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.
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.
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 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.
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.
"... 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.
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.