Vélo Physique Physiologique
Mise  à jour du 2020/09/09 Site créé par Christian Auzet Contact : christian.auzet@gmail.com
Bas
Accueil : Présentation du site Présentation succincte du site Mode d’emploi du site Périmètre de l’étude Vie du site : ce qui est fait, ce qu’il reste à faire
Présentation succincte du site Ce site est la vitrine d’une étude. Il est dédié à l’étude de l’avancement de vélos mus (en totalité ou en partie) par la puissance musculaire humaine. Sa finalité est de présenter des résultats de calculs (beaucoup de résultats) essentiellement sous forme graphique. Le lecteur doit s’attendre à lire et à consulter (voire analyser) de nombreuses courbes de type mathématique. Toutefois des explications sont fournies sur la manière dont ces courbes ont été élaborées. Ces courbes donnent en particulier la vitesse du cycliste, le temps mis pour parcourir un trajet, ainsi que la puissance développée, la cadence de pédalage, le braquet utilisé, le travail effectué et la fatigue du cycliste. Ces courbes sont les résultats de calculs qui font appel à des relations mathématiques de type physico-mécanique d’une part et de type physiologique d’autre part. Plus précisément, les relations physiques qui permettent de calculer les différentes puissances de résistance à l’avancement (gravité, aérodynamisme, frottements, etc…) et les relations physiologiques qui permettent de calculer la fatigue accumulée (déduite du réseau de courbes de fatigue, dont fait partie la courbe de puissance record du cycliste) pendant la durée du trajet en choisissant un braquet adapté. Ces courbes sont générées par un même programme informatique, et correspondent à des paramètres différents d’entrée du programme. Ainsi, chaque cas présenté correspond à un «run» différent de ce programme, selon les paramètres d’entrée choisis. De fait, comme le programme comporte une centaine de paramètres d’entrée, ces courbes de résultats sont potentiellement nombreuses.  Elles correspondent à ceux des cas étudiés, qui ont été sélectionnés pour être présentés sur ce site, car ils ont un sens en répondant de manière chiffrée à une interrogation ou un besoin de précision. Le lecteur trouvera ces cas étudiés à l’aide de la barre de navigation qui structure le site, et qui renvoie vers les pages correspondantes situées à des niveaux inférieurs. Ces pages constituent l’essentiel du contenu du site, et en sont la finalité. En outre, quelques pages de présentations (du site, des modélisations retenues, de la programmation effectuée, des cas étudiés) figurent également sur le site, appelées par l’onglet «Présentations».
Mode d’emploi du site La barre de navigation permet d’atteindre directement toutes les pages de résultats, à l’aide de ses sous onglets. Les titres des cas étudiés étant trop longs, seuls leur numéros des pages apparaissent dans la barre de navigation. Pour ne pas découvrir les cas étudiés au hasard, il est conseillé de lire d’abord le sommaire, situé dans les présentations, afin de savoir où se trouvent les cas présentés. Chaque page de résultats est construite de la même manière (réalisation et lecture facilitées) : En entête, un rappel du chemin qui a conduit à ce cas étudié, avec son titre détaillé A gauche, dans l’encadré orange, la liste des variables utilisées en entrée du «run» A droite, dans l’encadré orange, les conditions, invariants et situation des paramètres fixes pour le «run» Dans le premier encadré blanc, les valeurs exactes de ces variables En suivant, les courbes de résultats avec leurs explications. Fondamentalement, 2 types d’étude sont faites selon le type de trajet choisi : un seul tronçon de route ou chemin avec des paramètres constants un trajet comportant plusieurs tronçons, dont chacun avec des paramètres constants Pour une étude à un seul tronçon, on trouve les 8 graphes suivants : En première ligne : la vitesse, le temps mis pour parcourir un tronçon, la fatigue du cycliste et les différences de temps entre courbes En deuxième ligne : la cadence de pédalage, le braquet utilisé, la puissance développée, le travail effectué. Avec les mêmes abscisses des courbes et les mêmes paramètres des courbes Ces 8 graphes sont déclinés autant de fois que de caractéristiques présentées du tronçon en question Pour une étude à un trajet plusieurs tronçons, on trouve d’abord les 8 graphes suivants : En première ligne : la vitesse moyenne, le temps total sur le trajet, la fatigue du cycliste et les différences de temps entre courbes En deuxième ligne : la cadence moyenne de pédalage, le braquet moyen utilisé, la puissance moyenne développée, le travail effectué. Avec les mêmes abscisses des courbes et les mêmes paramètres des courbes Ensuite, on trouve le détail pour chaque tronçon des vitesses, des temps, des fatigues, des cadences de pédalage, des braquets, des puissances Enfin, se trouvent les conclusions à retenir de la page de résultats du cas étudié. Les graphes des courbes sont standardisés, car issus d’un programme unique de calcul et d’édition, ce qui en facilite la lecture. Pour les lecteurs qui veulent en savoir plus sur le pourquoi, quoi, quand, comment de ce site, des explications générales pour appréhender ce site sont fournies dans des pages accessibles grâce à l’onglet «Présentations» qui est le seul est le seul onglet à ne pas conduire à un cas étudié. Le sommaire du site est également accessible par ce chemin.
