Depuis quelques années, les capteurs de puissance ont révolutionné le cyclisme, passant des équipes professionnelles aux sportifs amateurs. Cet article explore la puissance maximale aérobie (PMA), son importance, comment la mesurer et comment l'utiliser pour optimiser votre entraînement.
Introduction aux Capteurs de Puissance
Le premier capteur de puissance SRM a été créé en Allemagne en 1986. En 1989, Look a lancé le MAXone. La société PowerTap a commercialisé son premier capteur de puissance dès 2001. Depuis, les modèles ont évolué, et de nombreuses marques sont présentes sur le marché : SRM, PowerTap, Power2max, Quarq Q, Vector, Stages.
Qu'est-ce que le Couple de Force ?
L’action qu’un cycliste exerce sur ses pédales est un couple de force. Un couple est l’effort en rotation appliqué à un axe, également appelé moment d’une force par rapport à un point donné. C’est une grandeur physique vectorielle qui traduit l’aptitude de cette force à faire tourner un système mécanique autour de ce point, souvent appelé pivot. Il s’exprime en N·m (newton mètre).
La force est une valeur physique invariable : 1 Watt sera toujours égal à 1 Watt.
Pourquoi Utiliser un Capteur de Puissance ?
L'intérêt du capteur de puissance est évident pour la préparation de la PMA. Un cycliste peut rester dans la bonne zone de puissance en ajustant son pédalage. L’inconvénient majeur de la fréquence cardiaque (FC) comme indicateur de l’intensité de l’effort réside dans sa fiabilité et son inertie.
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Les Limites de la Fréquence Cardiaque
La fréquence cardiaque (FC) fluctue en fonction de différents paramètres comme la chaleur, l’altitude ou la déshydratation, qui augmentent le débit cardiaque, tandis que le froid et la fatigue la diminuent. Il est difficile de suivre un programme d’entraînement basé sur des zones d’intensités précises, car les battements cardiaques peuvent varier d’un jour à l’autre. De plus, l’élévation de la FC n’est pas significative lors d’efforts violents (sprint, courte accélération, série PMA).
Par exemple, la FC après un départ arrêté sur 10 secondes ne dépassera jamais la FC à PMA, alors que l’intensité de l’effort est près de 2,5 fois supérieure.
Les Avantages du Capteur de Puissance
Le capteur de puissance donne une valeur directe de l’intensité. La puissance exprimée ne varie pas en fonction de paramètres extérieurs. L’optimisation de l’entraînement se fait via l’augmentation de la force et donc de la puissance, et la perte de poids. Il faut travailler simultanément ces deux axes. Le rapport poids/puissance est un élément clé de la performance.
Définition de la Puissance Maximale Aérobie (PMA)
La puissance maximale aérobie (PMA) est la puissance atteinte à VO2 Max, au maximum de la capacité aérobie du cycliste, lorsque la consommation d’oxygène atteint son maximum et se stabilise. Elle est exprimée en watts et peut être maintenue entre 5 et 7 minutes chez les cyclistes entraînés.
Comment Évaluer Votre PMA
Il existe deux principales méthodes pour évaluer votre PMA : en laboratoire et sur le terrain.
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Test en Laboratoire
L’évaluation de la PMA est souvent incluse dans un test de VO2 max, qui permet d’obtenir de nombreuses informations complémentaires à partir de l’analyse de l’évolution des échanges gazeux, du volume d’air expiré et du taux de lactates. Le test se déroule généralement sur un cyclo-ergomètre équipé d’un capteur de puissance.
Cependant, le cyclo-ergomètre est rarement adapté à la position du cycliste, et les systèmes d’évaluation de puissance utilisés manquent souvent de précision. Pour le même protocole, il n’est pas rare d’obtenir des différences d’évaluation de PMA de 5 à 10 % entre deux centres de test.
Le protocole consiste à franchir des paliers de 20 à 50 watts toutes les 1 à 3 minutes jusqu’à l’épuisement du cycliste. La PMA correspond alors à la puissance atteinte lors du dernier palier réalisé dans sa totalité. Exemple : palier 360 watts terminé + 40 secondes.
Test sur le Terrain
Sur le terrain, le test PMA le plus utilisé est le test de 5 minutes. Il peut être réalisé sur route ou home trainer. L’intérêt d’utiliser un protocole précis est de débuter le test dans de bonnes conditions avec un échauffement rondement mené, et de reproduire chaque test dans des conditions quasi-similaires.
