Performance du vélo couché et physiologie humaine

Je suis tombé sur un article scientifique qui vient de paraître dans European Journal of Applied Physiology (Egana et al., Effect of posture on high-intensity constant-load cycling performance in men and women, Eur. J. Appl. Physiol. n°96, pp 1-9, 2006) comparant la position debout et la position allongée sur un ergomètre.

Les tests ont été réalisés avec 22 personnes en bonne santé. Ils étaient disposés selon les photos ci-dessous, de manière à ne pas se servir des bras en position droite, et en respectant les mêmes angles fonctionnels par rapport au pédalier.



Les exercices comprenaient d’une part une mesure de la puissance « de rupture » (arrêt de l’exercice) par paliers de 30 watts toutes les 3 mn, et d’autre part une mesure du temps « de rupture » à 80% de la puissance maximale développée dans chacune des positions.

Dans les deux cas, la position debout est la plus efficace. L’explication physiologique apportée tient à l’effet de la gravité sur la pression sanguine dans les muscles des jambes, améliorant l’apport d’oxygène et ayant un effet particulièrement important au démarrage de l’exercice.

Il y aurait donc un désavantage physiologique du vélo couché qui offre une efficacité energétique moindre aux muscles inférieurs, par simple effet de pression hydrostatique liée à la gravité.

En regardant la bibliographie de cet article, je suis tombé sur un article plus ancien paru en 1998 dans Journal of Applied Physiology (et consultable en ligne sur le web ici : http://jap.physiology.org/cgi/content/full/85/5/1622), qui va dans le même sens. Dans ce cas le débit sanguin dans les jambes était mesuré par échos Doppler.

Ceci pourrait expliquer en partie le rendement moindre du vélo couché par rapport au vélo droit en côte, là où l’avantage aérodynamique du bent est négligeable.

Méfiance...

Si les personnes en question n'ont JAMAIS pratiqué de vélo (droit ou couché), ce essai est certainement probant, mais ce n'est certainement pas le cas !

La position droite est habituelle pour tout le monde, dès l'âge de 3-4 ans. Le coup de la pression sanguine, c'est aussi lié au stress dû au test.

S'habituer à rouler coucher, c'est certainement entraîner son corps à un comportement adapté à la position.

A mon sens, le test ne serait valable que si l'on prenait comme cobaye:
-ou bien des gens qui ne sont jamais montés sur un vélo (peu probable dans le cas du VD)
- ou bien des gens qui sont des spécialistes de l'un ou de l'autre, sans forcément aller vers les champions, vers vers des honnêtes cyclos (par honnête cyclo, j'écarte les stakhanovistes du cyclotourisme).

D'autre part, le cas couché, sur la photo, il est vraiment couché ! Y'en a pas beaucoup, parmis nous, qui roulent dans cette position !

Ceci dit, je m'en fous un peu, ça ne m'empêche pas de prendre mon pied avec mon bricabraque

Bien vu pour la position couché qui ne reflète en aucun cas la position d'un cycliste de VH.

De toute façon le plaisir que l'on prend à rouler à VH est surement autre que de rouler bêtement à VD.

Et puis c'est tout.

Dans tout les cas, le vélo couché est reconnu pour les bien fait de la circulation, et on est effectivement pas couché de la sorte.


Et puis si le vélo couché c'était pas pratique, pas bon pour le coprs et pas performant, je sais pas comment il y en a qui ont fait pour battre des record de vitesse et de distance....A croire que les américain aime vraiment pas ce qui est européen...enfin je dit ca, je dit tous

Entre les deux mon "cul" balance…

Ce qui m'étonne le plus, c'est que la gravité dans les veine jourait en faveur du VD, alors qu'en VC le coeur bat moins vite… faudra m'expliquer    ?

Effectivement il faudrait pouvoir mesurer d'autre chose. Je pense qu'il faudrait pouvoir monter un wattmetre sur un pedalier d'un vélo couché et d'un droit, puis envoyer les deux vélo AVEC LE MÊME CYCLISTE en cote (sans se mettre en danceuse), en plat, et - ha ben non - en descente.
Mais cette excercice est interressant. Peut etre le fait d'avoir un appuie dans le dos legerement courbe et non pas tout plat comme là peut aider aussi un peu.

