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R.Leca Licence STAPS Option Activités du cyclisme 26/02/2020 Centre Universitai

R.Leca Licence STAPS Option Activités du cyclisme 26/02/2020 Centre Universitaire Condorcet Le Creusot Biomécanique - Le pédalage - Sources : Pratique du cyclisme. Peter Konopka, Paris, Vigot, 1987. Cyclisme et optimisation de la performance. F.Grappe, De Boeck, Paris, 2005. Cyclisme et performance, G.Haushalter, Chiron, Paris, 1990. La biomécanique en cyclisme. Biologie et médecine du sport, FFC, Paris, 1994. Pédaler. Sébastien Moussay, Savoir gagner, 2006. Cyclisme & Science, Max Glaskin, Vigot, Paris, 2015. Sites Internet : http://www.msport.net/newSite/index.php?op=aff_article&id_article=606 http://www.bikefitting.com/fr/ https://www.incept-sport.fr/entrainement/velos-wattbike/ameliorer-sa- technique-de-pedalage Il ne suffit pas d’appliquer une force importante sur les pédales (dimension bioénergétique), il faut aussi l’orienter efficacement (dimension biomécanique et technique) sans quoi il existe une perte de travail mécanique. Comme le mouvement de pédalage est répété des milliers de fois lors d’une compétition qui peut s’étendre jusqu’à 6-7 heures d’effort (entre 30.000 et 40.000 tours), l’efficience (efficacité + économie) du pédalage entretient des relations avérées avec le niveau de fatigue générale et musculaire. La technique de pédalage (le « coup de pédale ») contribue donc fortement à la performance en cyclisme, et mérite à ce titre de faire l’objet d’un processus d’optimisation. I. La force pour faire tourner les pédales : le couple Le couple est un travail de forme circulaire : la « force circulaire » que déploie le cycliste pour faire tourner le pédalier s’appelle le couple. Couple = Force (F) X Distance (d) C = F X d où : C = couple (en newton-mètre) F = force (en newtons) D = distance (en mètres) La puissance développée par le cycliste (en watts) est alors le produit du couple par la vitesse angulaire (fréquence de pédalage) : Pméca = C X   où : Pméca = puissance (en watts) C = couple (en newton-mètre)  = vitesse angulaire (en rad/s) r R.Leca Licence STAPS Option Activités du cyclisme 26/02/2020 Centre Universitaire Condorcet Le Creusot II. Analyse du pédalage Le mouvement idéal serait celui qui consisterait à faire varier constamment en direction la force exercée sur la pédale, de façon qu’elle soit à chaque instant perpendiculaire à la manivelle (en physique, une force qui agit sur un levier est plus efficace lorsqu’elle agit perpendiculairement à ce levier). Le mouvement de pédalage est beaucoup plus complexe que ce qu’une analyse superficielle pourrait laisser supposer. Le pédalage est une véritable habileté motrice, dont la maîtrise conditionne l’efficience du déplacement à vélo (c-a-d la combinaison de l’efficacité et de l’économie). Le mouvement de pédalage est artificiellement décrit en 4 phases qui s’enchaînent les unes aux autres. Les études biomécaniques soulignent l’aspect dynamique (c-a-d participant à la propulsion) de ces 4 phases : on ne parle plus de point mort bas ou haut, mais de zones de moindre efficacité (ou zones de transition). Pour autant, le cycle de pédalage permet, pour chaque groupe musculaire, l’alternance de phases de contraction et de relâchement Phase 1 (de 20 à 145°) = phase de poussée. C'est la plus rentable sur le plan biomécanique et la plus « instinctive ». La phase de poussée correspond à une extension active de la hanche essentiellement grâce au moyen et au grand fessier, associée à une extension active du genou par le quadriceps et une extension du pied par le triceps sural. Durant la phase de poussée, le bassin doit être fixé par des stabilisateurs (abdominaux, carré des lombes). Phase 2 (de 145° à 220°) = phase de transition basse. Elle assure la transition entre la phase de poussée et la phase de traction. L'extension de hanche se poursuit, mais est maintenant associée à un début de flexion active du genou. L'action des ischio-jambiers et du triceps est prépondérante pour conserver l'énergie cinétique accumulée lors de la phase de descente de la pédale. La cheville est en flexion plantaire de quelques degrés. Cette phase doit s'enchaîner de la façon la plus souple et coordonnée avec la phase qui la précède et celle qui la suit. R.Leca Licence STAPS Option Activités du cyclisme 26/02/2020 Centre Universitaire Condorcet Le Creusot Phase 3 (de 220° à 325°) = phase de traction. C'est la phase la moins instinctive du pédalage. La traction n'est possible que sur les vélos équipés de cale-pieds ou mieux, de pédales automatiques. Elle est réalisée par une flexion active de hanche et de genou. La flexion de hanche est due à l'action du psoas iliaque, du grand couturier et du droit antérieur. La flexion de genou est essentiellement due aux ischio-jambiers, qui se contractent de façon concentrique. C'est une phase de relâchement et de