Portoleau et ses calculs de puissance dans les cols

[Bertrand AUPOIX]

Tu ne fréquentes pas les bons comptoirs... 😬

[Gilles PEYROU]

Ceux qui utilisent un capteur de puissance comprennent que même si les calculs de Frédéric Portoleau ont une marge d'erreur, les tranches de puissances développées sont de bons indicateurs et reflètent parfois des efforts qui portent à interrogation après plusieurs jours de course et la durée de l'étape.

La puissance développée dans le col de Mente par les hommes de tête est incroyable. Je cite Fédéric Portoleau (article paru sur rue89.com) : "... la performance la plus impressionnante de Voeckler sur ce Tour est celle du lendemain : à froid, après une échappée de cinq heures en motnagne et les sollicitations qui s’ensuivent, il réalise une performance jamais vue dans le col de Menté : 442 watts sur 28 minutes..."

442 watts, je ne suis pas sûr que les personnes qui n'ont pas de capteur de puissance réalisent de l'effort à fournir. Combien de temps tiendrait un coureur Elite de bon niveau ? Un coureur régional de bon niveau ? 1, 2, 5, ...10 min ?

 

[Laurent TEIXID]

Gilles, il faut tout lire. La puissance annoncée (442 W) n'est pas la puissance réelle fournie par Voeckler. Il s'agit de la puissance étalon pour laquelle on considère que le bonhomme fait 70 kg.

Vu comme il était affuté, on peut penser qu'il était plus léger que cela. Disons que sa masse est de 63 kg (si vous connaissez la valeur exacte de Voeckler lors de cette montée merci de la donner). Si la mesure a été faite sur du 8 %, en fait Voeckler fournissait une puissance de 402 W. Bon, 400 W pendant 28 minutes c'est énorme mais ce n'est pas 442 W.

Là on voit bien le côté trompeur et assez manipulateur de cette puissance étalon. Même un gars qui se considère expert (puisqu'il possède un capteur de puissance) c'est fait avoir.

Gilles, combien de temps peux-tu tenir 400 W ? Quelle est ta masse ?

Maintenant passons à ce qui n'est pas pris en compte. La résistance au roulement et les pertes mécaniques du vélo, on se fiche qu'elles soient imprécises, le SCx peut supporter une petite erreur dans un col, par contre on ne sait pas s'il y a du vent. Imaginons qu'il y ait 10 km/h de vent favorable en permanence (si quelqu'un suivait Voeckler ce jour là, merci de nous donner la valeur exacte de la vitesse du vent). Avec ce vent de dos on tombe à 365 W réellement fournis. Bon c'est toujours énorme sur quasiment une demi-heure mais on commence à être très loin des 442 W.

Bien sûr je ne connais ni la masse exacte de Voeckler ni la vitesse du vent mais celui qui a pondu ce 442 W n'a pas utilisé ces valeurs et on voit quel est leur effet.

Tiens, Gilles, dis-nous combien de temps tu es capable de fournir 365 W ?

Si Voeckler avait utilisé un capteur de puissance, jamais celui-ci n'aurait indiqué 442 W mais largement moins, même sans vent favorable. Pourtant, dans ce sujet, on trouve beaucoup de message parlant d'adéquation entre ces calculs et les valeurs fournies par un capteur de puissance.

Il ne faut pas tout confondre. On peut aisément modéliser la puissance fournie par un cycliste, je le garantis aux réfractaires aux équations. Pour cela il faut posséder l'information nécessaire et ce n'est pas le cas des calculs utilisés par Vayer.

[Claude CARRIES]

les modeles mathematiques utilisés dans toutes les sciences aujourd hui;ont beau etre d'une grande qualité;ils ne rendront en fait que ce que vous leur mettrez a interpreter.Déjà ces modeles sont souvent soumis a discussion car leur interpretation ne fait pas toujours l hunanimité;leur durée de vie est souvent courte car remis en question au fur et a mesure de l evolution de la recherche;mais en plus les elements que nous entrons en becane sont ils tous fiables?Leur protocole est il lui aussi fiable?On se rend compte rapidement des marges d'erreurs considerables.Je vous cite un exemple;

