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COMPARAISON DES PUISSANCES MECANIQUES MESUREES
PAR TROIS TYPES DE WATTMETRE MOBILES
ETUDE PRELIMINAIRE
Duc S.1,3, Bertucci W.1,2, Grappe F. 1,3
1 Laboratoire FEMTO-ST (UMR CNRS 6174) - Département de Mécanique Appliquée, Université de Franche-Comté, Besançon (France)
2 Laboratoire d\'Analyse des Contraintes Mécaniques - EA 3304 LRC CEA / UFR STAPS, Université de Reims Champagne-Ardenne, Reims (France)
3 Cellule Performance de la Fédération Française de Cyclisme
Introduction
De nombreux cyclistes et entraîneurs utilisent de nos jours la Puissance Mécanique (Pm) au lieu de la fréquence cardiaque pour déterminer et contrôler l’intensité des séances d’entraînement. Cette variable peut être estimée à partir d’un modèle mathématique ou mesurée directement avec un wattmètre monté sur le vélo d’un cycliste. Depuis la fin des années 90, plusieurs wattmètres mobiles (par exemple : SRM, POWERTAP, ERGOMO) sont disponibles sur le marché. La puissance mécanique est mesurée à partir de jauges de contrainte, localisées dans le pédalier (SRM) ou dans le moyeu de la roue arrière (POWERTAP), ou à l’aide de capteurs optoélectroniques situés dans l’axe du pédalier (ERGOMO). Le pédalier SRM est considéré actuellement comme le meilleur système pour mesurer la puissance mécanique d’un cycliste (Lawton EW. et al.1999, Gardner AS. et al. 2004). Deux études récentes (Gardner AS. et al. 2004, Bertucci W. et al. 2005) ont néanmoins démontré que le moyeu POWERTAP est aussi un système de mesure valide et reproductible. En revanche, la validité et la reproductibilité de l’axe ERGOMO n’ont, à notre connaissance, jamais fait l’objet d’une publication scientifique. L’objectif de cette étude préliminaire est de comparer les puissances mécaniques mesurées avec ces trois wattmètres mobiles.
Méthode
Un cycliste masculin licencié en catégorie régionale à la Fédération Française de Cyclisme a participé volontairement à cette étude (âge : 27 ans, taille : 1,80 m, masse corporelle : 66 kg). Le sujet a réalisé 8 fois la même batterie de tests qui comprenait un test incrémental (palier de 3 min), un test rectangulaire de 30 min et 1 sprint de 7 s (départ arrêté en position assise). Les deux premiers tests ont été réalisés sur un tapis roulant motorisé (Techmachine, Andrézieux-Bouthéon, France, largeur : 1,80 m, longueur : 3,80 m) tandis que les sprints ont été accomplis sur un home-trainer Cateye (Osaka, Japon). La combinaison de 3 pentes (2,4 et 6%), de 2 vitesses (15 et 25 km.h-1) et de 3 braquets (39/15, 39/19 et 39/21) lors du test incrémental nous a permis d’étudier les plages de la Fréquence de Pédalage (fp) comprises entre 48 et 122 trs.min-1. Lors du test rectangulaire, le tapis roulant était incliné à 2%, la vitesse était fixée à 25km h-1et le braquet utilisé était de 39/16. Le braquet employé lors du sprint était de 53/18. Le vélo du sujet était équipé d’un pédalier SRM (modèle scientifique), d’un axe de pédalier ERGOMO et d’une roue arrière munie d’un moyeu POWERTAP (modèle pro). Chaque système a été calibré avant chaque test selon les recommandations du manufacturier. La Pm et la fp ont été enregistrées par chaque wattmètre toutes les secondes.
Le test non paramétrique de Kruskal-Walis a été utilisé pour tester l’effet du type de wattmètre sur la Pm au cours de chaque palier du test incrémental, lors du test rectangulaire et
lors du sprint. Les effets de la fp sur la Pm lors du test incrémental, et du temps sur la Pm lors du test constant, ont été évalués pour chaque wattmètre à l’aide du test non paramétrique de mesures répétées de Friedman. Pour vérifier la reproductibilité des mesures lors des tests incrémentaux et constants, le coefficient de variation (CV) de la Pm a été calculé pour chaque wattmètre. Le niveau de significativité a été fixé à p < 0,05 pour tous les tests.
Résultats
La Pm moyenne mesurée lors du test incrémental avec l’ERGOMO (241 ± 13 W) est significativement plus élevée que celles du SRM (228 ± 6 W) et du POWERTAP (217 ± 6 W). La Pm moyenne mesurée lors du test constant de 30 minutes avec l’ERGOMO est supérieure de 4,5% à celle du SRM (p < 0,05) et de 13,1% à celle du POWERTAP (p < 0,05). Les valeurs maximales de Pm obtenues lors des sprints ne sont pas significativement différentes entre les 3 wattmètres : 832 ± 128, 819 ± 48 et 805 ± 39 W, respectivement. La fp n’influence pas la mesure de la Pm quel que soit le type de wattmètre. Nous n’avons pas observé de dérive en fonction du temps de la Pm lors du test constant de 30 min.
Condition
2% 15 km/h
2% 25 km/h
6% 15 km/h
4% 25 km/h
6% 25 km/h
SRM
103 ± 4 W
177 ± 8 W
236 ± 5 W
285 ± 9 W
400 ± 6 W
ERGOMO
106 ± 9 W
183 ± 15 W
257 ± 9 W a
299 ± 16 W
421 ± 14 W
POWERTAP
96 ± 2 W bc
163 ± 6 W bc
227 ± 3 W c
270 ± 9 W c
388 ± 6 W c
Comparaison des puissances mécaniques obtenues avec les 3 wattmètres lors du test incrémental.
a, b, c différences significatives respectivement entre SRM et ERGOMO, SRM et POWERTAP et
ERGOMO et POWERTAP
Bien que les différences ne soient pas significatives, le CV des mesures de Pm obtenues avec l’ERGOMO (5,9%) est supérieur à celui du SRM (3,4%) et du POWERTAP (3%).
Conclusion
Si nous considérons le pédalier SRM comme la référence, nous pouvons alors dire que la Pm est surestimée de 5% par l’ERGOMO. Cette différence peut être due à la technologie de l’ERGOMO puisque seule la puissance développée par le membre inférieur gauche est mesurée. Les mesures obtenues par ce système sont donc influencées par les asymétries de couple de pédalage qui ne sont pas négligeables chez certains sujets. En revanche, la Pm est sous-estimée de 6% par le POWERTAP. Cette différence est liée à la part de la puissance mécanique (2 à 4%) qui est dissipée par friction au niveau de la chaîne.
Bibliographie
Bertucci (W) et al. – Validity and reliability of the Powertap mobile cycling powermeter when compared with the SRM device. Int J Sports Med, 2005, vol.26, pp. 868-873.
Bland (JM) and Altman (DG) – Statistical methods for assessing agreement between two methods of clinical measurement. Lancet, 1986, vol.1, pp.307-310.
Gardner (AS) et al. – Accuracy of SRM and Powertap power monitoring systems for bicycling. Med Sci Sports & Exerc, 2004, vol.36, n°7, pp.1252-1258.
Lawton (EW) et al. – Validation of SRM power cranks using dynamic calibration. Fifth IOC World Congress, Oct 31-Nov 5, 1999, Sydney: International Olympic Committee, 1999.
Paru dans : 4èmes Journées Internationales des Sciences du Sport les 28-30 novembre 2006, Actes.- Edition INSEP, 139-140

