Quelle est la cadence optimale?


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J'ai entendu dire qu'il fallait tourner les pédales à 90 tours. Cependant, je fais beaucoup plus lentement, surtout quand je suis debout, et j'aimerais comprendre l'argument qui se cache derrière ce nombre (ou tout autre nombre). Alors:

Quelle est la cadence optimale d'un cycliste. Pourquoi? Cela dépend-il du terrain? Est-ce que cela dépend si le coureur est assis ou debout? Quelles sont les conséquences possibles d’une trop grande déviation du nombre proposé?

Reproduction possible de "Quelle cadence devrais-je viser" , mais je n'y ai pas trouvé le "pourquoi", à part "cela va vous écraser les genoux". Cependant, je trouve que rouler debout avec une cadence lente n'est pas plus exigeant que de gravir une colline avec un sac à dos.


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La cadence optimale est celle avec laquelle vous vous sentez le plus à l'aise.
Baarn

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Non, un mot comme «optimal» implique qu'il est possible de mesurer certains paramètres (comme l'efficacité énergétique), et que ce paramètre peut être optimisé par rapport à la variable de contrôle (cadence). Ce n'est pas subjectif. Mais c'est probablement différent pour chaque cycliste.
Kaz

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@ Kaz, vous avez malheureusement raison. Je pensais à la santé (du cycliste et du cycliste), mais je n’étais pas parvenu à formuler ma question ... de manière optimale (pour provoquer des réponses ciblées). À partir de là, la plupart des gens supposent que je pose la question de la course, car c’est là que les données sont disponibles.
Vorac

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J'accepte donc le poste de R. Chung pour avoir répondu à la question que j'ai écrite et je vote à nouveau sur la réponse de Daniel R Hicks pour avoir répondu à ce que je voulais demander.
Vorac

2
@Vorac, merci d'avoir clarifié votre question. J'ai ajouté quelques discussions sur la cadence et la fatigue du genou.
R. Chung

Réponses:


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La cadence "optimale" varie en fonction de ce que vous essayez d'optimiser. Votre question n'a donc pas de réponse simple.

Cadence librement choisie contre une cadence ciblée

Une revue récente de Hansen et al. résume les connaissances actuelles sur les facteurs qui influent sur le choix de la cadence. Ils concluent notamment que "[l] e cyclisme à haute intensité, proche de la puissance aérobique maximale, les cyclistes choisissent une cadence énergétiquement économique, également favorable à la performance. En revanche, le choix d’une cadence relativement élevée lors du cyclisme à basse - L’intensité modérée n’est pas rentable et pourrait compromettre les performances lors de cycles prolongés. " La première phrase signifie que les cyclistes expérimentés choisissent librement la cadence qui produit de bonnes performances et qu’ils n’ont pas besoin de demander à quelqu'un de la dicter. La dernière phrase signifie que le fait de vous imposer une cadence inappropriée peut nuire à la performance.

Cadence et puissance

La prolifération relativement récente des compteurs d'énergie sur vélo qui enregistrent à la fois la puissance et la cadence a permis de fournir des données supplémentaires à ce sujet. Par définition, la puissance du cycliste = cadence * couple vilebrequin * constante de conversion (la constante de conversion dépend des unités utilisées pour mesurer la puissance, la cadence et le couple; si vous mesurez la puissance en watts, la cadence en radians par seconde et couple en mètres Newton, la constante de conversion est 1). Si vous courez à haute puissance, ou que vous conduisez tranquillement à faible puissance sur une piste cyclable avec vos enfants ou lors d'une promenade animée avec des amis, vous choisirez certainement des niveaux de puissance différents; Les données ont clairement montré que les pilotes, même les plus expérimentés, choisissent différentes combinaisons de cadence et de couple de démarrage pour s'adapter aux niveaux de puissance supérieurs ou inférieurs.