l ai longtemps travaillé sur l etude de la croissance des poissons (merlus entre autres) pour déboucher sur une etude de stock.Nous avions un modele mathematique fait par les anglais et reconnu plus ou moins par tous;il suffisait dy entrer les tailles des poissons peches,les lieux de peche etc etc etcDes abaques nous permettaient de connaitre l age des poissons en fonction de leur taille car contrarement à nous ils grandissent toutes leur vie.Grace ala taille nous avions donc l age.Avec tous sces elements les modeles mathematiques permettent de calculer l evolution des stocks;leur accroissement ou leur disparition et deboucher ensuite sur des quotas de peches.J y ai travaillé 17 ans dessus et participé a de nombreux colloques(angleterre,espagne,italie,magrehb,grece)qui nous ont permis de constater la baisse des stocks.comme la science et les techniques evoluent nous avons mis au point une methode de marquage de ces poissons pour mieux connaitre leur age,nous estimions jusqu a present qu en mediterranée un merlu de 5 ans fait 40 cm(femelles et 32(males)campagne de chalutages a la mer et nous marquions les merlus en donnant une prime au pecheur qui ramenerait dans ses filets un merlu marqué.Apres 3 ans de marquages et quelques dizaines de poissons ramenés;il etait évident que la croissance n vait rien avoir avec ce que nous pensions;elle etait le double a savoir 2 ans pour 40 cm pour une femelle;c était enorme et nous etions abattus,tant de travail pourse rendre compte que ce que nous mettions a la moulinette du modele mathematique avait une marge d'erreur de 50% et personne ne savait et ce dans les pays consernés.En fait ce n est que l evolution de la recherche qui en avançant vous permet de vous rapprocher peu à peu du but que vous n atteindrez jamais.Depuis je suis tres mefiant par rapport aux affirmations d experts entre autres et c est pourquoi je suis contre la peine de mort.Alors dans le cas de la puissance en watts et compte tenu de ce que j ai écrit,je considere personnellement que meme si le modele est certainement bon,trop d'elements d'incertitude interviennent dans vos calculs (vitesse du vent,poids du coureur,%exact)trop de parametres approximatifs ne peuvent permettre des resultats fiables.De plus ,qui afixé la limite a partir de ce que l on considere comme un coureur dopé?

[Bertrand AUPOIX]

Les combinaisons "spéciales", les plus forts dans ce domaine étant les nageurs, peuvent changer le Cx via des changement de forme et d'écoulement juste au voisinage de la combinaison. On a connu les riblets ou peau de requin utilisés puis aussitôt interdits sur les bateaux de la coupe de l'America (ça marche très bien pour gagne quelques pour-cent). Il y a eu il y a quelques années une excitation autour de combinaison de moto hydrophobes !!! Mais cela ne change pas le nombre de Reynolds qui est juste lié à la vitesse et à la taille du cycliste (tant qu'il reste dans de l'air).

[Gilles PEYROU]

Laurent, je ne suis pas expert mais j'avais parfaitement compris. Je me réfère bien à la puissance ramenée à un individu de 70 kg. Ici ça fait 6,31 W/kg et ce pour tous les individus qui seraient montés à cette vitesse, qu'il soient plus lourds ou plus légers (je ne tiens pas compte de la prise au vent qu peut varier suivant leur position dans le groupe). La puissance réelle développé par Voeckler, je m'en fiche car je ne connais pas sa masse. Et toi, justement, tu ramènes cette puissance à Voeckler et tu dis "...Bon, 400 W pendant 28 minutes c'est énorme mais ce n'est pas 442 W.", Bien sûr que c'est moindre pour lui mais ça fait toujours 6,31 W/kg !

Après, l'influence du vent dans la montée du col de Mente, je suis d'accord, ça peut jouer, car la majeure partie de la montée est à découvert et quasi-rectiligne.

Ma masse est de 73 kg. C'est la raison pour laquelle la puissance "étalon" me parle, car je n'ai pas besoin de grosse conversion pour la ramener à ma masse (je rajoute une quinzaine de watts et je ne suis pas loin).