Scientifiquement c\'était pas possible de mesurer la puissance réelle, pour comparaison avec ces trois capteurs ?

Sinon ce sont de bons outils, pas de valeurs trop discordantes.

Forza!!! écrit:

Scientifiquement c\'était pas possible de mesurer la puissance réelle, pour comparaison avec ces trois capteurs ?

Sinon ce sont de bons outils, pas de valeurs trop discordantes.

Pourquoi ?

Selon moi il n\'est pas possible de mesurer la puissance réelle. Pour le faire, il faudrait mesurer directement les forces et allongements en temps réel sur les muscles !

Et de toute façon, toute mesure d\'une grandeur est propice à modifier (de manière plus ou moins significative) la valeur de cette dernière.

J\'imaginais, comme c\'est notamment fait sur tapis roulant, qu\'en ayant la pente réelle, la vitesse réelle, le poids réel, on pouvait avoir un bon chiffre ?

Personnellement, je trouve assez inutile les débats sur la précision des système de mesure de puissance. Pour moi, le seul paramètre à analyser, c\'est la répétabilité de la mesure. En effet, le meilleur système est le système le plus stable qui permet de faire des comparaisons.

Lorsque l\'on utilise un capteur de pression l\'essentiel est de savoir l\'évolution de ses valeurs et non la valeur absolue de sa puissance.

rickyfirst écrit:

Personnellement, je trouve assez inutile les débats sur la précision des système de mesure de puissance. Pour moi, le seul paramètre à analyser, c\'est la répétabilité de la mesure. En effet, le meilleur système est le système le plus stable qui permet de faire des comparaisons.

