Quid des watts sur route et Home Trainer ???

Toute objet avec une masse offre une résistance au déplacement. C'est ce que l'on appelle « inertie ». Pour bouger cet objet il faut appliquer une force. Le travail pour bouger cet objet c'est la force appliquée par la distance de déplacement. L’unité pour ce travail se mesure en joules. Pour effectuer ce travail il faut de l’énergie.

Un cycliste qui roule possède une énergie cinétique.

Pour le déplacement en translation: ½ * m * v2 avec m masse cycliste+vélo, v vitesse

Pour les parties en rotation (roues, pédalier): ½ m * I * w2 avec m masse de l’objet, I moment d’inertie, w vitesse angulaire en rd/s

Sans rentrer dans les détails pour les jambes, pédaliers, c’est de l’ordre de 25 joules à 75 TPM de cadence.

Un gars de 70 kg avec un vélo de 10kg qui roule à 36km/h (soit 10m/s suis fainéant plus facile à calculer), il possède une énergie cinétique de : 4’000 joules pour le déplacement, 100 joules pour les 2 roues et 25 joules pour jambes et pédalier soit 4'125 joules.

Ce qu’il faut retenir c’est que 97% de l’énergie cinétique provient du déplacement.

Le même gars sur HT (si tu as une bonne moquette) à un déplacement nul !!! Il ne reste que l’énergie cinétique de la roue arrière 50 joules, du volant ( sur mon HT 6 cm de diamètre, poids estimé 1kg) 50 joules et toujours les jambes et pédalier 25 joules soit 125 joules.

Donc sur la route 4'125 joules et 125 joules sur HT. Si on pédale si rond et si efficacement c’est grâce à cette énergie emmagasinée. Les points morts, les phases de relâchement, les changements de vitesse, de terrains etc .. sont lissés par cette énorme énergie stockée. Pour s’en rendre compte essayez de stopper ce cycliste à cette vitesse

Sur mon HT Schwinn avec un volant de 20 kg et un diamètre de 0.25 cm à une cadence de 80 TPM la roue tourne à 260 TPM soit une énergie cinétique de 630 joules. C’est mieux qu’un HT fixe.

Autre exemple, les roues pleines lenticulaires ne sont pas seulement utilisées en CLM pour l’aérodynamisme mais principalement pour leur rôle d’accumulateur d’énergie. Ça lisse le parcours (pas sur des longues bosses bien sûr). D’ailleurs elles sont plus lestées sur la périphérie pour encore accroitre le moment d’inertie.

Sans inertie le cycliste perdrait de sa superbe et aurait une allure saccadée. La paterne de pédalage est donc intimement liée à l’inertie. Le rendement tombe lorsque le système manque d’inertie.

Ah tu me plais quand tu parles avec des équations! Sur mon rouleau à résistance, je me sens en effet mieux sur le niveau intermédiaire de résistance @280w sur 50*11 et donc @60 km.h en vitesse relative que sur résistance max aussi @280w aussi mais sur 50*17@35km/h.

Joli post, Ivan !!
Ca rejoint tout à fait ce qu'on disait il y a quelque temps (en tout cas, je me souviens l'avoir écrit). Avec des chiffres c'est encore mieux !

Et du coup, en montée, selon ce raisonnement, on se rapproche plus du coup du pédale du HT, n'est ce pas ?



(PS : ta formule pour l'énergie cinétique sur le mouvement de rotation contient une boulette : I n'est pas au carré)

lebad écrit:

Joli post, Ivan !!
Ca rejoint tout à fait ce qu'on disait il y a quelque temps (en tout cas, je me souviens l'avoir écrit). Avec des chiffres c'est encore mieux !

Et du coup, en montée, selon ce raisonnement, on se rapproche plus du coup du pédale du HT, n'est ce pas ?



(PS : ta formule pour l'énergie cinétique sur le mouvement de rotation contient une boulette : I n'est pas au carré)

OOPS oui Pierre faute de frappe. Le fichier Excel est juste ouf

Oui dans le Ventoux dans du 10% à 12 km/h ça doit tourner autour de 500 joules

Ivan

alban écrit:

Ah tu me plais quand tu parles avec des équations! Sur mon rouleau à résistance, je me sens en effet mieux sur le niveau intermédiaire de résistance @280w sur 50*11 et donc @60 km.h en vitesse relative que sur résistance max aussi @280w aussi mais sur 50*17@35km/h.

Merci Alban,

Donc tu es à 104 TPM pour le niveau intermédiaire et 94 TPM sur le 50x17 ! Ça passe toujours mieux en vélocité non ? Surtout avec peu d'inertie. Idéalement sur les rouleaux il faudrait mettre des roues très lourdes.