A titre indicatif, à 400 W en montée, je ne peux y rester que de l'ordre de 3 à 4 minutes (pas à l'agonie, mais je ne peux le répéter que 2 ou 3 fois maximum avec de la récup entre). Après, j'ai déjà fait des 2 x 15 minutes à 355 W, toujours en montée. Je parle de puissances moyennes absolues mesurées avec mon Powertap. J'ai 46 ans, je cours très peu.

Pour moi, on ne peut pas utiliser le modèle comme preuve de dopage. Ca donne une bonne idée du niveau des performances en montagne, bien plus palpable qu'une vitesse ou un temps d'ascension. Il suffit de mettre son capteur en puissance moyenne, de démarrer la montée et de tenir la puissance étalon ramenée à sa masse...ça dure pas longtemps 🙁

 

 

 

 

[Laurent TEIXID]

Je te sens moins impressionné sur la performance de Voeckler. Tu tiens 2x15 min à 355 W et un pro ne pourrait pas tenir 28 min à 365 W ou même 400 W sans dopage. C'est cela que tu es en train de me dire ?

[Gilles PEYROU]

On parle du coureur étalon de 70 kg. Bien sûr qu'ils peuvent les tenir les 400 W s'ils sont frais. Mais en fin d'étape dure sur des répétitions de longues montées, ça devient plus difficile. Alors quand ça dépasse les 400 W, on peut s'interroger (je veux surtout dire quand on flirte avec les valeurs de puissance s mesurées sous l'époque EPO).

Le col de Mente était le premier col OK, bien qu'il y ait eu l'étape dure de la veille. Mais 442 W!!! Et l'étape est loin d'être finie ! On s'arrête pas en haut.

Soit le modèle est archi-faux pour ces 442 W, soit les mecs sont médicalisés (pas dopés peut-être mais bien soignés).

[Gilles PEYROU]

Si un mec de mon poids pousse seulement 365W sur les montées du Tour, il n'est pas devant.

[Laurent TEIXID]

Moi je ne te parles pas de coureur étalon. Je te parle de la puissance qu'aurait annoncé le SRM de Voeckler (400 W sans vent et 365 W avec un vent de dos modéré) sur 28 minutes. Ton SRM t'annonce 355 W sur deux séries de 15 minutes.

[Laurent TEIXID]

Et alors ? Tu penses qu'en t'entrainant un petit peu plus tu pourrais battre un Voeckler non dopé en contre-la-montre sur du plat ?

[Bernard MOREAU]

Laurent, c'est quoi ton problème? On ne peut même pas dire que tu déformes les propos de Gilles PEYROU, la seule explication que je trouve c'est qu'il te manque l'équipement qui te permettrais de les comprendre. Malgré une bonne intervention de temps en temps, en général t'es vraiment une plaie avec ta façon de dérailler les discussions..

[Laurent TEIXID]

T'inquiètes pas. On trouvera bien un sujet dans lequel je pourrai te mettre en valeur. Tu pourras reprendre tes bonnes vieilles habitudes avec Eric et je viendrai vous flatter. Je le ferai avec plaisir. Je suis là pour aider, finalement.

Pour l'instant, ici, tes calculs de puissance c'est du bidon et l'ami Gilles nous a bien montré avec quelle facilité on pouvait se faire embrouiller (malgré ses vaines tentatives de retomber sur ses pattes).

[Bernard MOREAU]

1) Si Portoleau ou d'autres font leurs calculs devant leur poste de télévision, le problème reste entier en ce qui concerne la détermination de l'altitude entre deux points déterminés ainsi que sur le temps d'ascension. Il faut vraiment être chanceux pour que la caméra montre le même coureur à des points dont on connaît bien l'altitude et encore plus chanceux si l'on veut comparer la performance de différents coureurs dans une même ascension.Lorsque qu'il y a des échappés les images passent souvent d'un groupe à l'autre, pris de surcroît souvent en gros plan ce qui empêche alors d’identifier tout élément extérieur. Le problème reste aussi entier en ce qui concerne la détermination de la vitesse du vent et de la densité atmosphérique (qui varie avec la température).