Lorsque l\'on utilise un capteur de pression l\'essentiel est de savoir l\'évolution de ses valeurs et non la valeur absolue de sa puissance.

Je suis tout à fait d\'accord. J\'utilise un powertap avec mon vélo de route et un HT tackx Flow. Les deux ne donnent pas tout à fait les mêmes valeurs mais à force d\'utilisation j\'ai appris à connaitre pour chaque appareil les valeurs cibles de mon entrainement en matière de SV1, SV2 ou PMA par exemple. Après peu importe si ma PMA réelle est plus proche des 330 W (powertap) que des 350 W (Tackx Flow)

battaglin écrit:

rickyfirst écrit:

Personnellement, je trouve assez inutile les débats sur la précision des système de mesure de puissance. Pour moi, le seul paramètre à analyser, c\'est la répétabilité de la mesure. En effet, le meilleur système est le système le plus stable qui permet de faire des comparaisons.

Lorsque l\'on utilise un capteur de pression l\'essentiel est de savoir l\'évolution de ses valeurs et non la valeur absolue de sa puissance.

Je suis tout à fait d\'accord. J\'utilise un powertap avec mon vélo de route et un HT tackx Flow. Les deux ne donnent pas tout à fait les mêmes valeurs mais à force d\'utilisation j\'ai appris à connaitre pour chaque appareil les valeurs cibles de mon entrainement en matière de SV1, SV2 ou PMA par exemple. Après peu importe si ma PMA réelle est plus proche des 330 W (powertap) que des 350 W (Tackx Flow)

ce sont des valeurs relativement proches quand même, mais as tu pu tirer la quintescence de ces appareils pour t\'améliorer ??

et si oui comment (le garçon un peu naïf et pas très au couraant qui ressort là)

Phil.

Forza!!! écrit:

J\'imaginais, comme c\'est notamment fait sur tapis roulant, qu\'en ayant la pente réelle, la vitesse réelle, le poids réel, on pouvait avoir un bon chiffre ?

Dans ce cas tu mesures la puissance qui passe au sol, oui !
Mais quelle est celle développée par le coureur ? Quelles sont les pertes entre les pieds et le sol ?
Voilà ce à quoi je pensais.

Sinon, mon avis perso sur ce sujet, il est là :

Ricky a écrit:

Personnellement, je trouve assez inutile les débats sur la précision des système de mesure de puissance. Pour moi, le seul paramètre à analyser, c\'est la répétabilité de la mesure. En effet, le meilleur système est le système le plus stable qui permet de faire des comparaisons.

Lorsque l\'on utilise un capteur de pression l\'essentiel est de savoir l\'évolution de ses valeurs et non la valeur absolue de sa puissance.

battaglin écrit:

rickyfirst écrit:

Personnellement, je trouve assez inutile les débats sur la précision des système de mesure de puissance. Pour moi, le seul paramètre à analyser, c\'est la répétabilité de la mesure. En effet, le meilleur système est le système le plus stable qui permet de faire des comparaisons.

Lorsque l\'on utilise un capteur de pression l\'essentiel est de savoir l\'évolution de ses valeurs et non la valeur absolue de sa puissance.

Je suis tout à fait d\'accord. J\'utilise un powertap avec mon vélo de route et un HT tackx Flow. Les deux ne donnent pas tout à fait les mêmes valeurs mais à force d\'utilisation j\'ai appris à connaitre pour chaque appareil les valeurs cibles de mon entrainement en matière de SV1, SV2 ou PMA par exemple. Après peu importe si ma PMA réelle est plus proche des 330 W (powertap) que des 350 W (Tackx Flow)

J\'ai un Tack flow également et j\'ai pu constater qu\'il surestimait ma puissance d\'environ 10 %. J\'ai fais la comparaison par rapport à l\'ergocycle sur lequel je passe mes tests à l\'effort annuel.

J\'aime bien cette surestimation car cela me permeit de croire que je suis puissant

Fredhamster écrit:

rickyfirst écrit:

J\'ai un Tack flow également et j\'ai pu constater qu\'il surestimait ma puissance d\'environ 10 %. J\'ai fais la comparaison par rapport à l\'ergocycle sur lequel je passe mes tests à l\'effort annuel.

J\'aime bien cette surestimation car cela me permeit de croire que je suis puissant

Moi aussi j\'ai un tacx flow. Chez moi il surestime ma puissance de 30%... J\'ai l\'impression d\'être alberto contador quand je vois les chiffres qu\'il me donne... 4.9W au seuil sur mon HT ! Par contre quand je reviens sur route je redescend vite sur terre, avec près de 1.5 W/kg en moins...

