Le pédalier ovale de Bradley Wiggins et de la SKY

Dans le numéro 6 de la série Vélo2magazine j'avais écrit un article sur les plateaux Osymétric qu'utilise l'équipe SKY. Je vous permet de lire cet article qui était payant pour vous éviter de vous faire intoxiquer par le bla bla des journalistes incompétent qui répètent en boucle des balivernes sur ce genre de gadget inutile qui ne date pas d'hier. (1990)

Les premiers plateaux ovales remontes à 1905 (Mag Velo 1980). Dès les années 70 des expérimentations avec des plateaux ovales ont vu le jour.  Le fait marquant aura été au début des années 1990 par Shimano avec des pédaliers équipés de plateaux ovales étaient montés sur des vélos de route. Le premier modèle était le biopace de shimano. Il fut suivi des plateaux harmonic et ENG10. Tous ces modèles sont un peu tombé dans l’oublie pour des raisons diverses. Les équipes professionnelles sous contrat ne pouvaient pas monter ces plateaux, mais il faut aussi tenir compte de l’avis plutôt défavorable des cyclistes qui ont essayé ces mécanismes à l’époque. Le temps à permis l’arrivée d’une nouvelle génération de cyclistes et nous voyons revenir sur les magazines de nombreuses publicités pour des pédaliers aux formes peu académiques. Ainsi, Osymétrique est le successeur des plateaux Harmonic. Ces 2 plateaux sont d’ailleurs identique, seul le nom semble changé. Quant a Rotor il remplace les plateaux L.F Ovale de 1980. (cliquez pour voir la photos de l'époque)

Dans les années 1990 les études menés (2,4,5,6,7) sur ces mécanismes n’ont pas été très concluantes, et même si quelque unes l’ont été, les outils de mesure de la puissance à cette époque n’étaient pas aussi précis et scientifiquement fiable comme le sont les SRM et powertap. Rappelons qu’aujourd’hui ces 2 outils sont les seuls capteurs de puissances validés scientifiquement. (8)

Nous allons faire le point sur les avantages annoncés des fabricants et distributeurs, sur les études publiés à ce jour, les discours et tests que nous avons pu effectuer avec ce matériel. Vous allez ainsi comprendre que si l’idée de plateau ovale n’est pas dénuée de bon sens à première vue, le chemin à parcourir pour en prouver l’efficacité est encore long et très incertains et ne résiste pas à l'analyse approfondie.

Que nous dise les fabricants :

Osymétric (Harmonic est quasi dentique) nous annonce un gain de puissance de 10%, même sur des sprints pour des sprinteurs renommés une augmentation de la puissance au seuil de 12%, une réduction de la production d’acide lactique de 10 %. Le couple de force appliquée est plus constant, ce qui permet une meilleure motricité en VTT.

Osymétric, annonce que de nombreuses études sur le sujet ont été publié. Or sur le site on n’en trouvera qu’une seule qui date de 1992 avec des plateaux harmonic. Les autres études annoncés sont introuvables sur le site. Nous avons envoyé un mail au fabricant pour qu’il nous communique les études cités. Après quelques jours nous avons eu une réponse assez vague nous répétant que les plateaux permettent de gagner 10% de puissance et que les études ne sont plus sur le site car le site web est souvent piraté et des fichiers disparaissent. Ces derniers devraient refaire leur apparitions une fois que le webmaster aura été avertie. Au moment ou nous écrivons ces lignes nous n’avons toujours rien trouvé sur le site internet du fabricant, hors mi l’étude de 1992 (en anglais).

Analyse de l’étude de 1992 : (de nombreuses erreurs méthodologiques, pas de capteur de puissance fiable)

Un des obstacles à toute étude est que celle ci est faite sans groupe placébo (test avec un gadget inutile pour évaluer l'impact pshychologique), et surtout que le test avec les plateaux harmonic est fait trop peu de temps après le test avec plateau rond, seulement 2 jours après. Si on test un groupe de personne sur un effort maximal et qu’on recommence 2 jours après le même test sans rien changer du tout au matériel et au protocole on observe quasi systématiquement une amélioration des performances lors du 2ème test.