Cadence et type de trajet

Mais même si nous excluons la conduite sereine et nous concentrons uniquement sur la course (à forte puissance), la cadence et le couple de rotation du pédalier varient selon le type de course. Voici des graphiques de couple de manivelle pour le même coureur (professionnel national) dans trois types de courses différents: une course sur route, une course de critérium et une course contre la montre. Le couple est mesuré en Newton-mètres, tandis que la cadence est mesurée en tr / min. Les lignes pointillées rouges montrent les combinaisons de cadence et de couple qui produisent 300, 500 et 700 watts. Comme vous le constaterez peut-être, les trois types de courses nécessitent différentes combinaisons de cadence et de couple de manivelle. Les essais contre la montre présentés ici ont été effectués à un niveau de puissance relativement constant, mais la course sur route et la course au critère ont été beaucoup plus variables. Pour ces courses, le coureur a atteint une puissance supérieure en augmentant à la foiscadence et couple de démarrage. C'est un modèle assez courant en course sur route, et cela explique en partie pourquoi les observateurs remarquent souvent que les coureurs pédalent à haute cadence: ils courent également à forte puissance et à fort couple de manivelle, mais le seul indice visible est la cadence élevée. C’est là le fondement des phrases citées de Hansen et al. ci-dessus: la cadence utilisée pour produire une puissance élevée ne semble être ni économique, ni performante à faible puissance. Ce n'est pas parce que vous voyez un coureur du Tour de France à X tours que vous devez pédaler à X tours (à moins que vous ne produisiez également des niveaux de puissance du Tour de France). De même, ce n'est pas parce que vous voyez qu'un coureur du Tour de France passe peu de son temps à Ypm que vous devez éviter de pédaler à YPM. Vos besoins, vos capacités et vos objectifs seront différents.

couple de cadence pour trois courses différentes par le même coureur

Cadence et terrain

Votre question a également demandé si la cadence varie avec le terrain. Voici un graphique de la cadence et du couple pour un coureur qui effectuait une série d’intervalles de colline. Le panneau supérieur gauche indique sa cadence et son couple sur l'ensemble du parcours. Le panneau supérieur droit montre le profil d’altitude de son parcours; Comme on peut le constater, la voiture roulait légèrement de sa maison à une colline sur laquelle il est monté et est descendu quatre fois, puis il est rentré chez lui par la route. Ce panneau en haut à droite marque la partie en montée de son trajet en rouge. Les deux panneaux du bas montrent sa cadence et son couple pour les parties noire et rouge correspondantes de la course. Comme auparavant, les lignes pointillées minces (cette fois en bleu) indiquent les "contours isopower". Clairement, il a utilisé différentes combinaisons de cadence et de couple sur les sections d’escalade que sur les sections de descente et de roulement.

cadence et couple sur le plat et sur les collines

Pour souligner ce point, voici un graphique montrant la cadence par rapport à la pente estimée de la route pour le pilote du ProTour Gustav Larsson lors de la troisième étape du Tour de Californie 2009. Comme vous pouvez le constater, même si nous excluons les périodes de cabotage, sa cadence variait d’environ 20 à 120 tr / min et, à mesure que la pente de la route s’accentue, elle diminuait.

cadence pendant une course ProTour avec gradient

Cadence et couple de manivelle

Vous interrogez-vous sur la relation entre la cadence et le couple de démarrage? Voici un complot montrant un autre coureur dans une montée "pure". Le panneau en haut à gauche montre la relation entre la cadence et le pouvoir; la partie supérieure droite montre la relation entre le couple manivelle et la puissance; et les deux panneaux du bas montrent la relation entre la cadence et le couple de manivelle, l'un avec les contours isopower. Les panneaux du bas indiquent plus clairement qu'il existe souvent une relation inverse entre la cadence et le couple du vilebrequin, mais les panneaux du haut montrent que, dans ce cas, le couple du vilebrequin était un déterminant plus important de la puissance de sortie que de la cadence.

puissance, cadence et couple lors d'une montée

Cadence et tension au genou

Certains coureurs affirment que des cadences lentes (inférieures à 60 tours, par exemple) peuvent blesser les genoux. Cependant, une cadence lente ne peut à elle seule blesser les genoux; Lorsque vous êtes assis à votre bureau et que vous lisez ces mots, votre «cadence» est presque sûrement proche de zéro mais la force exercée sur vos genoux est également faible. Les coureurs qui font ces réclamations associent basse cadence et grande force. À partir des graphiques, il est clair que l’un des moyens les plus simples d’exposer les genoux à une force moindre est tout simplement de rouler à une puissance inférieure. Rouler à 60 tours / minute à faible puissance peut être fait avec une force de pédale faible; rouler à 90 tours / minute à haute puissance doit être fait avec une force de pédale élevée. Donc, le niveau de puissance (également appelé «charge de travail») est une clé pour comprendre la tension articulaire. Au milieu des années 1980, M. Ericson a publié une série d'études examinant les forces exercées sur les muscles de la hanche, du genou, de la cheville, du pied et des jambes pendant le cyclisme, notamment:celui-ci . Il est important de noter que «la charge de travail était le facteur de réglage le plus important pour le changement de la charge articulaire et de l’activité musculaire. Une augmentation du taux de pédalage a augmenté l'activité musculaire dans la plupart des muscles étudiés, généralement sans modifier la charge articulaire. L'augmentation de la hauteur de la selle a diminué le moment de charge maximal du genou en flexion, mais n'a pas modifié de manière significative le moment de charge en flexion de la hanche ni en flexion dorsale de la cheville. L'activité musculaire dans la plupart des muscles étudiés n'était généralement pas modifiée par différentes hauteurs de selle. ”