Si Portoleau est un crétin, tes objections sont valables, j'ai pris le parti de le supposer intelligent et capable d'exploiter toutes les autre sources d'info pour situer les coureurs auxquels on s'intéresse : écarts constamment réactualisés, etc. En tenant compte de tout cela et en interpolant on arrive ds la plupart  des cas à estimer l'instant de passage à l'endroit dont on connait l'altitude à qq secondes près. Ce quand même pas un problème de savoir la température, les sources d'info sont surabondantes. Je reviendrai sur le cas du vent.

Le reste séparément

 

 

[Bernard MOREAU]

2) Je ne suis pas du tout convaincu que les effets de la résistance de l'air avec la vitesse peuvent donner des erreurs négligeables La résistance à l'air (drag force en anglais) est modélisée en disant F = C * densité (air) * D * v^2. D est une section efficace et v la vitesse par rapport à l'air. C est considéré comme constant alors qu'en réalité ce coefficient varie, notamment avec la vitesse (on trouve dans tout bon livre de physique des courbes de C en fonction du nombre de Reynolds - nombre que l'on peut relier à la vitesse - déterminé expérimentalement pour toute sorte d'objets). Cette loi empirique marche bien en soufflerie pour les ailes d'avion pour des vitesses élevées. Il est remarquable de constater qu'aux basses vitesses la force devient proportionnelle à la vitesse et non plus à son carré. C'est le cas lorsque l'avion est remorqué dans son hangar. Tu vas me dire qu'un cycliste n'est pas comparable à une aile d'avion. Néanmoins souvent les essais en soufflerie, même sur des cyclistes, montrent des résultats inattendus. J'en avais cité un il y quelques années lors d'essais en soufflerie à l'Institut Von Karman de Dynamique des Fluides, en région bruxelloise.

https://www.vki.ac.be/download/research/brochurel1.pdf

Par exemple, il fut démontré que lorsque les cyclistes roulent en file indienne (il s'agissait dans l'essai de Tom Steels et de Bert Roesems), les performances de l'homme de tête sont augmentées de 4 % par ceux qui le suivent. Ce qui était supérieur à ce qu'on l'on croyait à partir de formules empiriques. Le grand public trouvera un compte rendu accessible de cet essai ici:

http://archives.lesoir.be/deux-cyclistes-belges-dans-le-vent_t-20050708-000G3B.html

Je reste, pour ma part, convaincu que la modélisation de la résistance de l'air dans les modèles de Portoleau (et d'autres) induit une série d'erreurs qui ne sont pas aussi négligeables que les adeptes de ces modèles prétendent. On voit bien dans les essais en soufflerie que le terme "section efficace" qui intervient dans la loi empirique peut induire des différences notables suivant la position du cycliste. Ainsi dans l'estimation de la puissance développée par Wiggins lors du clm dans la petite côte de 1 km 600, la vitesse n'était pas si faible et donc il est fort possible que Portoleau a surestimé la résistance à l'air car Wiggins a une position très aérodynamique.

--------------

 Je ne suis pas du tout convaincu que les effets de la résistance de l'air avec la vitesse peuvent donner des erreurs négligeables 

La question ,n'est pas là : une erreur ou incertitude de 10 ou 20% sur un paramètre qui ne pèse que pour disons 10% ds l'énergie totale calculée ne contribue finalement qu'à hauteur de 1 à 2 % à l'erreur finale.

C est considéré comme constant alors qu'en réalité ce coefficient varie, notamment avec la vitesse (on trouve dans tout bon livre de physique des courbes de C en fonction du nombre de Reynolds : 

La réponse (ci-dessous) de Bertrand Aupoix enterre définitivement cette notion.

Le coefficient de traînée C, normalement noté Cx ou Cd en français et anglais, dépend du nombre de Reynolds, certes, mais pour de faibles valeurs de celui-ci (on retrouve cette erreur chiez Piednoir). Cette notion de Cx n'est pas réservée aux ailes d'avions, elle peut être appliquée à tout corps en mouvement dans un fluide, du spermatozoïde en mission au météore qui rentre dans l'atmosphère.

Le cycliste étant un corps émoussé, ou en d'autres termes, n'ayant pas le séant profilé comme un casque de CLM, le Cx varie peu avec la vitesse ou le nombre de Reynolds dans les plages de vitesse qui nous intéressent.