Protocole sur Route
Ce test doit être réalisé dans la même ascension de pente moyenne (5-7%) avec le même point de départ, et celle-ci doit être la plus régulière possible.
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Protocole sur Home Trainer
Réduire la première partie du protocole de 20 à 10 minutes permet de réaliser ce test sur une courte séance de 45 minutes, afin que la valeur PMA soit la plus précise possible.
Une fois le test terminé, la puissance moyenne produite sur 5 minutes permet d’estimer notre PMA afin de calibrer approximativement nos différentes zones de travail. Ainsi, l’amélioration relative de la performance s’exprime par une réduction relative du temps d’ascension. Elle est égale à l’amélioration relative du rapport Poids/Puissance.
Utilisation des Données du Capteur de Puissance
Pour un néophyte, l’emploi des valeurs fournies par un capteur de puissance peut s’avérer difficile. Une fois le capteur installé et étalonné, l’appareil nous plonge dans un monde complexe où chaque coup de pédale constitue une mine d’informations. La difficulté débute dès le paramétrage du GPS ou du compteur : quelles valeurs afficher ? A quoi correspondent les puissances normalisées, moyennes, moyennes maximales (20 min) ? Dois-je afficher les valeurs du Training Stress Score (STT) ou les paramètres FTP en watts, ou le travail en kJ ?
Comprendre les Valeurs de Puissance
La puissance est une donnée physique, mécanique. En cyclisme, en faisant abstraction du dopage mécanique ou des vélos à assistance électrique, le seul moteur qui fait tourner les pédales c’est le cycliste lui-même. Plus un effort est long, plus la puissance moyenne développée par un cycliste sur cet espace de temps sera faible. Inversement, plus le temps d’effort est court, plus la puissance développée pourra être élevée.
Tous ceux qui ont déjà réalisé un test de PMA savent qu’il est très difficile de tenir la même puissance et donc le même effort sur une durée de temps plus importante.
Records Personnels Basés sur la PMA
Ces valeurs définies à partir d’un pourcentage de PMA peuvent varier selon les capacités intrinsèques du cycliste, de l’entraînement, de son état de forme. C’est pourquoi, bon nombre d’applications proposent de mesurer les étapes de la progression de chacun en indiquant les records personnels ou les meilleures performances. Ces records personnels sont créés lorsque l’on télécharge des données.
- 5 secondes : 2,5 fois la PMA (250% PMA).
- 30 secondes : 1,5 fois la PMA (150%).
- 20 minutes : 0,85 fois la PMA (85%). Cette valeur figure dans presque toute les interface de gestion.
- 1 heure : 0,75 fois la PMA (75%). Cette dernière valeur est également intéressante car elle représente la bascule aérobie/anaérobie. Elle correspond également à la FTP, ou Functional Threshold Power.
Puissance Normalisée (NP)
Les valeurs basées sur le pourcentage de « PMA » peuvent également varier selon le profil du terrain et notamment une montée soudaine à fort pourcentage, les conditions et orientation des vents ou les relances nerveuses en course. Ainsi, pour tenir compte de cette variabilité, ces applications utilisent des algorithmes spéciaux qui permettent de calculer une puissance ajustée ou normalisée pour chaque trajet ou segment de plus de 30 secondes.
Ces algorithmes intègrent deux éléments d’information: les réponses physiologiques à des changements rapides dans l’intensité de l’exercice (pics de puissance) ainsi que des périodes de roue libre où la puissance est nulle. Cette valeur permet donc théoriquement de comparer n’importe quelle sortie avec n’importe quelle autre, même si le tracé est différent.
Par exemple, la puissance moyenne mesurée au cours de critériums est inférieure à celle mesurée pendant les courses sur route, alors que ces deux types d’épreuves présentent des intensités tout aussi difficiles.
Functional Threshold Power (FTP)
La FTP, ou Functional Threshold Power, est la puissance maximale qu’un cycliste est capable de développer pendant une heure. Plusieurs méthodes existent pour évaluer la puissance FTP, la plus connue étant le test de Coggan.