Cadence et entraineurs

Certains cyclistes utilisent leurs entraîneurs en salle et constatent que leur cadence "préférée" (peut-être pour un niveau de puissance ou de fréquence cardiaque particulier) est X tr / min, puis tentent de rouler à cette vitesse en plein air. Comme nous l'avons vu ci-dessus, la cadence choisie librement varie en fonction du terrain, de la puissance et de la manière dont la résistance évolue avec la vitesse. Il est important que les entraîneurs varient également dans la manière dont la résistance varie avec la vitesse. Ci-dessous, vous pouvez voir un tracé pour le même coureur sur deux types de formateurs différents, mais avec le même rapport de transmission sur les deux: un formateur avec une unité de résistance des fluides et des rouleaux. Chaque point indique la cadence et le couple de démarrage à une seconde d'intervalle. Comme vous pouvez le constater, ces deux types d’entraîneurs ont des courbes de résistance très différentes, les rouleaux étant beaucoup plus «plats» avec l’augmentation du régime. Pour atteindre le même pouvoir, le cycliste semble choisir une cadence plus élevée (et un couple de manivelle inférieur). Pour atteindre le même niveau de puissance (par exemple, 175 watts), la cadence librement choisie par le coureur varie en fonction du type de résistance. "Transférer" la cadence de l'entraîneur en salle à une sortie en extérieur ignore à la fois que les sorties en extérieur varient, mais aussi que les entraîneurs varient.

cadence et couple de démarrage pour le formateur et les rouleaux

"... mais..mais le record de l'heure est établi à haute cadence!"

Oui, la plupart des records horaires de l’UCI au cours des 50 dernières années ont été définis avec des cadences allant d’environ 100 à 107 tr / min (à l’exception notable d’Obree, qui a établi ses records à 93 et ​​95 t / mn). Toutefois, le record de l'heure est établi avec un vélo à engrenage fixe sur une piste et, plus important encore, tous les records ont été établis avec une puissance et un couple de manivelle élevés. Ci-dessous, vous pouvez voir la cadence et le couple de démarrage pour la plupart des enregistrements récents basés sur les données de Bassett et al.; le graphique montre que, pour les récents enregistrements au niveau de la mer, la puissance moyenne variait d'environ 370 à 460 watts et le couple manivelle de 36 à 43 Nm. On ne dirait pas à un novice de pédaler à un couple constant de 40 Nm, mais beaucoup conseillent aux novices de rouler à près de 100 tr / min. Utiliser la cadence des événements de records du monde réalisés avec un engrenage fixe sur une piste de vélodrome comme guide pour une conduite plus générale est aussi logique que d’utiliser le couple de manivelle des mêmes événements de record du monde obtenus avec un engrenage fixe sur une piste de vélodrome. comme guide pour l'équitation plus générale.

cadence et couple de démarrage pour les enregistrements horaires

Conclusion

La conclusion de tout cela est que la cadence varie à la fois avec le trajet et avec le coureur. En ce sens, s’interroger sur la "cadence optimale" est, sans tenir compte des caractéristiques du manège et du coureur, un hareng rouge. S'interroger sur la cadence optimale revient à poser des questions sur la puissance optimale ou le couple de manivelle optimal.


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R. Chung, vous devriez envisager d’ajouter un index à l’en-tête du message. Je prends l'habitude d'y aller :)
Vorac

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C'est l'une des meilleures réponses à toutes les questions que j'ai rencontrées sur les sites SE que j'ai visités.
HeyOverThere

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Dans l’ensemble, c’est une réponse fantastique. Cependant, je pense que la section "Genou Strain" crée une sorte d'homme de paille. Je ne pense pas que quiconque croit littéralement que les basses cadences endommagent vos genoux: c'est un raccourci pour "pour une puissance donnée, une cadence plus basse fera plus de dégâts à vos genoux qu'une balle plus haute". Et c'est parce que, comme vous l'expliquez, c'est la force de la pédale qui endommage vos genoux et une cadence plus basse nécessite une force plus élevée pour obtenir la même puissance. (Et, comme vous le dites, si vous
baissez la

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Tout d'abord, à moins que vous aspiriez à être un coureur professionnel (ou au moins un amateur hautement compétitif), ignorez le conseil selon lequel vous devez "tourner au moins à 90 tours" ou peu importe.