Ma propre observation d'une linéarité parfaite entre 6 et 18 km/h est un argument complémentaire.

Quant aux études de tissus pour L.A. (eric Artus), on se doute bien qu'il les demandait pour les clm plats, pas en côte.

http://archives.lesoir.be/deux-cyclistes-belges-dans-le-vent_t-20050708-000G3B.html

Décevant ton article, il ne dit vraiment pas grand chose, rien qu'on ne sache depuis longtemps, en particulier ds l'époque moderne les travaux de Chester Kyle.

Je n'ai pas retrouvé les 1,6 km de wiggins

[Bernard MOREAU]

3) Le problème du coureur étalon n'est pas résolu. Il a été introduit parce que le poids du coureur, de son vélo et de son équipement était mal connu. Il reste toujours aussi mal connu et y revenir a posteriori introduira les mêmes erreurs qu'avant. Donc il est impossible à partir de la puissance calculée pour le coureur "fictif" d'évaluer celle du coureur "réel" sans connaître exactement le poids en question. Je connais ton argument: en éliminant la masse des calculs, on calcule la puissance par kilo sensée être le paramètre physiologique qui servirait à déterminer un seuil de dopage. D'abord toutes les forces ne sont pas proportionnelles à la masse, sinon il suffirait pour faire simple de prendre les temps d'ascension de chaque coureur quel que soit son poids ou simplement (gh/t): la puissance par kilo, nécessaire pour vaincre la force de pesanteur.

Là je me demande si tu te moques de ton lecteur. Les dépenses d'énergie relatives à la gravité et à la friction des pneus/boyaux sur la route sont strictement proportionnelles à la masse du système (cycliste + équipement), or selon la pente elles représentent de 80 à 90 % du total.

Donc, si on se plante de 10à 20% dans l'estimation du SCx, on a encore une précision de 1 à 4 % selon le cas. 

Quand je fais mes propres calculs, je transforme la résistance au roulement en altitude équivalente, c'est à dire que si la longueur est de 10 km, c'est équivalent pour un Crr de 0,004 à un gain d'altitude de 10000 fois 0,004 = 40 m. Très pratique pour les calculs rapides ou de tête.

 

[Michel ROTH]

Bonjour Bertrand,

Je suis d'accord avec toi pour dire que le coefficient de traînée variera forcément peu dans la plage de vitesse considérée. Je parlais des ailes d'avion parce que les tests faits en soufflerie servent souvent à l'aéronautique et que le sujet est bien documenté. Je reste persuadé - comme tu sembles l'indiquer également - qu'une source d'erreur de plusieurs pour cents provient du manque d'information sur le produit C*D (avec mes notations) car on voit bien que les tests en soufflerie sur des cyclistes (voir la référence que je donne) sont assez sensibles à la position du cycliste (donc au produit C*D). Le problème avec ces modèles, c'est qu'il ne sont pas conceptuellement faux, mais ils reposent sur des lois empiriques en ce qui concernent les forces qui dissipent de l'énergie (frottements divers, résistance de l'air) et dont les paramètres doivent en principe être réévalués pour chaque cas particulier, ce qui, en pratique est loin d'être facile et sont une source d'erreurs. De plus, ces modèles ont un domaine de validité limité: des limitations à l'utilisation de ces modèles existent notamment à cause d'une force extérieure qui est produite par le vent et dont on connaît peu l'intensité et la direction qui, en plus peuvent varier au cours d'une ascension. Les auteurs disent se limiter à des valeurs supposées faibles du vent. Mais même un vent faible influe sur la performance. Chacun de nous peut en faire l'expérience

 

[Bernard MOREAU]

Deuxièmement, sur quelle base fixer le seuil ? Cela ne repose sur rien de très scientifique. On soupçonne que les plus grands noms du passé ont eu un jour ou l'autre recours au dopage. Ne développaient-ils pas une puissance par kilo qui serait actuellement considérée par Vayer comme inférieur au seuil de dopage ? Comme corollaire: des coureurs qui actuellement sont en-dessous du seuil de dopage (suivant ce critère farfelu) auraient été considérés comme dopés il y a 30 ans. Ou bien ce seuil est une vraie farce ou il évolue au cours du temps et dans ce dernier cas on ne peut plus parler de seuil. 