Citation :

Ceci pourrait expliquer en partie le rendement moindre du vélo couché par rapport au vélo droit en côte, là où l’avantage aérodynamique du bent est négligeable.

C'est sûr !

Le matelas pneumatique ne doit pas non plus assurer un appui dorsal de premier ordre .

Plus simple. L'utilisation des vélos sur un home trainer avec indication de la puissance développée, de la fréquence cardiaque et de la vitesse de pédalage.

Bien entendu, il faut qu'un même cycliste soit pratiquant des 2 disciplines avec le même niveau d'entraînement. C'est mon cas à certaines périodes de l'année.

J'ai pu constater que la différence entre VH et VD était faible (courbes à peu prés similaires = même puissance développée pour une même fréquence cardiaque). Toutefois, me semble t-il, la puissance (P=FxV) max est plus difficile à atteindre en VH à cause d'une moins bonne vélocité (maxi tempo dans mon cas = 105 à 110 rpm en VD, 90 à 95 en VH). Ce phénomène est du, à mon avis, au passage des points morts (en particulier le point mort arrière en VH) qui met en jeu des groupes musculaires moins performants dans le cas du VH .

Ces constats ne changent en rien les différences notables dans l'utilisation des 2 engins en fonction du profil de la route et de la résistance du vent (Cx, position). Avantage du VH sur le plat et en descente, avantage du VD en montée à partir d'un certain pourcentage de pente.

Tout ceci n’a rien de scientifique. Simple curiosité personnelle.

Quelques remarques suite à vos commentaires :

- Habitude des cobayes à l'utilisation d'un vélo droit : les tests réalisés à 80% de la puissance maxi développée dans chaque position (et non de la puissance maxi développée en position debout) éliminent cet effet.

- stress : les tests montrent que le rythme cardiaque au repos avant l'exercice est significativement plus bas en position allongée qu'en position debout. Un effet de stress aboutirait au contraire.

- position couchée : effectivement ces tests ne reproduisent pas la position exacte d'un vélocouchiste. Mais Mikel Egana a réalisé d'autres tests (publié dans un autre article) dans lesquels il a fait varier l'angle du cycliste, avec des valeurs de 0°, 32°, 47° et 67° depuis l'horizontale. La valeur de 32° s'approche déjà plus de ce que l'on expérimente en bent. Elle montre de meilleurs résultats à 32° qu'à 0° mais toujours moins bons qu'à 67°. Ca rejoint l'explication apportée par Egana sur la pression sanguine dans les membres inférieurs en fonction de l'inclinaison du corps.

- matelas pneumatique : comme on peut le voir sur la photo de droite, le cycliste en position horizontale est arnaché à l'ergomètre pour le maintenir en position et ne pas perdre des watts à travers le sol. Certes, il faudrait que ce type d'étude soit conduit dans le futur avec une position similaire à celle d'un bent, avec un vrai siège de bent. Je vais d'ailleurs en faire la remarque à Mikel Egana.

- Je ne crois pas avoir écrit dans le message initial que le bent "n'était pas pratique, pas bon pour le corps et pas performant". Dans le forum du matos, on a engagé une discussion sur les performances du bent en côte, qui soulève un certain nombre d'interrogations par comparaison au vélo droit. Ce post ne vise qu'à apporter un élément à cette discussion et ne remet pas en question les avantages évidents du bent par ailleurs. Comme dit à moultes reprises, nous ne sommes pas des masochistes et si j'ai personnellement abandonné la pratique du vélo droit, ce n'est pas pour rien. Cela dit, le militantisme aveugle conduit à toute forme d'excès. L'un de ces excès consiste à surestimer les performances du bent en toute condition. Pour le fun, il aurait été amusant que j'inverse en fait les conclusions de l'étude juste pour observer vos réactions : personne n'aurait alors remis en question le protocole de l'étude et les "militants" auraient embrayé plein pot "on vous l'avait bien dit, le bent c'est top en toute conditions".