Deuxièmement, même si vous avez de telles aspirations, vous n’allez pas réussir à essayer d’atteindre une cadence élevée dès le début - c’est quelque chose que vous devez développer lentement.

En ce qui concerne l'escalade, il est parfaitement naturel de ralentir un peu votre cadence en montant. Cependant, l’erreur que commettent de nombreux amateurs de rangs (et même certains de rangeurs qui se considèrent comme des vedettes) est d’essayer de forcer leur chemin jusqu’à la colline avec une vitesse trop difficile et une cadence trop basse.

Une règle qui, selon moi, fonctionne bien dans la plupart des situations non compétitives est de ne jamais pédaler plus lentement que vous ne respirez et de viser une cadence environ deux fois plus rapide que votre rythme respiratoire. Cela vous permet de baisser votre cadence pour une conduite décontractée et constitue un bon guide pour la plupart des situations, même dans des conditions de course optimales.

En ce qui concerne la cadence "idéale", j'ai vu des études effectuées il y a peut-être 15 ans suggérer qu'une cadence d'environ 85 soit optimale pour la plupart des cyclistes en forme sur un terrain plat - ceci optimise la puissance et l'endurance globales pour une course de moyenne durée. (bien que je ne me souvienne pas de ce que "durée moyenne" était). Mais dans cette étude, certains coureurs ont eu de meilleurs résultats à 90 ou 100, et d’autres à 80.

En ce qui concerne les genoux, il est possible d’endommager vos genoux en roulant sans douleur immédiate (bien que vous remarquiez probablement une gêne au niveau des genoux 12 à 24 heures plus tard). Je suppose que beaucoup de coureurs de fixie vont se plaindre de problèmes de genou dans 5 à 10 ans.


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Ce n’est pas parce que vous réduisez votre vitesse que ceux qui n’y sont pas obligés sont des amateurs de rangs. :)
Kaz

@Kaz - Je suis d'accord - il suffit de classer.
Daniel R Hicks

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Il n’ya pas grand chose à ajouter à la réponse fantastique de R. Chung, mais voici quelques preuves de la raison pour laquelle des cadences plus élevées sont souhaitables avec des puissances plus élevées.

Essentiellement, pour produire une puissance élevée à des cadences plus basses, il faut recruter davantage de fibres à contraction rapide, qui se sont avérées épuiser plus rapidement les réserves de glycogène dans les jambes. À mesure que les niveaux de glycogène baissent, les contractions musculaires deviennent moins fortes, nécessitant un recrutement musculaire accru et donc une consommation d'oxygène accrue. De plus, le glycogène disponible diminuera à un stade ultérieur au cours d'une longue course.

À l'inverse, les cadences plus élevées recrutent plus de fibres à contraction lente, ce qui est associé à des niveaux plus élevés d'oxydation des graisses et à une diminution de l'épuisement du glycogène.

Pour compliquer davantage les choses, cette étude montre également que, bien que les cadences plus lentes (60 à 70 tr / min) tendent à minimiser la consommation d’oxygène, des cadences plus élevées (80 à 90 tr / min) minimisent la fatigue neuromusculaire. Donc, en réalité, la cadence optimale serait basée sur une combinaison de puissance, de durée de conduite, de condition physique / fatigue du pilote et plus encore!


Vous dites que déplacer lentement les pédales utilise des fibres à contraction rapide et les déplacer rapidement utilise une contraction lente, ce qui semble aller à l'encontre de l'intuition. Faute de frappe?
David Richerby

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Cela semble certes contre-intuitif, mais ce n’est pas une faute de frappe: déplacer la pédale lentement nécessite une force accrue, d’où le recrutement de fibres à contraction rapide. Les fibres à contraction lente n'ont aucun problème à se contracter à 100 tr / min, à condition que la force requise ne soit pas trop forte.
John M

Mais les fibres à contraction lente sont plus lentes à récupérer.
Daniel R Hicks
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