Lorsque nous lisons l’étude de 1992, nous constatons que d’après les mesures de PMA furent de 299 watt avec pédalier rond et 312 avec pédalier Osymétric, soit un gain de 4.34 % et non 10 %. Concernant la puissance au seuil elle était effectivement plus élevée de 10%. Mais ces estimations de la puissance au seuil ne sont pas du tout fiable. On sait aujourd’hui que les mesures du seuil anaérobie avec la méthode de mesure de l’acide lactique et du débit respiratoire ne sont pas fiable. Par exemple lorsqu’on mesure la lactatémie on la mesure dans le sang, au niveau du lobe de l’oreille ou dans le doigt. Or on ne mesure pas le PH dans les cellules musculaires, car c’est bien cela qui nous intéresse, quand le coureur à mal aux jambes, c’est bien au niveau des muscles qu’il ressent une acidose et non au niveau du liquide sanguin. Un test d’effort maximale sur 20 minutes aurait été plus judicieux pour voir si la puissance moyenne était vraiment supérieure.

Il y a un autre problème avec ces 1er test car ils sont effectués en laboratoire et les conditions de pédalage sont différentes. Qui n’a pas ressenti la sensation étrange du pédalage sur home trainer, les jambes sont facilement douloureuse ! Une des principales raison de la douleur qu’on éprouve sur home trainer à puissance égal sur route, tiens au fait que sur route l’inertie du cycliste en mouvement et des 2 roues va permettrent de faciliter le pédalage et de se décontracter plus facilement. Sur route, les forces appliqués sur les pédales sont moins constante et cela favorise la performance en permettant relâchement musculaire et irrigations des tissus. Sur home trainer vous n’avez que l’inertie de la roue arrière pour vous aider dans le mouvement et vous devez réellement accompagner les pédales tout au long de la rotation. Cela à pour conséquence une plus grande difficultés car moins de relâchement musculaire, une irrigations plus délicates des muscles. Bref, des plateaux ovales ont bien plus de chance de vous aidez sur home trainer que sur route.

Sur cette étude les responsables on eut la très bonne idée de faire des tests contre la montre sur route  avec plateau rond et harmonic pour au final arrivée à la conclusion que les plateaux ronds ne permettait pas d’aller aussi vite. L’écart de puissance estimé était de 6%. La encore, nous mettons plusieurs bémols à cette conclusion car les cadences de pédalages ont été imposés à 80 tr/m, ce qui n’est pas la cadence optimale d’un effort en contre la montre. De plus les 2 tests sont effectués dans la journée, un le matin et l’autre l’après midi. Il faut savoir que la majorité des cyclistes sont plus performant sur un effort contre la montre l’après midi, et que la séance du matin constitue pour un groupe de cycliste bien entraîné un effort non épuisant auquel ces derniers vont vite s’adapter. Et enfin, sur le test de l’apm, les fréquences cardiaques sont nettement plus élevés, confirmant ainsi que les coureurs étaient nettement plus en mesure de produire un effort supérieur l’après midi. La différence de fréquence cardiaque est importante de 2 à 9 pulsations en plus. Si les temps ont été meilleurs avec le plateau harmonic, il faut se poser la question de savoir si cela ne provient pas justement du fait que les cyclistes étaient en mesure de mieux exploiter leur potentiel l’après midi, car ce n’est certainement pas l’utilisation des plateaux qui permet d’accélérer la FC. Il est probable que lors du test matinal, les cyclistes n’étaient, pour ainsi dire, « pas débloqué » et que leur échauffement ne leur a pas permis de se mettre à 100% de leur possibilité, ce qui expliquerait cette différence important de la FC.