- Américains versus Européens : ce n'est pas parce qu'une publication scientifique est en anglais qu'elle émane d'un Américain. L'Anglais est la langue systématiquement utilisée pour publier dans des revues scientifiques. L'auteur de cette étude travaille en Irlande et est d'origine Basque...

En conclusion de tout cela, je crois qu'il y a de belles études à conduire pour optimiser la position du vélocouchiste en terme de rendement, tout en conservant une aérodynamique avantageuse. A regarder les différentes géométries des bents actuels, je me dis que celle developpée par Laurent avec son Speculoos est dans la bonne voie. En plus, avec son tube supérieur et sa traction avant, il gagne en terme de rigidité au pédalier et en perte en transmission. J'attends avec impatience les retours d'expérience de BlackAdder...

Voili voilo. En tout cas, puisqu'il semble qu'il faille insister pour certains (...), tout ceci n'enlève en rien "le plaisir que l'on prend à rouler en VH".

PS pour André : ça fait plaisir de te revoir par forum interposé ! Au plaisir de rouler avec toi à nouveau à l'occasion...

bonjour Glace de feu,
Très interessant ton article, du moins celui de 98 car le nouveau je ne l'ai pas encore lu (pas de bibliothèque universitaire dans le coin).
Il y a cependant quelque points sur lesquels je m'interroge:

dans l'article de 98, qui est un exercice type rameur pour les jambes, la fréquence cardiaque en position couchée est plus élevée que celle en position droite (fig 1). En vélo couché, n'est ce pas l'inverse ? Mais l'exercice est à puissance constante, or les tests comparatifs en vélo couché et droit ne le sont probablement pas.

dans l'article 2006, est ce que l'exercice de type pédalage est vraiment un exercice adéquat pour la comparaison. En effet, je suppose qu'il est demandé au cobaye de fournir la même puissance dans les 2 positions (à confirmer ou non). Or la puissance développée par le cobaye et la puissance mesurée (probablement au niveau du pédalier, à confirmer) ne sont pas identiques car il s'agit d'un pédalier et non d'un rameur. Par exemple, et en exagerant un peu, si le cobaye appuye simultanement sur les 2 pédales en même temps, il dépense de l'energie, mais le pédalier ne tourne pas et n'enregistre aucune puissance.
En fait je n'exagère pas tant que ca. Personnelement, étant encore à mes premiers tours de pédales en VC, je constaste qu'au début on (je) pédale très "mal", pas "rond" et à la limite il me fallait presque regarder pieds pour leur dire quand appuyer et quand relacher. C'est la position allongée qui fait perdre les repères acquis en VD (en VD 8000km/an aident à pédaler efficacement).
Qu'en penses tu ?
cordialement

Je ne sais pas pour vous mais je pédale pas de la même façon en VD et en VH.
En VD, je pousse à 90% ( bienfait de la gravité) et tire principalement dans les bosses.
En VH, je pousse à 70% et je tire le reste du temps pour reposer certains muscles. A mon niveau, il me semble que le potentiel doit être plus grand si l'on fait marcher plus de muscle?
Je dois passer un test d'effort prochainement et je vais poser la question au docteur pour faire un test en position horizontale.

en plus d'apres la photo ils n'utilisaient pas de pédales automatiques dans l'experience ...

Speedy Malric a écrit:

Je ne sais pas pour vous mais je pédale pas de la même façon en VD et en VH.
En VD, je pousse à 90% ( bienfait de la gravité) et tire principalement dans les bosses.
En VH, je pousse à 70% et je tire le reste du temps pour reposer certains muscles. A mon niveau, il me semble que le potentiel doit être plus grand si l'on fait marcher plus de muscle?
Je dois passer un test d'effort prochainement et je vais poser la question au docteur pour faire un test en position horizontale.

