Watts roller vs watts vélo ?

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Watts roller vs watts vélo ?

par tony802 » 05 Oct 2015 13:52

Salut à tous,

Question technique, en entrant les données de nos rides roller dans un logiciel de vélo on a une estimation de l'effort qui a été fourni, les watts bien connus des cyclistes. Ça m’intéresserait d'ajouter cette fonction ici: http://www.rollerenligne.com/articles-3 ... metre.html

Comment peut-t-on comparer ça au roller, faut-t-il majorer, minorer le résultat ? Un calculateur pour le roller: http://sportech.online.fr/sptc_idx.php? ... r_esx.html vs pour le vélo http://sportech.online.fr/sptc_idx.php? ... r_esy.html

Pour exemple, voilà ce que ça donne pour la montée de l'Aubisque (roller) sur les 20 dernières minutes dans le soft Ascent:

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Re: Watts roller vs watts vélo ?

par ilanpi » 06 Oct 2015 10:33

Bonjour,

Cette question n'est pas très facile à répondre, en tout cas, sur le plat.

Pour un col tel que l'Aubisque, ce serait plus facile puisque la resistance viens surtout de la gravité et vu la faible vitesse, la foulée du patineur va surtout vers l'arrière donc ce n'est pas vraiment la mécanique du patinage. Il serait peut-être possible d'appliquer les formules connues, par exemple, ce programme en ligne : http://bikecalculator.com/wattsMetric.html

Sur le plat et à haute vitesse, cela devient problématique parce que la puissance de la foulée du patineur ne peut pas être facilement mesurée. Il faut donc l'estimer avec une modélisation de la mécanique.

La poussée du patineur est un gaspillage puisqu'une grande proportion de la force est verticale, ce qui ne fait pas avancer beaucoup, cette force est complètement perdue, à comparer avec le vélo où ce n'est pas le cas. Pour cette raison, il est plus efficace de pousser quand l'angle du corps et de la jambe est le plus penché par rapport au vertical. Ceci a été confirmé expérimentalement dans l'article

Ruud W. de Boer, Paul Schermerhorn, Jan Gademan, Gert de Groot, and Gerrit Jan van lngen Schenau, "Characteristic Stroke Mechanics of Elite and Trained Male Speed Skaters", INTERNATIONAL JOURNAL OF SPORT BIOMECHANICS, 1986,2,175-185.

Cet article démontre que les patineurs plus rapides attendent plus longtemps avant d'initier la foulée, donc il y a plus de mouvement du centre de gravité vers le côté quand la foulée est initiée (en raison de la technique de patinage où le patineur "tombe" vers le côté avant d'initier la foulée). Aussi, la foulée des patineurs d'élite est exécutée en moins de temps ce qui veut dire qu'il y a plus de glisse, puisqu'ils ont observé que la fréquence reste la même pour tous les niveaux. Il faut mentionner que les auteurs sont les mêmes qui ont étudié la mécanique du "clap-skate" et l'on rendu universel en patinage de vitesse sur glace.

De plus, la vitesse du patineur n'est pas égale à sa vitesse de déplacement ! En fait, le patineur avance en produisant des accélérations latérales à sa direction voulue, donc sa vitesse réelle par rapport au sol est généralement plus élevée que sa vitesse dans la direction voulue. Il n'y a qu'a observer les patineurs de vitesse pour voir qu'ils ont un mouvement latéral de quelques mètres. En observant le 10000m des JO 2010 https://www.youtube.com/watch?v=qMPEgF3sv9s j'ai fait le calcul approximatif suivant : Les patineurs font environ 8 cycles complets (droite et gauche) de foulée en ligne droite, avec un mouvement latéral d'au moins 1m par foulée, donc 2m par cycle complet. En faisant l'hypothèse d'un rayon de la courbe de 30m, cela fait environ 200m de ligne droite par tour. Sur les 200m, il y a environ 16m de mouvement latéral, donc 8% du du mouvement est latéral. La conclusion est qu'au moins environ 10% du mouvement horizontal du patinage est perdu.

Dans une thèse de Master,

T.P.J. Zuiker, "The effects of different speed skating push-off techniques on the mechanical power, power distribution and energy
expenditure", Delft University 2014

des estimation explicites de la puissance du patineur on été faites. Des patineurs d'élite, poids moyen 71kg on patiné à 40km/h. Les puissances produites sont environ 150W vers l'avant, 190W vers le côté, 140W vertical, pour un total de 490W. Donc, la puissance horizontale est de l'ordre de 350W, ce qui est comparable à celle sur un vélo, le programme en ligne donne 300W pour un vélo normal. Ceci est cohérent avec mon calcul précédent, puisque le patinage prend environ 10% de puissance horizontale supplémentaire.

Je fait aussi la remarque que la composante verticale du patinage veut dire que le poids affecte négativement la vitesse sur le plat, ce qui n'est pas le cas pour le vélo.

La conclusion est que le patinage est très inefficace par rapport au vélo, même sur glace.

En revanche, je viens de lire ces articles et je ne suis pas sûr que j'ai tout bien compris.

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Re: Watts roller vs watts vélo ?

par tony802 » 07 Oct 2015 9:33

Merci pour les références, je vais regarder ça.

