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Entretien avec Frédéric Portoleau, partie 2 (sur 3)

12-06-2015, 17:42 - Mathieu

Deuxième volet (sur 3) de notre entretien avec Frédéric Portoleau. Au menu : les watts !

PARTIE 1 : Parcours, historique, et contact avec Antoine Vayer
PARTIE 2 : les watts ! Explications, méthodes et comparatifs
PARTIE 3 (publiée prochainement) : point sur les performances de 2015, les évolutions technologiques



ChronosWatts : Abordons maintenant plus en détail ces fameux calculs de watts. Peux-tu nous décrire en quelques mots ce que veulent dire ces modélisations de puissance ?

Frédéric Portoleau : La modélisation c'est relativement simple, c'est de la mécanique du point. On suppose que la masse du coureur est concentrée en un seul point, et que ce coureur fait un mouvement de translation en ligne droite, à vitesse constante et qu'il doit vaincre les principales forces qui l'empêchent d'avancer : les frottements de l'air, la pesanteur, les frottements du pneumatique sur la route, et les frottements internes de la chaine, du dérailleur, ...

CW : Tu as créé les watts étalon pour pouvoir comparer les performances entre elles, non ?

FP : Oui le premier but c'est de pouvoir comparer les ascensions entre elles. Et l'idée est donc de prendre un coureur témoin qui pèse 78kg avec vélo, et de le mettre au coeur de la course. Les watts qu'il développe sont le témoin du niveau de performance de chaque coureur. Donc il faut voir ça comme un indice de performance, pour pouvoir comparer chaque ascension et les différentes éditions du Tour de France.

CW : A travers les articles d'Antoine Vayer et la sortie du magazine, on a pu remarquer que les watts touchaient un public de plus en plus large. Notamment pendant le Tour de France. Mais on constate qu'il y a toujours beaucoup de confusion entre les watts "purs", les watts "étalon" et les watts "par kilo".

FP : Oui le W/kg pourrait être encore plus pertinent que le watt étalon, mais à condition de bien connaître la masse du coureur. Ce qui n'est pas toujours le cas. Quand on connaît bien la masse du coureur, on peut calculer le W/kg. Mais quand on ne la connait pas bien il vaut mieux utiliser le watt étalon. Dans cette mesure on fixe la masse du coureur à 70kg + 8 kg de vélo. Pour une valeur de puissance en watt étalon à 400W, un coureur de 60kg devra développer peut-être 50 W de moins pour réaliser le même temps. Un coureur de 75kg devra développer plus de watts.

CW : Il y aurait donc un risque important d'imprécision pour ceux qui proposent des modélisations en W/kg, car ils ne connaissent pas toujours la masse exacte du coureur ?

FP : Tout à fait.

CW : Sur Twitter ou dans la "presse spécialisée", on voit que de très nombreuses données en watts sont publiées. Notamment les calculs de Fred Grappe, ou tout ce qui est dérivé de la méthode Ferrari. Il y a également Vetooo, un passionné finlandais avec qui tu collabores régulièrement et qui publie tous ses calculs via Twitter. Tu connais bien les différences entre les méthodes de Grappe, Ferrari et la tienne. Quels sont les avantages/inconvénients de chacune ?

FP : Vetooo utilise la "méthode Ferrari", mais aussi le site Cycling Power Lab, qui permet de calculer la puissance réelle du coureur. L'avantage de la méthode Ferrari c'est qu'elle est très simple. C'est-à-dire qu'il suffit de prendre les points d'altitude de départ et d'arrivée, et le temps d'ascension. On en déduit la vitesse ascensionnelle, et après on peut convertir ça en W/kg. C'est très facile à utiliser, mais en revanche il est très difficile de maîtriser l'incertitude du calcul. Il y a beaucoup d'approximations derrière tout ça. On suppose notamment que tout est linéaire, entre la vitesse ascensionnelle et les W/kg, ce qui n'est pas tout à fait exact dans la réalité. Et on ne peut pas prendre en compte le vent, l'aspiration, et le matériel utilisé. 
Pour avoir des détails il suffit d'aller voir sur le site du Dr Ferrari (lien), il explique comment il a évalué cette méthode. En fait il a travaillé avec des coureurs entre 60 et 65 kg qui développent autour de 350W. Il a fait cette formule avec ces coureurs là, donc autour de 350W et avec des coureurs de 60-65kg sa formule marche assez bien. Par contre dès qu'on sort de cette plage de puissance, il y a des problèmes. Les calculs deviennent imprécis.

CW : Il y a une double page dans le magazine, consacrée à la méthode de calcul. Tu parlais notamment de la méthode de Grappe (lien).

FP : Oui on en parlait dans le magazine, car Fred Grappe utilise aussi de la modélisation de puissance, avec une méthode assez similaire à la nôtre. Mais il utilise souvent des coefficients ou des paramètres différents. Enfin c'était le cas jusqu'en 2011, après il a arrêté de publier des données. Il a longtemps proposé des évaluations de puissance sur Vélo Magazine et sur son site. De temps en temps dans l'Equipe. Ce qui troublait les gens c'est qu'il trouvait des valeurs souvent inférieures à nos estimations !
En regardant dans le détail, on se rendait compte qu'il semblait chercher à éviter de publier des valeurs trop hautes. Et peut-être pour son propre intérêt de ne pas dire qu'il y avait trop de dopage. Ce ne sont que des suppositions. Mais je reconnais quand même son côté positif : recherche, développement du cyclisme de haut niveau, formation d'entraîneurs !