Ivan

skippy écrit:

Idéalement sur les rouleaux il faudrait mettre des roues très lourdes.

Oui mais alors très très lourdes si on veut simuler l'énergie cinétique d'un cycliste en mouvement. :-)

J'avais bossé sur un banc d'essai à inertie pour un véhicule de 100 kg quand j'étais étudiant. Rien que pour simuler des vitesses de l'ordre de 40 km/h, on avait du se casser la tête. Avec de gros volants qui ne tournent pas vite, il fallait des axes et paliers surdimensionnés (et les pertes engendrées nous posaient problème) et avec des petits volants qui tournent vite, ce sont les carters de protection qui devaient être surdimensionnés.

lebad écrit:

Joli post, Ivan !!
Ca rejoint tout à fait ce qu'on disait il y a quelque temps (en tout cas, je me souviens l'avoir écrit). Avec des chiffres c'est encore mieux !

Et du coup, en montée, selon ce raisonnement, on se rapproche plus du coup du pédale du HT, n'est ce pas ?



(PS : ta formule pour l'énergie cinétique sur le mouvement de rotation contient une boulette : I n'est pas au carré)

Cela me rappelle ce que tu disais du 29er il y a quelques temps, en tout cas ! cf. notre échange sur l'avantage apporté à vitesse relativement constante, du fait de l'inertie des roues.

La discussion est intéressante je trouve, on peut la transposer du home trainer à ce qu'il se passe sur la route ou les chemins.

En gros, on utilise les roues comme des volants d'inertie. Un peu comme un système de récupération d'énergie cinétique (KERS), comme celui conçu par Williams (mais pas utilisé en F1, ils ont un système électrique comme les autres écuries). Système à volant d'inertie repris également par Porsche si je ne me trompe pas.

Sauf que ces systèmes ont un énorme avantage sur nos roues : ils sont débrayables, donc apportent de l'énergie quand il le faut, mais n'imposent pas leur inertie quand il ne le faut pas (i.e. durant les phases d'accélération ou de freinage). A vélo, difficile de débrayer nos p'tits volants d'inertie

En fait, l'utilisation est à l'opposé : pour le KERS type Williams, apport d'énergie en accélération, apport d'inertie au moment du freinage . A vélo, l'intérêt de l'inertie qui souligné par Ivan est de faciliter le maintien de la vitesse. Pile l'opposé.

Au cumul, je vois donc une sacrée limite. Rechercher l'inertie pour les roues va rapidement poser problème pour certaines pratiques et pour certains utilisateurs. Le mec qui n'a pas la puissance pour relancer correctement un vélo avec une forte inertie aura besoin de loooongues lignes droites pour compenser les pertes dans les freinages / relances.

Ceci étant, avec des roues plus lourdes en périphérie, il pourra passer plus vite en courbe (le vélo étant plus stable, au pire ça glisse mais c'est plus facilement rattrapable).

Moralité ? On va avoir besoin de 50 paires de roues et de pas mal d'essais pour choisir la bonne en fonction du parcours. On n'est pas dans la mouise

Pas mal Seb !!!

Pour celles et ceux que cela intéresse voici le ch'ti fichier Excel

Moi qui suis en train de réfléchir à ma prochaine maire de roues , je suis maintenant en pleine interrogation !

J'ai actuellement une paire à 1,7kg, et cherche à tomber à 1,3kg .
Cela veut dire, que j'aurais des roues peu agréables sur le plat du fait de leur manque d'inertie ?

Donc micro relances permanentes ?

Veloptimal a déjà traité le sujet roue et inertie

www.veloptimal.com/wiki/index.php/Inertie_des_Roues

Ecoute... Il n'y a pas de miracle, si tu as des "accumulateurs d'énergie cinétique", au départ il faut bien générer cette énergie. Elle ne va pas arriver spontanément. Aux pertes près, l'énergie du système vélo + cycliste reste constante.

Pour avoir une "réserve d'énergie" en stock, il faut que tu la crées. Donc, pour que cette énergie pallie les pertes (frottements de l'air, frottements des pneus, de la transmission), il faudra que tu la communiques au système (vélo + cycliste).

C'est là où l'on en arrive à la limite que j'évoquais. Dit autrement :
- soit tu as peu d'inertie donc tu communiques peu d'énergie lors de l'accélération et dois en communiquer plus à vitesse constante pour compenser les pertes
- soit tu as beaucoup d'inertie donc tu en communiques moins pour compenser les pertes mais tu dois en communiquer beaucoup plus au départ lors de l'accélération.