Cela ne repose sur rien de très scientifique. Au contraire, cela fait des dizaines d'années que l'on étudie le problème. (sauf erreur les 1ères mesures de VO2 par Hill datent de 1923). Depuis qu'Indurain (ou plutôt son dopteur Sabino Padilla a été assez insouciant pour publier son VO2 dopé, les cyclistes les plus en vue restent secrets à ce sujet. Malgré les défauts de la mesure réelle de VO2  (nous savons sur velo101 que Jean Guy a eu affaire à pas mal d'incompétents en ce domaine), cela reste le meilleur moyen de déterminer le POTENTIEL du sujet examiné. Avant l'EPO, les meilleurs grimpeurs colombiens avaient des VO2 max de 82-83-84 ml/mn.kg, tout comme l'élite des pros européens. On attribue généralement à Hinault et LeMond les plus fortes valeurs jamais mesurées chez des Cyclistes : autour de 92 ml/mn.kg.

On sait que les coureurs pros (cyclistes) performants en endurance, donc ayant une forte proportion de fibres lentes, ont tous des rendements mécaniques proches de 22,5-23% (Boardman 22,6%, L.A. 23,1%). A partir de ces données on peut donc calculer leur puissance aérobie maximale.*

C'est ainsi qu'on voit que L.A. qui avait un VO2 max de 82-83 ml/mn.kg (publié en 96, quand il était encore jeune) était capable après x heures de vélo et 2-3 grands cols, capable donc de grimper l'Alpe d'Huez en produisant pendant 38 minutes une puissance supérieure à sa puissance théorique maximale (Ah, la force morales des survivants.

Comment fixer la barre? Lis ce qu'en dit Vayer. Tucker et Dugas sur sportscientist tolèrent des valeurs très légèrement  supérieures.

Pour ta gouverne, sache que même sur le plat il existe depuis longtemps des logiciels qui te permettent d'estimer la puissance nécessaire à telle ou telle vitesse sur tel ou tel parcours avec une excellente précision(prédivel). Comme je l'ai déjà écrit, c'est suite à son passage chez Festina que Vayer a pu vérifier ce qu'il utilise maintenant.

*Si tu fais un test d'effort chez un toubib qui n'a pas le matériel pour la mesure réelle du VO2, il va estimer ce VO2 en mesurant la puissance développée et en supposant que ton rendement mécanique est de 22%(Donc quelqu'un qui pédale carré aura une ss-estimation de son VO2).

TIENS, hier j'ai fait des ascensions sur lesquelles je ne tenterait pas d'estimer la puissance : face sud du Gd St B à l'aube, vent descendant en pas mal  d'endroits, au retour (fin d'après-midi) vent ascendant très très fort. On a le même phénomène sur le Lautaret. Bcp des ascensions du TdF se font sur des voies totalement artificielles qui ne sont pas soumises aux mêmes effets thermiques.

 

[Michel ROTH]

Les dépenses d'énergie relatives à la gravité et à la friction des pneus/boyaux sur la route sont strictement proportionnelles à la masse du système.

La résistance de l'air est-elle linéairement proportionnelle à la masse ? Je pense que non. Par contre, les frictions internes du vélo ne sont pas linéairement proportionnelles à la masse non plus.

[Michel ROTH]

Bonjour Bernard,

Sur les propriétés physiologiques des coureurs, je ne vais pas argumenter, je ne suis pas compétent. Mes compétences se limitent à la physique et pour moi c'est suffisant pour ne pas croire à l'utilisation de ces modèles pour prouver le dopage.

Je te pose tout de même cette question: Que prouverait-on si on calculait les puissances développées par Anquetil et Merckx, soit avant l'apparition de l'EPO ? Seraient-elles inférieures ou supérieures au seuil limite ?  Si on trouve qu'elles sont inférieures que faut-il en conclure ? On sait qu'Anquetil et Merckx ont des temps d'ascension inférieurs à Indurain, Armstrong,.. ce qui fait soupçonner que leur puissance/kilo est inférieure au seuil établi par Vayer.