Tien nous au courant, cela pourrait etre interressant

Merci pour ces contributions constructives à la discussion.

Durbin, si tu veux que je te passes l'article 2006 en pdf, mets-moi un message perso avec ton email et je te l'envoie.

Oui, l'article de 1998 est en usage rameur. Je suppose que la fréquence cardiaque plus élevée en position horizontale durant l'exercice vient du fait qu'on demandait aux cobayes de produire 40 watts constants, et qu'il fallait un rythme cardiaque plus élevé pour atteindre ces 40 watts (qui ne représentent qu'un tiers de la puissance maxi qu'ils développaient) en position horizontale. On voit bien en revanche qu'au repos, le rythme cardiaque est plus bas en position horizontale.

Concernant l'article 2006 en pédalage, l'exercice pertinent consistait à demander de produire 80% de la puissance maxi développée en position horizontale, et 80% de la puissance maxi développée en position verticale. Donc une puissance inférieure en horizontale mais la proportionalité est conservée.

La partie supérieure du pied était attachée au pédalier, donc sans être de vraies pédales automatiques, ce système permettait au cobaye de tirer aussi sur les pédales.

Malric, si on fait travailler plus de muscles, le facteur limitant reste toujours la pompe. Et c'est bien en cela que ces études me semblent intéressantes : elles montrent que le débit sanguin dans les jambes (et le diamètre fémoral) est réduit en position horizontale par rapport à la verticale. Quelque chose de probablement imperceptible dans la majorité des situations en bent (tant que l'avantage aérodynamique prime sur le reste) mais qui prend probablement tout son sens en côte (d'autant que la pente aggrave le phénomène ; d'ailleurs pour réveiller une personne évanouie, on l'allonge et on lui soulève les jambes pour ramener le sang vers le coeur et la tête... ).

C'est qq chose qui mériterait d'être approfondi, afin notamment de déterminer les angles optimaux entre aérodynamique, débit sanguin et biomécanique du pédalage.

Glace de Feu a écrit:

C'est qq chose qui mériterait d'être approfondi, afin notamment de déterminer les angles optimaux entre aérodynamique, débit sanguin et biomécanique du pédalage.

Et bien à force de chercher on risque de tous se retrouver avec le même vélo 'théoriquement' parfait et les gourous des études posturale vont se manifester.

Si je comprend bien, il faudrait descendre au maximum le pédalier ( il y avait un proto comme ça au BOP chez les étudiants et il semblait bien marcher) pour avoir un flux sanguin optimum. J'ai essayé un proto avec le pédalier plus haut que le coeur ( comme sur la photo de droite) et franchement mes performances sont tombées. J'avais l'impression de ne plus avoir de sang dans les jambes comme lorsque l'on peint un plafond.

Citation :

J'avais l'impression de ne plus avoir de sang dans les jambes comme lorsque l'on peint un plafond

Speedy Malric

déja qu'avec les mains ce n'est pas toujours facile


C'est qq chose qui mériterait d'être approfondi, afin notamment de déterminer les angles optimaux entre aérodynamique, débit sanguin et biomécanique du pédalage. glace de feu

alors je suis naïve, je pensais que les differents constructeurs travaillaient en ce sens et que nos vélos etaint l'aboutissement de multes cogitations

Pour interessantes qu'elles soient ces publications scientifiques me laissent toujours un peu dubitatif .Surtout que l'on peut toujours trouver une étude qui contredit les resultats de la première . J'ai parcouru il y a quelques temps un étude qui vantait les merites pour le coeur de la position couchée du cycliste . Que l'on soit fondu du vd ou du vh il y aura toujours étude qui nous confortera dans nos idées .
Et dans la pratique , le vh est benefique a la majorité d'entre nous , tant sur le plan performance que confort bien sur .
Quant a la position du pedalier , le fait que le coeur soit plus bas que les jambes n'a pas l'air de gener outre mesure les possesseurs de low racer , meme les plus extrèmes . Et la tendence actuelle les placerait plutot plus haut pour favoriser le rendement .
Le coeur est effectivement une pompe , qui aspire et refoule , un peu comme celle de ma chaudière qui m'amène de l'eau chaude jusqu'au 2 ème étage et j'ai tendance a croire qu'elle forcerait moins , en s'affranchissant de la gravité , si la maison était de plain pied .
La nature a elle meme placé le cerveau , organe sensible si il en est et prioritairement irrigué une quarantaine de cm au dessus du coeur .Quand on adopte la position debout evidement . Ca pourrait peut etre expliquer le bien etre induit par la position couchée et le fait que j'ai du mal a me lever le matin .