CW : Récemment la FDJ a publié une plaquette officielle avec de nombreuses données sur Thibaut Pinot (lien). Et en parallèle le frère de Thibault Pinot, Julien, a effectué sa thèse sur les développements de puissance ( + PDF 14Mo). Que penses-tu de tout ça ?

FP : Oui j'ai parcouru ce travail, et j'ai beaucoup plus confiance dans tous ces chiffres qui sont issus de valeurs mesurées avec SRM. Et de manière très précise, avec beaucoup de méthode, notamment dans l'étalonnage du capteur. J'ai confiance dans les chiffres publiés. Et d'ailleurs les chiffres donnés se rapprochent beaucoup plus de nos estimations. Les valeurs provenant de capteurs SRM sont souvent plus fiables que les modélisations, surtout que celles de Grappe dans Velo Magazine il y a quelques années.
Par exemple, si on se base sur les estimations de ce dernier qui ont été publiées dans le Vélo Magazine de Juin 2004, Lance Armstrong aurait pu grimper l'Alpe d'Huez (lors du contre la montre) avec un rapport de 5,8 w/kg en 38mn 12s. Or Thibault Pinot serait capable à son meilleur niveau de produire autour de 6 w/kg pour une montée de la durée de l'Alpe d'Huez, d'après le profil de puissance record publié par la FDJ (lien). Par conséquent, il serait capable de monter l'Alpe d'Huez plus vite qu'Armstrong (qui a finalement réalisé 37min 36s en 2004) ! En réalité, Pinot ne peut pas monter à cette vitesse. Ceci montre les sous estimations de puissance faite par Fred Grappe dans Velo Magazine.


Le top 10 de l'ascension de l'Alpe d'Huez


CW : Chacun de vous a modélisé une méthode un peu différente. Comment peux-tu encore améliorer la tienne ?

FP : Depuis quelques années j'essaye de prendre en compte l'aspiration des coureurs (drafting), qui est très présent quand on roule à vitesse élevée. Par exemple à 40-50km/h on peut économiser beaucoup de watts dans les roues. Surtout dans un peloton large avec beaucoup de coureurs. Dans les montées de col, le drafting est toujours légèrement présent, surtout entre 20 et 25 km/h. Il disparait progressivement en dessous de 20 km/h. Je m'appuie sur différents travaux qui ont été faits sur l'aspiration, et je propose des ajustements pour enlever quelques watts par rapport aux estimations.

La seconde amélioration concerne la géophysique. J'ai aussi une formation en géophysique puisque j'ai un DEA en mécanique appliquée à la géophysique. Il s'agit d'essayer d'estimer les meilleures zones sur le terrain pour mesurer la puissance, c'est-à-dire là où il y a le moins de vent. La vitesse du vent est très influencée par la rugosité des éléments au niveau du sol. En particulier la présence de végétation, de bâtiments, de rocher, etc.
Le but c'est d'évaluer les puissances dans des zones optimales, c'est-à-dire abritées du vent ou en forêt. L'autre influence pour le vent est liée au relief macroscopique : les grosses vallées, les crêtes, les cols, etc. La météo donne par exemple des vitesses de vent générales mais qui localement sont modifiées. Dès qu'il y a une vallée, un col ou une crête, les vitesses de vent augmentent localement. Il faut essayer d'éviter ces zones là.
Le troisième point c'est de regarder la géométrie de la route. Il vaut mieux une route qui tourne beaucoup, avec des lacets, plutôt qu'une route en ligne droite. En lacets on peut approximativement alterner les vents de face/dos. Une route qui tourne beaucoup limite les effets du vent.

CW : Mais dans les ascensions à lacets, les virages sont souvent avec des pourcentages beaucoup plus forts, donc on perd le côté linéaire de l'effort et de la pente, non ?

FP : Oui c'est vrai, il faut regarder la régularité de la pente. Car on suppose que c'est un mouvement rectiligne uniforme, ce qui en pratique n'est pas tout à fait le cas. Et donc c'est vrai que quand les pentes sont irrégulières, il y a des variations de vitesse, donc des variations d'énergie cinétique, qu'il faudrait prendre en compte. Et ensuite les coureurs n'impriment pas toujours le même rythme. Il y a des phases d'accélération/ralentissement, liées à la tactique de course.
L'idéal c'est d'avoir un rythme relativement constant, sur une pente relativement constante. D'ailleurs c'est pour ça qu'on prend aussi des mesures sur des tronçons qui font plusieurs kilomètres et pas sur des tronçons qui font 500m.

CW : Dans votre travail avec Antoine Vayer, est-ce que tu interviens sur la partie "détermination des seuils de performance" ?

FP : Oui un peu. c'est Antoine qui eu l'idée des trois seuils, des couleurs et de leur dénomination. Je lui ai fourni des statistiques sur les puissances développées en fonction de la durée d'ascension. Antoine a aussi l'expérience de l'entrainement et du contact avec le haut niveau du cyclisme. Il sait ce que des coureurs doués et "propres" peuvent faire !
Néanmoins, par rapport à ces seuils, les série de données (par exemple la moyenne sur un Tour) ont plus de valeur que les mesures ponctuelles.

Le détail des seuils de performance est accessible ici.

Pour plus d'informations sur les incertitudes mathématiques, vous pouvez lire l'étude réalisée par Frédéric Portoleau.