpées très courtes où un podium peut se jouer sur quelques secondes, mieux vaudra monter sans rien quand même..Avant cela question matos, on aura déja bien plus à gagner en sélectionnant bons pneus, chambre à air, chaine, lubrifiant, braquets... roues...

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    1. On est bien d'accord, tes tests montrent clairement que rien qu'au niveau de la transmission, le gain est plus important que le poids d'un bidon.

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    2. Bonjour Alban, Florent et tous les lecteurs du blog. J'aime bien vos calculs et tests... En fait, mine de rien, c'est l'accumulation de masses anodines qui au global font un tout qui me rapproche du quintal avec le vélo !!! Entre les vêtements du bonhomme (de l'ordre du kilo en hiver), ses bidons (1600gr pleins), ses deux compteurs avec les capteurs (un rox9 50+2*10g et un edge touring 100gr, son portable (130gr), les chaussures entrée de gamme à 600gr plus les cales, les gants, voire les surchaussures, la masse des pneus et des chambres (merci Alban pour tes test la dessus) déjà compté dans le vélo (7,8 kg avec capteurs et porte bidons et pédales), les lunettes (30gr), le caque (env 200gr), le coupe vent indispensable (50gr environ), les 4/5 barres céréales (5*40g), les gels (200gr), le multioutil (env 80gr), la chambre de secours (80gr), les rustines au cas où je coince la chambre (déjà 3 explosées dont une pana racer ouche), les clefs de la maison/appart, les gants.... bref à l'époque de mes 87kg nu, je me suis pesé au complet mais sans le vélo à plus de 92 kg !!! soit 5 bons kilos à trainer... De là à véloter nu comme un verre :p

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  5. Salut Florent, ne sachant pas comment t'envoyer un message perso, je le fais ici désolé. Je voulais te faire part de mon blog que je vais bientôt commencer (http://matthieudelcourt.wordpress.com/). Je sais, il n'y a pas grand chose pour le moment mais surtout je suis en train de créer une page interactive pour permettre aux futurs lecteurs de voir mes données (https://matthieudelcourt.shinyapps.io/Cyclisme/). C'est assez basique pour l'instant et çà n'a pas la prétention de remplacer Strava, Golden Cheetah, Polartrainer ou Garmin Connect. Mais profitant de quelques notions de programmation dans R, je peux récupérer les données et les mettre sur internet de façon interactive. Je voulais savoir ce que tu en pensais, si çà marche, et si tu avais des idées de graphiques par sortie d'entraînement (Vitesse, Puissance, Cadence, Pente, Fréquence cardiaque, Altitude...) mais également pour pouvoir suivre la progression au cours du temps (par exemple suivre des statistiques de courbes critique au cours de l'année...etc). La programmation est un petit peu complexe mais je crois que çà pourrait être sympa de proposer des nouvelles méthodes d'analyses de données. Cordialement.

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