Training Stress Score (TSS)
Le Training Stress Score calcule, en fonction de la puissance développée (via la puissance normalisée), l’impact physiologique d’un entraînement sur l’organisme. Ce chiffre est intéressant pour les triathlètes principalement ou dans la gestion des plannings d’entraînement. Il représente de manière simple des points de fatigue.
Facteur d’Intensité (IF)
Le facteur d’intensité IF est tout simplement le rapport de la puissance normalisée sur la FTP. Il permet de vérifier les changements de FTP. Un facteur d’intensité de plus de 1,05 pour une course d’environ 1 heure est souvent un signe que la FTP du coureur est en fait plus grande que celle renseignée dans le programme.
Zones d'Intensité et Entraînement
Le respect des intensités permet de progresser plus vite en triathlon. On utilise souvent un tableau à 5 ou 7 zones pour représenter ces différentes intensités. Il n’existe pas de tableau qui uniformise les zones en triathlons, il faut donc procéder par discipline car chaque sport a ses propres contraintes.
Entraînement en Course à Pied
L’entraînement en course à pied peut se baser sur différentes valeurs, notamment la VMA (vitesse maximale aérobie), qui correspond à la vitesse à laquelle la consommation d’oxygène est maximale. Cette vitesse peut être maintenue pendant 5 à 7 minutes selon le niveau d’entraînement de l’athlète. Courir à un pourcentage de VMA permet donc de baser sa séance en fonction de votre vitesse maximale aérobie.
Tandis que la VMA est largement corrélée au niveau d’un athlète, la fréquence cardiaque maximale n’est en aucun cas un facteur de performance.
Entraînement en Vélo
La mesure de la puissance permet de rendre son entraînement plus objectif, contrairement à la fréquence cardiaque (FC) qui implique un certain délai lors d’une augmentation d’intensité et qui est inconstante en fonction de la forme et de l’environnement du jour.
Entraînement en Natation
En natation, il est délicat de fonder vos zones en fonction de votre fréquence cardiaque. L’entraînement en bassin basé sur la FC est un peu plus répandu, mais la prise des chronos ou le ressenti de l’effort restent les chefs de file dans ce domaine.
Tests et Protocoles d'Évaluation
Test 3 min all-out (home-trainer)
- Passez en mode manuel (pas d’ERG).
- Pédalez au maximum dès la première seconde, cadence > 100 rpm.
- Tenez 3 min sans baisser l’intensité ; ignorez la puissance : sprint comme si la ligne était à 180 s.
- CP = moyenne des 30 dernières secondes ; W′ = Somme (Puissance - CP) × Temps sur les 180 s.
3-7-12 min sur route / HT
- Effectuez un effort all-out de 3 min, récup 25 min Z1-Z2.
- Répétez 7 min, récup 25 min.
- Terminez par 12 min all-out.
- Calculez Work = Puissance × Temps pour chaque durée, tracez Work (kJ) vs Time (s) ; la pente est CP, l’ordonnée à l’origine W′.
PMA et Home Trainer
Le vélo d’intérieur est intéressant pour faire du travail qualitatif, ou continuer à pédaler en intérieur quand il n’est pas possible de rouler en extérieur. Le home trainer est parfait pour s’entrainer en toute sécurité.
Exemples de Séances sur Home Trainer
- Corps de séance : Réalisez 2 séries de 8 accélérations de 30’’ en zone i5 avec à cadence comprise entre 100 et 110 rpm. Entre chaque effort, prenez 30’’ de récupération active sans forcer sur les pédales.
- Corps de séance : Faire 2 séries de 5 x (30’’ de pédalage uniquement avec jambe gauche, 30’’ de pédalage uniquement avec la jambe droite, 1’ de pédalage normal à 90 rpm).
Le Profil de Puissance Record (PPR)
Le profil de puissance record (PPR) est une courbe qui représente la puissance maximale qu’un cycliste est capable de soutenir sur différentes durées, allant d’1 seconde à plusieurs heures. Il prend en compte vos meilleures performances sur une plus large plage de durées.
Pour déterminer un profil de puissance record pertinent, il vous faut produire et mesurer vos meilleures puissances sur les différentes durées qui le compose. Le protocole de test de profil de puissance record que nous vous proposons, s’établit sur 6 valeurs de puissance distinctes : 5 secondes, 30 secondes, 1 minute, 5 minutes, 20 minutes et 60 minutes.
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