récupération pour le quadriceps et le triceps et tout le segment jambier (on ne retrouve quasiment aucune activité musculaire au-dessous du genou) pendant que le membre inférieur controlatéral est en phase de poussée. Comme pour la phase 1, il est essentiel que le bassin constitue un point fixe. Les muscles stabilisateurs du bassin (abdominaux, carrés des lombes, etc.) sont donc sollicités. Phase 4 (325° à 20°) = phase de transition haute. Elle permet de remettre le membre inférieur en position de poussée. Pendant cette phase interviennent les releveurs du pied pour faire tourner la manivelle avec flexion dorsale du pied comme si la pointe du pied donnait un « coup de pied ». R.Leca Licence STAPS Option Activités du cyclisme 26/02/2020 Centre Universitaire Condorcet Le Creusot III. Coordination, efficience et indice d’efficacité du pédalage Lors du pédalage, si le membre en flexion repose passivement sur la pédale, alors il se crée un couple moteur résistant lors de la phase de remontée de la pédale contre lequel le membre qui pousse en phase de descente doit lutter. En d’autres termes, un travail supplémentaire est réalisé par le membre qui pousse sur la pédale. Les non spécialistes de l’activité exploitent surtout la 1ère phase (phase de poussée) et laissent inconsciemment leur jambe arrière en appui sur la pédale qui remonte. Cela représente une perte d’énergie considérable vu le poids d’un membre inférieur (une dizaine de kilos). Remarque : l’exploitation optimale des quatre phases est fortement dépendante du matériel employé, et notamment de pédales automatiques ou de cales pieds. Depuis la fin des années 80 on a constaté une accélération de l'évolution du matériel. Au chapitre des révolutions, on retrouve l'apparition des pédales automatiques qui ont permis de solidariser le pied à la pédale sans altérer la liberté du pied et de la cheville. Les avantages sont multiples : - plus de sécurité (déchaussage rapide et préservation des articulations par la liberté angulaire) ; - plus de rendement (efforts de tractions sur la pédale facilités) ; - plus de confort (plus besoin de serrage des sangles de cale-pieds). La coordination des quatre phases va conditionner l’efficience du geste de pédalage, c’est à dire son rendement. Cette efficience se mesure par l’indice d’efficacité du pédalage (IEP) qui correspond au ratio entre la force efficace Fu, perpendiculaire à la manivelle, et la force résultante Fr. Comme le geste est répété des milliers de fois, les gains, même lorsqu’ils sont minimes font la différence entre des sujets possédant des qualités bioénergétiques et mentales comparables. Un bon rendement permet une diminution du coût énergétique (= de la consommation d’O2), et une épargne musculaire qui peut être décisive dans les derniers km. Le geste de pédalage n’est donc pas un geste frustre, mais un geste complexe aux fines adaptations sensorimotrices, et qui doit faire l’objet d’une optimisation par l’apprentissage et l’entraînement : il existe une efficacité technique du pédalage ! Des études ont montré que l’habileté à diriger la force de manière optimale sur la pédale diminue de façon constante lorsque la fréquence de pédalage augmente. Cette diminution de l’efficience avec le rythme de pédalage provient de difficultés de coordination gestuelle : le muscle ne parvient plus à se relâcher et à se contracter assez rapidement. Dès lors, la jambe qui remonte et son poids exercent une force frénatrice contre laquelle la jambe qui descend doit lutter. On comprend alors l’intérêt de l’entraînement pour améliorer le timing d’application de la force sur la pédale grâce à une meilleure technique de pédalage permettant d’optimiser la direction et la magnitude de la force efficace (Fu). L’efficience du pédalage dépend dont de la qualité des coordinations inter- et intramusculaires. Graphe de transmission des forces au cours du cycle de pédalage R.Leca Licence STAPS Option Activités du cyclisme 26/02/2020 Centre Universitaire Condorcet Le Creusot En revanche, d’autres études ont montré que l’IEP augmentait de manière significative avec la force développée sur la pédale. Réciproquement, il est plus difficile de diriger la force de manière optimale sur les pédales lorsque la puissance est faible. Différentes techniques de pédalage ( https://www.incept-sport.fr/entrainement/velos- wattbike/ameliorer-sa-technique-de-pedalage) : Le 8 (débutant) : Notre suggestion : Tirez le talon vers l’arrière quand votre pied atteint la position basse pour diminuer le point mort. La cacahuète (intermédiaire) : Notre suggestion : Essayez d’anticiper la phase de poussée suivante en reprenant l’appui dès l’amorce du coup de pédale. Cela permet d’obtenir un coup de pédale plus lissé. La “patate” (expert) : Seuls les quadriceps sont mobilisés et l’utilisateur pousse verticalement (piston). Cela se traduit par uploads/Management/ biomecanique-pedalage.pdf