Or, accélérer requiert plus de puissance que maintenir une vitesse stable. Tu ajoutes que ta réserve d'énergie s'épuise au fil du temps et tu comprends que même avec des roues lourdes, il te faudra relancer à un moment où à un autre. Et là, ce sera d'autant plus pénalisant que l'inertie sera élevée.

Bref, il y a une optimisation à faire en fonction de tes qualités physiques :
- soit tu n'es pas à l'aise pour maintenir une puissance moyenne longtemps mais tu n'as aucun problème pour appliquer une puissance élevée durant des durées courtes, auquel cas des roues lourdes peuvent avoir un intérêt pour des applications précises
- soit tu es à l'aise pour maintenir une puissance moyenne longtemps mais tu as une puissance un peu juste pour accélérer fort, auquel cas des roues légères seront plus intéressantes.

J'ajoute une couche avec l'effet peloton. Les relances et maintient de vitesse sont totalement différent en peloton que seul.

Ainsi un gars avec des roues à grande inertie qui s'amuse à se taper à l'arrière d'un peloton de 180 gars lorsque le peloton est sur un parcours tortueux avec relance et bien il va vite sauté même s'il est très fort. A l'inverse un gars qui roule en tête de peloton avec des roues à grosse inertie sur un parcours rectiligne, il va faire chier le gars en roue légère en cul de peloton lorsqu'il y aura du vent.

Bref, LA roue idéale n'existe pas

Quid des watts sur route et Home Trainer ???

pour en revenir au titre, ça veut dire qu'un test d'effort sur HT correspondrait à un test d'effort sur une route très pentue (disons du 10 %)
C'est pas si gênant du coup ?

sandatos écrit:

Quid des watts sur route et Home Trainer ???

pour en revenir au titre, ça veut dire qu'un test d'effort sur HT correspondrait à un test d'effort sur une route très pentue (disons du 10 %)
C'est pas si gênant du coup ?

En ce qui me concerne, je ne retrouve pas du tout cette correspondance pour un CP30 :
- sur route plate : 300 W
- dans une montée à 6~7% : environ 315 W
- sur home-trainer Elite Mag (recommandé par Jan Ulrich ) : environ 280 W avec le réglage du frein à 3/5

Tout dépend du "réalisme" du HT... sur mon vieil Elite Volare magnétique je ramais comme un fou pour mes séries de 5' @ i4.
Rien à voir par rapport à la route, donc je préfère me concentrer et faire mes CP en extérieur... là où je roule plus de 95 % du temps ;)

L'objectif de faire un CP sur home trainer est d'avoir une base pour recalibrer les puissances cibles lors des exercices réalisés sur HT avec une règle de 3.

Je pense qu'un CP10 ou 15 doit suffire car le CP30 est terriblement chiant à faire.

Je soupçonne également que les valeurs CP varient en fonction de la résistance appliquée, même en cherchant à chaque fois à garder la cadence optimale en jouant sur les braquets.

je fais toujours tout au même braquet. Si tu changes de braquet, tu changes l'inertie de la roue. Je n'ai pas la même sensation à 300 W en 53-12 qu'en 39-17 par exemple.
Sur mon HT je me met toujours en 39-17 car sur un braquet plus long (53-12 par exemple) la puissance mini est trop haute.

L'avantage du HT par rapport à l'extérieur est d'avoir justement des conditions fixes que tu n'as pas en extérieur (vent, granulosité de la route, position...)

après même si la valeur absolue n'est pas juste, en comparatif ça marche.

Conditions "fixes" pour le vent et la pente soit... mais vu les variations qu'on a sur un HT fixe (triangle) avec +/- de pression dans le pneu ou +/- de serrage au niveau du rouleau, là je suis plus dubitatif.
Il m'est arrivé une ou deux fois de me détacher du triangle (cadre mal fixé), ben le reste de la séance c'était du grand n'importe-quoi niveau répétabilité des mesures.
A la limite un HT sur rouleaux devrait s'affranchir du problème ; ou alors laisser le même vélo gonflé à la même pression en permanence sur le HT fixe, sans le démonter entre les séances (chose pas faisable pour moi).

On m'a prêté des roues de 1,4kg (route, pas VTT) donc je vais voir demain (RTT) comment ca marche . mon profil : très petit gabarit (51kg) , plutôt grimpeur .

Sur le plat, je rame un peu de toute façon.
Pour ce qui est du HT et de l'extérieur, je les compare assez peu .