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Poids et performance en côte

Stephane ABED

Par Stephane ABED
dans Discussions Route

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Stephane ABED Enthusiast

Stephane ABED

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J'ai longuement cherché sur internet la relation entre le poids (du vélo ou de l'homme) et la performance en côte. J'ai fini par faire ce recoupement d'informations et recalculer certains trucs.

Impossible de se fier à ses propres tests. L'écart d'un kg et trop faible pour être mesurable. Différence - entre 2 tests - de température, de forme, de poids (j'ai fait moins caca et j'ai bu 1 verre de plus), de vent... Comparer 2 vélos (l'alu a 9 kg et le carbonne a 7 kg) : trop aléatoire : rentre en compte le cadre, les roues, la pression des pneus, la qualité des roulements, l'état de la chaîne...

En fait il n'y a que les mathématiques/physique pour répondre a la question : l'influence du poids sur la performance.

 

 

La puissance (W) d'un cycliste est la puissance qu'il doit fournir pour résister a l'air (Wair), aux frottements de la route (Wfrottement) et a vaincre son poids dans les côtes (Wpente).

* W = Wair + W frottement + Wpente

Si on lui enlève 1 kg par un vélo plus léger ou parce qu'il a fait un régime on a :

* W' = Wair' + W frottement' + Wpente'

Notre cycliste est aussi fort qu'avant, il délivre la même puisssance,donc * W = W'

* Wair + W frottement + Wpente = Wair' + W frottement' + Wpente'

On fait l'approximation que la résistance a l'air et la résistance des frottements sur la route est la même (a 14 km/h on a autant de résistance qu'a 14.1 km/h en gros). Donc Wair = Wair' et W frottement = W frottement'.

Notre équation se résume a :

* Wpente = Wpente'

=> Vitesse * Poids * Pente% * g = Vitesse' * Poids' * Pente%' * g (g=9.8)

=> Vitesse * Poids = Vitesse' * Poids'

 

=> V' = V*(P/P')

 

Je pèse 62 kg, mon vélo 12 kg (et ouai!), 1 kg de bidon, 2 kg de vetement => 77 kg

Si j'arrête le chocolat et que je maigris d'un kg j'irai donc (77/76) = 1.31% plus vite

Si j'arrête aussi le nutella, le paté et les rilletes et que je perds 5 kg, j'irai donc (77/72)=6.95% plus vite

 

1 kg de différence c'est donc :

Pour le cyclotouriste, faire le col en 30 min ou 30m30s on s'en fout.

Pour le cyclotouriste sportif se faire lacher en haut du col et les 30 secondes se changent en 5 min parce qu'il a du attendre un 2° groupe pour faire la vallée, c'est plus génant.

Pour le compétiteur, on comprend l'intérêt de « l'anorexie » en cyclisme.

 
 
 
 
 
 
 
 
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Gérard MANEVAL Rising Star

Gérard MANEVAL

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Sujet intéressant.
Il y a quelques années j'avais trouvé sur le net un article qui donnait pour 1 km le temps perdu par KG de trop

Malheureusement je n'ai pas retrouvé cet article
j'ai donc essayé d'effectuer la comparaison en appliquant les formules de calcul de puissance et en effectuant plusieurs simulation

Pour cela, j'ai établi un comparatif entre 2 cyclistes: un léger 65 kg et l'autre lourd 83 kg

mes calculs sont très théoriques et virtuels, mais ils permettent d'établir la comparaison

Pour une cote de 5 kms à 6%, le plus lourd met 30mn pour une puissance moyenne de 187 watts, le plus léger 25mn pour une puissance moyenne de 184 W. En développant la meme puissance, c'est un écart de 2 Km/h, et un écart en temps de 1mn au km. Cela fait un écart d'un peu plus de 3s au Km et par Kg

Pour que le plus lourd monte à la meme vitesse que le plus léger, il doit développer une puissance de 227W, soit 23% de plus. C'est énorme. On comprend pourquoi on retrouve un groupetto dans les étapes de montagne des grands tour. Et aussi pour quoi dans nos sorties de club, les plus lourds se retrouvent généralement derrière