Cette étude nous à laisser sur notre faim. Les moyens de l’époques n’étaient pas ceux d’aujourd’hui, les connaissances en matière d’entraînement et de protocole de test non plus. Nous avons donc voulu tester ces plateaux car nous sentons qu’il y a malgré tout des choses cohérente dans cette démarche, car sur le principe, il faut l’admettre l’idée de réduire la résistance au moment ou la force motrice est plus faible (point mort haut et bas) n’est pas dénué de bon sens.

Ces plateaux sont très différents des autres modèles existants, car lorsque vous pédalez avec ces plateaux, il vous sera plus facile de franchir les points mort haut et bas, alors qu’a l’inverse vous allez passer plus de temps dans la phases motrices de poussée.

Voici donc ce que nous avons fait :

Nous avons monté 2 plateaux sur un vélo : un rond et un osymétric Puis nous avons fait 2 tests quasiment identique sur home et sur route. Nos tests étaient les suivants :

Après échauffement : test de FC à puissance 300 watt, puis enchaînement de sprints de 7 secondes avec récupération 200 watt de 1’50’’, et nous avons alterné à chaque fois un sprint avec plateau rond et un sprint avec plateau harmonic. L’idée était ainsi de voir si les sprints allaient être plus efficace avec tel ou tel plateaux.

Les résultats sont les suivants :

Sur home trainer, il est vrai que la sensation de confort musculaire est grandement amélioré, mais sur route, nous n’avons pas ressenti de différence de confort mais juste une impression de pédalage modifié. Peut être aurions nous du faire un test de temps limite sur home trainer pour voir si ce confort se vérifie sur un effort poussé à l’extrême.

Les valeurs de fréquence cardiaque sont identiques à la pulsation près (148) sur home trainer comme sur route a une puissance de 300 watt (75 % de PMA). Les résultats des sprints sont légèrement meilleur avec les plateaux rond. Nous avions également pris soin de faire un sprint à l’issue du test de 300 watt pour voir si les plateaux Osymétrique pouvaient réduire la fatigue neuro musculaire. Mais là encore le sprint sur plateau rond était légèrement supérieur.

Peut être n’étions nous pas assez habitué à ces plateaux pour en tirer profit ? Toutefois, si notre rendement s’était détérioré avec ces plateaux, la FC n’aurait probablement pas été la même. Il y a peu de chance que l’apprentissage moteur nous ai perturbé.

Notre test n’a aucune valeur scientifique au regard des normes (groupe placébo, nombre de coureurs testés... etc), mais l'étude de Barani ne répond pas non plus aux critères de publications scientifiques. Nous ne sommes pas des scientifiques, mais des entraîneurs de terrain suivant au plus près la science. Or, lire les études scientifique n’est pas toujours suffisant.

Et justement, que nous dit la science ? Plusieurs études existent en fait sur ces plateaux, elles ont été effectué par des laboratoires indépendants dans différentes universités en science et technique des activités physique et sportive. La toute dernière étude publié que nous avons trouvé date de 1998 (1) , elle nous dit ceci :

 Objectif. - Afin d'harmoniser les contraintes du pédalage (atténuer les points morts haut et bas), un plateau non circulaire dit  Harmonic a été proposé. Cette étude a pour objet d'apprécier les répercussions bioénergétiques de ce type de plateau au cours d'un exercice musculaire sur bicyclette. Méthode. – La population d'étude est composée de 13 cyclistes de niveau régional. Chaque sujet a réalisé deux épreuves maximales: l'une avec un plateau rond, l'autre avec le plateau Harmonic de même denture (52 dents). Elles ont été effectuées sur cyclosimulateur par palier de 2 minutes 30 secondes. Les vitesses (km.h-1) et les pentes (%) ont été respectivement les suivantes: 28-2; 30-2; 35-2; 37,5-2; 40-2; 40-3; 42,5-3. La consommation d'oxygène, la ventilation et la fréquence cardiaque ont été mesurées en continu et la lactatémie lors des 30 dernières secondes de chaque palier. Résultats. - Quelles que soient la vitesse et la pente, il n'existe aucune différence significative pour la consommation d'oxygène, la ventilation, la fréquence cardiaque et la lactatémie entre les deux plateaux. Conclusion. - Si le plateau Harmonic est censé atténuer les points morts haut et bas, il ne permet donc pas une moindre dépense énergétique durant un exercice musculaire.