Les 10 % sont pour un RPM de 90. Si tu es à 110 RPM ou 70 RPM, l\'erreur est plus grande. As tu calibré ton Tack Flow ?

Je règle également la puissance avec le frein.

rickyfirst écrit:

Je règle également la puissance avec le frein.

continuer vos conseille les gars ....
j\'ai reçu mon ...tacx flow ,le lendemain de ma chute ( voila + de 33 jours)
encore une quinzaine et je pourrais le sortir de la boite....enfin j\'espère

lulu écrit:

rickyfirst écrit:

Je règle également la puissance avec le frein.

continuer vos conseille les gars ....
j\'ai reçu mon ...tacx flow ,le lendemain de ma chute ( voila + de 33 jours)
encore une quinzaine et je pourrais le sortir de la boite....enfin j\'espère

Commence le montage maintenant car c\'est chiant à monter

philbon écrit:

battaglin écrit:

rickyfirst écrit:

Personnellement, je trouve assez inutile les débats sur la précision des système de mesure de puissance. Pour moi, le seul paramètre à analyser, c\'est la répétabilité de la mesure. En effet, le meilleur système est le système le plus stable qui permet de faire des comparaisons.

Lorsque l\'on utilise un capteur de pression l\'essentiel est de savoir l\'évolution de ses valeurs et non la valeur absolue de sa puissance.

Je suis tout à fait d\'accord. J\'utilise un powertap avec mon vélo de route et un HT tackx Flow. Les deux ne donnent pas tout à fait les mêmes valeurs mais à force d\'utilisation j\'ai appris à connaitre pour chaque appareil les valeurs cibles de mon entrainement en matière de SV1, SV2 ou PMA par exemple. Après peu importe si ma PMA réelle est plus proche des 330 W (powertap) que des 350 W (Tackx Flow)

ce sont des valeurs relativement proches quand même, mais as tu pu tirer la quintescence de ces appareils pour t\'améliorer ??

et si oui comment (le garçon un peu naïf et pas très au couraant qui ressort là)

Phil.

Bonjour Philbon,

Je ne sais pas si j\'ai pu en tirer la quintescence vu mes modestes moyens physiques mais je trouve que baser son entrainement sur la puissance et non plus sur la fréquence cardiaque permet de travailler plus qualitativement. Après les composantes de l\'entrainement restent les mêmes (Foncier, SV1, PMA, SV2, etc...) quelque soient les outils dont on dispose. Encore une fois ce ne sont que des outils, les posséder ne garantit pas que l\'on sache bien s\'en servir. J\'ai beaucoup tatonné au début pour trouver des exercices qui me conviennent pour travailler chaque domaine (n\'est pas Lionel Reynaud qui veut )
mais aujourd\'hui j\'ai mes repères, ce qui ne m\'empêche pas de continuer à toujours réfléchir pour tenter d\'améliorer les séances.

rickyfirst écrit:

battaglin écrit:

rickyfirst écrit:

Personnellement, je trouve assez inutile les débats sur la précision des système de mesure de puissance. Pour moi, le seul paramètre à analyser, c\'est la répétabilité de la mesure. En effet, le meilleur système est le système le plus stable qui permet de faire des comparaisons.

Lorsque l\'on utilise un capteur de pression l\'essentiel est de savoir l\'évolution de ses valeurs et non la valeur absolue de sa puissance.

Je suis tout à fait d\'accord. J\'utilise un powertap avec mon vélo de route et un HT tackx Flow. Les deux ne donnent pas tout à fait les mêmes valeurs mais à force d\'utilisation j\'ai appris à connaitre pour chaque appareil les valeurs cibles de mon entrainement en matière de SV1, SV2 ou PMA par exemple. Après peu importe si ma PMA réelle est plus proche des 330 W (powertap) que des 350 W (Tackx Flow)

J\'ai un Tack flow également et j\'ai pu constater qu\'il surestimait ma puissance d\'environ 10 %. J\'ai fais la comparaison par rapport à l\'ergocycle sur lequel je passe mes tests à l\'effort annuel.

J\'aime bien cette surestimation car cela me permeit de croire que je suis puissant

Moi j\'ai plus tendance à croire que c\'est le Powertap qui sous-estime que le Tackx Flow qui surestime

Néanmoins cette différence de 20 W, en ce me concerne, ça peut paraitre pas grand chose mais un jour j\'ai voulu calibrer un Gimenez sur la route avec les valeurs du Tackx...Je n\'ai pas pu le terminer et j\'ai mis plusieurs jours à m\'en remettre

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