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Luc BELLONI Contributor

Luc BELLONI

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Bonsoir Stéphane,

Ton raisonnement n'est pas tout à fait correct quand tu supposes que les puissances autres que de gravité (air et frottement) restent les mêmes entre les 2 vitesses V et V'. Du coup, tu trouves que la vitesse est inversement proportionnelle au poids (ou/et à la pente). Ceci n'est bien-sûr valable que quand 100% de la force à vaincre vient de la gravité! Dans ce cas effectivement, 1% de gagné en poids total = 1% de gagné en vitesse (à puissance exercée constante). C'est grossièrement le cas dans une pente très forte, 10%... Par contre, sur une pente plus faible ou/et à plus grande vitesse, la gravité n'est qu'une partie seulement du total et gagner en poids de 1% n'améliorera de 1% que cette partie, pas la totalité! Par l'absurde, si la pente est ridicule, tu ne gagneras rien en t'allégeant (j'oublie que les frottements du pneu sont proportionnels au poids). 

Sinon, en pratique pour toi avec un poids total de 77kg, en utilisant n'importe quel calculateur:

10km/h à 10%: 214W de gravité, 227W en tout. Là tu peux dire 1% en poids = 1% en vitesse. Avec 5 kg en moins, tu pourras monter à 10.7km/h (7% de gain comme pour le poids).

25km/h à 4%: 214W de gravité (évidemment), 310W en tout. 1% en poids n'agira que sur la 1ère partie. Avec 5kg en moins, tu pourras monter à 26.4km/h (5.6% de gain seulement). Etc.

 

Je me suis déjà amusé à ce genre de calcul pour mon cas, on peut toujours rêver...: comment gagner 20' sur l'EDT1 2012 Albertville-La Toussuire (et passer ainsi dans les 100 premiers)? 20' sur 7H00 de course, ça fait 5% mais 20' sur les 5H de montée seulement, ça fait 7%. Si sur ces montées difficiles, on peut considérer que la gravité domine de loin (surement vrai dans la Madeleine et le Glandon!), il faudrait donc gagner 7% en poids (sans bien-sûr perdre en performance!). Trop pour moi. Je peux peut-être gratter 2-3% de ce coté-là, je dois gagner le reste avec l'amélioration des performances (PMA, seuil...) et un entraînement plus étoffé ou pointu. On peut toujours rêver...

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Olivier COMMENT Mentor

Olivier COMMENT

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ce qui m'étonne dans ton calcul c'est ton chiffre arrondi de 7% avec ta perte de poids de 5kg.

ce qui voudrait que sur une pente par exemple à 8% (un bonne pente quand même) ou tu montais à 10kmh, tu monterais maintenant avec 5kg de moins à 10.7kmh.

j'ai peut être loupé qqch mais avec 5kg de moins et seulement 0.7km de vitesse en plus, ca me semble peu.

Mais je suis pas mathématicien alors j'ai surement loupé qqch :-))

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Eric HENNUY Grand Master

Eric HENNUY

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Non çà doit être çà a peu près çà, la plus grosse partie de l'énergie (Joules) quand tu monte viens de la formule masse*9.81*hauteur d'élévation, donc en faisant le rapport des masses tu tombe sur ce genre de chiffre.

MAIS là ou çà change c'est quand tu as le longues ascensions, étant plus lourd tu épuises plus vite tes réserves d'énergie (c'est normal pour tenir le rythme tu es au dessus de tes moyens) et quand cela arrive les écarts grandissent très vite.

Pour preuve dans une course style Tour des Flandres les cyclistes lourds et puissants grimpent allégrement les côtes qui sont courtes et pourtant très pentues alors que dans les cols du TDF ils sont condamnés au Grupetto ou alors ils font le premier col à fond pour leur leader et puis ils finissent comme ils peuvent à 20'. 

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Sylvain KARLE Grand Master

Sylvain KARLE

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c'est qui EBH ? il faut voir le rapport poids/taille .....si un coureur fait 1,90m et pese 75kl c'est quif-quif avec un coureur qui fait 1,75m et 60kl ......il faut aussi voir le % de masse grasse et la cprpulence + VO2 max et puissance/Watts ..........

Maigrir pour grimper mieux ok mais a condition de garder sa puissance car quand on fai tu un régime trop draconien on perd souvent du muscle  ......

Il faut trouver le rapport ideal entre puissance et legereté ça s'appelle" le poids de forme" propre a chacun .... 

 

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