 Cette étude à aussi le défaut de ne pas posséder d’un système de mesure de la puissance aussi fiable que les SRM ou POWERTAP.

D’autres études antérieures (5,6,7) étaient déjà arrivés à la même conclusion, à savoir que les plateaux non circulaire harmonic, et ou, ovalisés Biopace n’apportaient pas d’amélioration de la performance. 

Une autre étude (non publié 3) a été conduite sur ces plateaux, elle date de 1996 et elle est conduite par le même docteur que celui de l’étude de 1992 publié sur le site internet d’Osymétric. Cette étude conclu une réduction de la consommation d’oxygène pour des efforts supérieurs à 70 % de PMA avec les plateau harmonic.

Une étude de Frédéric Grappe (4) ne rapporte pas ces bénéfices, mais seulement un pic de puissance supérieur en sprint sans que cela se répercute sur la vitesse maximale du sprint. Pour ce même Frédéric Grappe, « ces plateaux peuvent parfois améliorer les performances, mais cela reste à démontrer sur un grand nombre d’individus, car pour le moment les meilleures performances sont toujours obtenue avec des plateaux rond y compris pour des sédentaires » (10)

 D’autres études (5, 6) se sont même intéressés à la mesure de l’électromyographie (EMG) (niveau d’activité des muscles pendant le pédalage. Ces dernières arrivent à la conclusion que les pédaliers ovales ne changent pas de manière significative le tracé de l’EMG.

Bref, les différentes études qui existent sur ce sujet sont loin des promesses annoncés par les constructeurs. La plupart des études sont faites après 1992, après l’étude de Barani 1992 Itops, probablement par curiosité et pour évaluer les conclusions obtenue de cette 1ere étude.

Après tout, les études ne parviennent pas toujours à mettre en évidence  ce qu’on veut prouver. Pourtant de nombreux sportifs de haut niveau et amateur sont adeptes de ces pédaliers, et cela en dépit des études peu concluantes. Est ce le pouvoir du marketing ou bien les coureurs en sont il vraiment satisfait et parviennent à exploiter ce que les études ne peuvent pas mettre en évidence ?

Nous avons donc recherché quelques utilisateurs de ces pédaliers.

L’ancien cycliste Bobby Julich en était un adepte. Rappelons au passage qu’il a terminé 3ème du Tour de France 1998, et qu’il n’avait pas encore ses plateaux non circulaires. S’il avait gagné 10% de puissance, n’aurait il pas devancé Lance Armstrong lors de la suite de sa carrière. Même 5 % de puissance en plus aurait du lui permettre de progresser et de rééditer sa performance du Tour de France 1998. Alexandre Vinokourov à utiliser ces plateaux, à plusieurs reprise mais les a rapidement abandonnés. Il reste un grand nombre de triathlète élite qui utilise ses plateaux. Parmi ceux ci nous en connaissons un qui a participé 8 fois à l’Embrunman, dont 3 éditions avec les plateaux osymétric. Qu’en est il de ses temps ? Si on prend ses 3 performances avec plateaux rond réalisés entre 2001 et 2004 et qu’on les compare à ces 3 dernières performance de 2007 à 2009 avec plateau osymétric on observe un gain moyen de 3’ sur les 188 km du circuit. Toutefois, sur ce parcours très accidentés nous devons tenir compte du poids des vélos qui est passé de 8.5 kilos à 6.5 kilos en 2009. Cela représente un gain d’environ 2 à 4’ sur les 3600 m de dénivelé que comporte ce parcours. Pour nous il est claire que les performances de ce triathlète élite ne se sont pas améliorer avec les plateaux osymétric Elles ne se sont pas détériorés non plus, et les temps réalisé sur les marathons qui ont suivi ne sont pas non plus très différents. En ce qui concerne les utilisateurs amateur « non sponsorisés » avec lesquels nous avons pu en parler, les avis sont très partager. Certains y trouvent un confort et utilisent ces plateaux depuis plusieurs années. D’autres n’ont pas vu de différence dans leur performance, mais juste une modification de leur perception du pédalage. Les gains de 10 % de puissance n’ont jamais été confirmé par tous les utilisateurs que nous avons contactés. Mais certains apprécie ces plateaux et ne souhaitent pas revenir en arrière, et nous aurions tord des les en dissuader car ils ont pris l’habitude de ce pédalage et y sont attaché.