un truc qui me passe par la tête :
pour une inclinaison du dos donnée, Est-ce que la position du pédalier peut favoriser l'effort ou non ?

Je pense que oui (il y avait eu une discussion sur le retro-pédalage qui avait abouti àa cette complusion)

Ce qui veut dire que pour une certaine "configuration de la position", le fait d'être allongé serait défavorable, mais ceci pourrait être palié (partielement ?) en changeant de position les jambes par rapport au corps.
C'est complexe comme problème, lemieux serait probablement de mettre un wattmettre sur plusieurs vélo differents pour faire des mesures…

concernant la position ..
essayez chez différents constructeurs plusieurs VC qui auront
le pédalier situé
-20 cm sous le niveau du siège
- au meme niveau
-et 2O cm au dessus du siège
et si possible:notez ..l'angle du dossier du siège ..
faites les essais sur le plat et en cote "pentue" ..IO %
et faites nous part de vos résultats (vitesse.ryhme cardiaque;cadence de pédalagae et sensations ...)
nous pourrons comparer et déterminer s'il ya un écart plus favorable ??
et l'influence de l'inclinaison ...
Papy volant

Citation :

J'ai parcouru il y a quelques temps un étude qui vantait les merites pour le coeur de la position couchée du cycliste .

Où est la contradiction avec ce que j'expose ici ?

Citation :

Faut et pas d'accord

Aïe, un troll se réveille...

Citation :

alors je suis naïve, je pensais que les differents constructeurs travaillaient en ce sens et que nos vélos etaint l'aboutissement de multes cogitations

Bien sûr qu'il doit y avoir moultes cogitations derrière le design de nos bents, mais les objectifs ne sont pas nécessairement les mêmes. Les bonnes performances d'un Lightning P38 ou F40 en côte viennent d'un choix de position assez radical (très redressé et pédalier bas) qui n'en fait pas les meilleurs bents en terme d'aérodynamisme (je ne parle pas des versions avec carénage souple). A l'inverse, un Cobra Lowracer a un aérodynamisme assez redoutable, mais il ne présente probablement pas la meilleure géométrie pour s'attaquer à des côtes de 10%, avec son pilote si allongé et son pédalier en l'air...

L'expérience proposée par Papy volant est pertinente, reste à trouver les cobayes et les engins...

Glace de Feu a écrit:

reste à trouver les cobayes et les engins...

J'en tiens un ... mais fô encore que je le dresse pour qu'il apprenne a rouler...

Laurent

laurent a écrit:

J'en tiens un ... mais fô encore que je le dresse pour qu'il apprenne a rouler...
Laurent

Non, pas Blacki, pitié...

Allez hop, je me suis amusé à un petit photo-montage. D'un coté un des cobayes de Mikel Egana, de l'autre un magnifique lowracer course, mis en situation d'affrontement d'une côte à 10%. Cherchez l'erreur...



Bon c'est vrai que là je pousse un peu le trait. Heureusement qu'on n'est pas tous à affronter des cols avec ce magnifique bestiau orange...

Oups, emporté par mon élan, j'ai incliné le lowracer de 10° (pente de 17,6%...) au lieu de l'incliner de 5,7° (pente de 10%). Voilà la comparaison correcte. D'ailleurs on voit que ça va mieux, le gars a un sourire encore plus éclatant :

Effectivement, il est mieux que le gars à droite (il faudrait peut-être songer à lui retirer son masque à oxygène, depuis le temps, non ?