Périmètre de l’étude Le périmètre de l’étude est caractérisé par les phénomènes pris en compte, les variables retenues, les résultats recherchés. Les phénomènes suivants sont pris en compte dans les calculs : Phénomènes physiques o Gravitation o Résistance de l’air (dont vent de travers, effet de l’aspiration en peloton) o Résistance de frottement ou roulement terrain / cycle o Résistances internes au cycle o Résistance due aux variations de vitesse (accélération, décélération) o Limitations de vitesse ou de puissance (virages, ralentissements, freinage, roue libre) Phénomènes physiologiques o Efforts dus aux limites de la gamme de braquet (forte montée et forte descente) et choix de braquets o Efforts du cycliste pour maintenir la position et la vigilance (mouvements parasites) o Fatigue selon le Profil de puissance record du cycliste et puissances en résistance et en sprint o Influence de l’âge et de l’entrainement o Habileté du cycliste dans les conditions de virage, d’aspiration, de chemins, o Adaptations du cycliste à la température, l’humidité, l’altitude, la pluie, la nuit o Ultra résistance et récupération Phénomènes hors périmètre des calculs o La préparation, l’entrainement, la nutrition des cyclistes o Les paramètres purement médicaux (VO2max, analyse sanguine) o L’observation dynamique en temps réel de la randonnée o Les équations de stabilité du vélo o La biomécanique du pédalage Les variables retenues pour les calculs sont les suivantes : Cycliste o caractérisé par le poids, l’aérodynamisme, les puissances en sprint et en endurance, la récupération, … et catégorisé en coureur élite ou amateur, cyclotouriste, cycliste urbain Cycle o caractérisé par le poids, l’aérodynamisme, les suspensions, les roues, les pneus, … et catégorisé en vélo de course ou de cyclo cross, VTT, tandem, vélo horizontal, VAE équipés … Peloton o décrit par sa composition en cycles et cyclistes, sa dynamique des relais et catégorisé en cycliste solitaire ou menant le peloton, cycliste abrité, équipe, peloton divers, … Tracé des parcours o modélisés par segments caractérisés par les distances, les pentes, les virages, …, et catégorisés en tronçon unique, parcours plats ou montagneux, … Revêtements o caractérisés par le type de sol (dur, sableux, argileux, pierreux), … et catégorisés en piste, route, pavé, cyclo-cross, tout terrain, tout chemin… Conditions météorologiques o caractérisées par le vent, la température, l’atmosphère, les intempéries, … o et catégorisées en été, hiver, pluie, neige, venteux, … Les cas potentiellement digne d’étude sont nombreux car ils découlent de calculs qui prennent en compte en entrée différentes valeurs données à de nombreuses variables (ou paramètres). Les résultats recherchés sont parmi les suivants : Évaluation de cyclistes Comparaison de matériels (vélo, accessoires) Influence de la météo Importance de la voie (profil, virages, revêtement) Comparaison de parcours Situations diverses (suivre un peloton, brevets d’endurance) Courses
· · · · · · · · ·
Vie du site : ce qui est fait, ce qu’il reste à faire Afin de présenter le site dans sa version finale et complète, il fallait réaliser les actions suivantes : 1 Rechercher les études existantes avec des résultats chiffrés 2 Définir les phénomènes essentiels et les autres par ordre d’influence sur la précision des résultats 3 Sélectionner et créer les équations pertinentes en regard des phénomènes sélectionnés 4 Élaborer une architecture la plus simple et complète possible prenant en compte ces équations 5 Programmer les équations respectant l’architecture et les contraintes de mémoire et temps de calcul 6 Choisir les cas à étudier et effectuer les «runs» de calcul de la programmés 7 Publier sur le web les résultats obtenus sur ces cas 8 Fournir les présentations et explications pour comprendre les ressorts du site Les actions suivantes sont a priori terminées : 1,2,3,4,5. Je ne reprendrais ces actions, pour correction à la marge,  que si je prends connaissance d’un phénomène important que j’aurais négligé, et que je rajouterais au système de calcul. Les actions 6 et 7 correspondent aux cas présentés dans le sommaire. Cependant, j’ai en projet d’autres cas à étudier que ceux indiqués au sommaire, dont il faudra effectuer les actions 6 et 7 pour ces autres cas : les «runs» et la publication sur le web. L’action 8 est présentée à minima, nécessaire pour utiliser le site et comprendre les résultats. Cependant, il est nécessaire d’avoir plus d’informations pour comprendre le détail des calculs et de la programmation. J’ai donc en projet de fournir plus d’explications sur : Le détail de la modélisation, des formules, des précisions attendues, des références. Les spécificités, l’organisation, les hypothèses et les outils de construction du programme élaboré. Cela me permettra de mettre au propre tous mes brouillons. En résumé, le plus gros du travail est fait, et sa publication permettra de tester l’intérêt qu’il peut susciter.
Conclusions La barre de navigation permet d’atteindre directement toutes les pages de résultats, lesquelles montrent essentiellement des courbes. Ces courbes, présentées de la même manière, sont générées par un même programme informatique. Afin de mieux choisir les résultats souhaités, il est conseillé de lire d’abord le Sommaire, situé en page 013. La publication de ces résultats permettra de tester l’intérêt qu’ils peuvent susciter.
0 Présentations      01 Présentation du site 011 Accueil et Index
Christian AUZET christian.auzet@bbox.fr