Le mythe du méchant point mort haut et bas !

Ce n’est pas parce qu’on n’est pas en mesure d’appliquer de la force lors des passages des point morts haut et bas dans le cycle de pédalage que cela soit un problème. Pour reprendre l’exemple du pédalage sur home trainer, le passage de ces points haut et bas est très pénible car le peu d’inertie de la roue arrière oblige à produire plus de force pour passer ses points. Or, les puissances atteintes sur home traîner chez des cyclistes sont toujours plus faible que sur route. Cela a été mi en évidence par Vincent Villérius (9) en 2006 alors qu’il travaillait pour l’équipe Cofidis en tant qu’entraîneur et expert des capteurs de puissance. Le passage des points haut et bas permet un relâchement musculaire indispensable à l’irrigation et la récupération du muscle. Cette particularité du home trainer explique en partie les fortes différences de puissance observées avec les performances sur route.

 Le rendement musculaire

Aujourd’hui si l'on souhaite optimiser le rendement musculaire dans le pédalage il nous faudrait parvenir à exploiter l’énergie élastique du tissus musculaire comme en course à pied ou la phase de rebond permet un étirement du muscle avant la contraction, et donc plus de puissance. En cyclisme, nous n’avons pas la possibilité de mettre le quadriceps dans une situation d’étirement rapide pour profiter de son énergie élastique. Peut être faudrait il inventer un mode de mouvement qui n’aurait rien à voir avec le pédalage pour vraiment sentir la différence… Quoi que, en y regardant de plus près, le mollet et l’articulation de la cheville soient en mesure de jouer ce rôle d’élastique lors des passages haut et bas. Pour Frédéric Grappe, toute la maîtrise du pédalage passe par cette utilisation de l’articulation de la cheville et dont les mollets et jambiers antérieurs conditionnent toute la réussite du geste

Notre conclusion : 

Pour le moment, aucune étude bien conduite n’a pu mettre en évidence les gains en terme de performance. Les performances en compétition des utilisateurs ne sont pas significativement supérieures avec plateaux rond ou ovalisés. Il est possible que dans certaines configuration d’effort ces plateaux soient bénéfiques, notamment en VTT ou dans les portions très raide, il est important d’appliquer un couple constant sur la roue arrière pour que celle ci adhère parfaitement. Toutefois, le propre du spécialiste en VTT est justement de sentir et d’adopter le pédalage fluide et sans a coup qui permet de transmettre le maximum de puissance sur la roue.

Les performances ne sont pas détériorés par l’utilisation de ces plateaux. Il n’a cependant pas été possible d’évaluer l’impact de ces plateaux sur la fatigue. Il est possible que dans le cadre de certains efforts intenses la temps de soutien de l’effort soit légèrement augmentés, mais cela reste à démontré. Nous adoptons la même position que Frédéric Grappe (10) sur ce sujet, à savoir, que pour le moment, l’entraînement technique permet d’acquérir une technique de pédalage intelligente qui s’adapte au besoin de l’effort et que le passage des point mort et bas n’est pas un ennemie du cycliste. Le véritable facteur limitant au pédalage c’est de parvenir à associer une phase de poussé et de traction et un passage des points mort par flexion et extension du pied sans effort.