Autant pour un col ça semble réaliste d'avoir une estimation assez précise, mais pour le plat pas vraiment. J'ai entendu parler de semelles avec capteurs de pression (le futur SRM du roller?), ça dit qqch à quelqu'un ?
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Re: Watts roller vs watts vélo ?

par ilanpi » 07 Oct 2015 15:25

Il existe déjà des capteurs de force pour patin à glace. Dans l'article

D.M. Fintelman1, O. den Braver1, and A.L. Schwab2, "A SIMPLE 2-DIMENSIONAL MODEL OF SPEED SKATING WHICH MIMICS OBSERVED FORCES AND MOTIONS", MULTIBODY DYNAMICS 2011, ECCOMAS Thematic Conference J.C. Samin, P. Fisette (eds.) Brussels, Belgium, 4-7 July 2011

il est écrit

"We have developed two instrumented clap skates to measure the normal and lateral forces (Ni, Li) at the blades of the skates, see Figure 5). To be able to compare these with the model output, which are the global lateral forces FT ls and FT rs, the lean angles of the skates, φi, must be measured.

Figure 5: Forces in local reference frame (Nls, Tls, Nrs, Trs) and global reference frame (FNls, FTls, FNrs,
FT rs): a) left skate b) right skate

A DAQ of National instruments 2 is used for data acquisition of the forces. All the force and orientation data is collected on a mini laptop which is carried by the skater in a backpack. The different measurement systems are synchronized by means of images from a high speed camera. See appendix D for detailed description of the synchronization method."

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Re: Watts roller vs watts vélo ?

par Antonius » 14 Oct 2015 13:21

La conclusion est que le patinage est très inefficace par rapport au vélo, même sur glace.


ça dépends de ce qu'on entend par efficace je dirais:

-si tu parles de la différence de qté d'énergie dépensée et celle finalement utilisée pour avancer oui (pour moi c'est un rendement)

-si tu parles de performance pure (car techniquement, qqn d'efficace va plus vite) il ne faut pas oublier que le véritable homme le plus rapide du monde est néerlandais et patineur sur glace en anneau car seule la force du patineur lui permet d'avancer contrairement au vélo où le système de pignons/plateaux démultiplie cette force ; pas comme sur les vélos d'antan (pédales directement reliées à la roue) sur lesquels les vitesses atteintes sont bien moindres.

Du coup "l’efficacité" prétendue du pédalage l'est grâce au matériel, sytème que l'on ne peut transposer au patinage.
Comparons ce qui est comparable :D
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Re: Watts roller vs watts vélo ?

par ilanpi » 14 Oct 2015 17:37

Antonius a écrit:
La conclusion est que le patinage est très inefficace par rapport au vélo, même sur glace.


ça dépends de ce qu'on entend par efficace je dirais:

-si tu parles de la différence de qté d'énergie dépensée et celle finalement utilisée pour avancer oui (pour moi c'est un rendement)


Mon énoncé terminait une description du fait que le patineur dépense plus de puissance que le cycliste pour la même vitesse, donc il me semble évident que mon énoncé faisait référence à cette description.

Pour le reste, je fais la remarque que les patineurs de vitesse jouissent de nombreux avantages technologiques

1. Ils sont sur une glace spécialement conçue pour la vitesse.

2. Tous les records depuis 20 ans se font à l'intérieur, sans vent ou grand froid cohérent avec la glace.

3. Depuis 1998, tous les patins de vitesse utilisent un système technologique pour produire un avantage mécanique à la foulée.

4. Même sans le système "clap", les lames de patin offre un bras de levier permettant un avantage mécanique à la foulée.

Dans des conditions naturelles, la vitesse peut rapidement chuter. Voici une course où la vitesse moyenne du gagnant était inférieure à 18km/h.

https://www.youtube.com/watch?v=ENSqWlF9OnI

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Re: Watts roller vs watts vélo ?

par Antonius » 15 Oct 2015 18:52

Mon énoncé terminait une description du fait que le patineur dépense plus de puissance que le cycliste pour la même vitesse, donc il me semble évident que mon énoncé faisait référence à cette description.


Je suis d'accord sur le fond, c'était juste un p'tit souci de forme que je pointais (comme l'emploi ici du mot dépense au lieu de utilise ^^). Mais bref, moi j'approuve ce qui est dit !

Pour le reste, je fais la remarque que les patineurs de vitesse jouissent de nombreux avantages technologiques

1. Ils sont sur une glace spécialement conçue pour la vitesse.


Comme les pistard à vélo (les "parquets" d'aujourd'hui n'ont rien à voir avec les vélodromes d'antan).

2. Tous les records depuis 20 ans se font à l'intérieur, sans vent ou grand froid cohérent avec la glace.


Idem en cyclisme, sur piste couverte les records sont meilleurs que sur ouverte (vent + clim).

3. Depuis 1998, tous les patins de vitesse utilisent un système technologique pour produire un avantage mécanique à la foulée.


ça n'a aucun équivalent avec les pédales automatiques qui permettent de produire un déplacement horizontal avec les extenseurs ET les fléchisseurs (pousser/tirer) des jambes contrairement au patineur qui ne peut "que pousser"


4. Même sans le système "clap", les lames de patin offre un bras de levier permettant un avantage mécanique à la foulée.


Tout comme la longueur des manivelles d'un pédalier.
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