 

Bibliographie

(1) Barani Didier : Aérobic métabolisme évolution comparative study on bicyle equiped with non circular or circular chain wheel.

(2) RATEL S et col Comparaison des données bioénergétiques observées lors d'un exercice musculaire sur bicyclettes équipées de plateaux rond ou « Harmonic » Laboratoire de physiologie de la performance motrice, UFR STAPS, université Blaise-Pascal, BP 104, 63172 Aubière, France

(3 non publié) Barani F 1996, Performance et dépense énergétique chez 20 cyclistes entrainés : effet d’un plateau non circulaire., Université de Besançon DEA STAPS

(4) Frédérique Hintzy, Alain Belli, Frédéric Grappe and Jean-Denis RouillonOptimal pedalling velocity characteristics during maximal and submaximal cycling in humans

(5) HULL et al, Physiological response to cycling with both circular and noncircular chainrings, Medicine & Science in Sports & Exercise, 1992

(6) L. K. Cullen et al, Efficiency of Trained Cyclists Using Circular and Noncircular Chainrings, Int J Sports Med 1992; 13: 264-269

(7) SC Henderson, RW Ellis, G Klimovitch, GA … - Medicine and science in sports, 1977The effects of circular and elliptical chainwheels on steady-rate cycle ergometer work efficiency.

(8) W Bertucci, S Duc, V Villerius, JN Pernin, F … - International journal of sports medicine, 2005 Validity and Reliability of the PowerTap Mobile Cycling Powermeter when Compared with the SRM Device. 

(9) Vincent VILLERIUS - Chatenay Malabry – 2006 - Le capteur de puissance à l'entraînement et en course. Colloque des entraîneurs et CTS de la FFC.

(10) Cyclisme et optimisation de la performance: sciences et méthodologie de l'entraînement

De Frédéric Grappe - Publié par De Boeck Université, 2005 - ISBN 2804148947, 9782804148942

Sébastien DUC  - ANALYSE DE L’ACTIVITE MUSCULAIRE DU PEDALAGE EN

RELATION AVEC LA PERFORMANCE EN CYCLISME 2005 - UNIVERSITE DE FRANCHE-COMTE Unité de Formation et de Recherche en Sciences et Techniques des Activités Physiques et Sportives

 

 

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Comments

  1. Bonsoir, je voudrais savoir comment la tension de la chaine est elle compensée au vue de la forme “ovale” du plateau? Cordialement

    1. Euh, je n’ai pas très bien compris la question… mais si je devine bien, vous voulez savoir si la chaine subie des contraintes supplémentaires. Oui, elle doit “déguster” un peu plus, mais pas tant que cela en fait, car même avec un pédalier rond la tension de la chaîne n’est pas constante du tout.
      C’est au niveau du dérailleur avant que c’est galère, je ne sais pas comment se débrouille les mécano, mais il faut que le matériel soit impeccable, pas le moindre défaut.

      1. Je rebondis sur ce que tu ajoutes sur le dérailleur. Sur le dérailleur avant, en fait, c’est plutôt simple de résoudre le problème. La hauteur de fourche du dérailleur est juste un peu plus grande que sur un vélo classique.
        Par contre, si je ne me trompe pas, la longueur du périmètre d’engrènement du plateau avant varie est il semble logique que le dérailleur arrière soit obligé de faire des aller-retours… à moins évidemment que le concepteur du plateau ait résolue le problème en dessinant un plateau qui garde un périmètre d’engrènement constant…et donc le dérailleur ne doit pas “retendre” la chaîne au cours d’un cycle de pédalage…

        Article intéressant en tout cas, même si certains coureurs ne seraient pas d’accord. L’impact psychologique est peut-être vraiment important, surtout dans un sport qui se joue beaucoup au mental dans les derniers kilomètres.

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