Puissance-Energie

 

Puissance-Energie

 
Exemple pour ma sortie du 10 septembre 2012 / montagne de Lure

Détail du calcul de la puissance à partir des données du compteur Sigma ROX 9.1

 Calcul des puissances avec Sportech (avec 80kg de cycliste et vélo)

En allure cyclotouristique (ce qui est mon cas, faute de pouvoir aller plus vite), les 82 km en 4 h 24 se répartissent en :

• montées : 30.71 km à 4.7% en 155 min, à  la vitesse moyenne de 11.9 km/h  ont nécessité une puissance de 150 W et une énergie de 1395 kj .
  
• descentes : les 29.7 km à -4.7% en 50 min, à la vitesse moyenne de 35.8 km/h, ont demandé une puissance nulle. Les freinages ont consommé une partie de l' énergie de la gravité . Je suis allé moins vite que si je n'avais pas du freiner.
• plat (-1 à +1 %) : les 21.6 km de plat, en 59 min à 22.0 km/h de moyenne, ont demandé 87 W et une énergie de 307 kj .
• et pour l'ensemble du circuit, l'énergie a été de 1702 kj soit une puissance moyenne d' environ 107 W.

le compteur Rox donne une puissance moyenne de 87 W, plus faible. Les paramètres utilisés par les calculs de Sportech comme ceux du compteur ne peuvent être qu'évalués et ils  ne doivent pas être tout à fait les mêmes. Seules,  des mesures directes par des capteurs de puissance, donneraient des résultats plus précis et plus exacts.

 http://www.nutri-cycles.com/dossier-materiel-et-cycles-un-capteur-de-puissance-sur-votre-velo-3-320.html

 http://matsportweb.com/TRAINING/produit/powertap/powertap.html

 

•  Un jour de meilleure forme, si je pouvais augmenter ma puissance en montées de 20 W, ma puissance devrait passer de 150 à 170 W pendant 138 min. Ma vitesse passerait de 11.9 à 13.4 km/h. Je gagnerais  17 min sur les 30.7 km. L'énergie pour l'ensemble de la sortie serait de 1715 kj et la puissance moyenne de 116 W.
  

• Pour avoir ce même gain de temps uniquement sur les 21.6 km de plat, ma vitesse devrait être de 30.9 km/h et ma puissance devrait passer de 87 à 189 W pendant 42 min. L' énergie pour l'ensemble de la sortie serait de 1870 kj et la puissance moyenne de 126 W.

• Pour avoir le même gain de temps uniquement sur les 29.7 km de descentes, ma vitesse devrait être 54 km/h . La gravité ne suffirait pas et je devrais fournir une puissance de pédalage de 260 W pendant 33 min et une énergie de 514 kj. L' énergie pour l'ensemble de la sortie serait de 2216 kj et la puissance moyenne de 150 W.

En montée l'énergie nécessaire devrait passer de 1395 à 1408 kj

En plat, de 307 à 476 kj

En descente, de 0 à 514 kj

En conclusion, "si on peut les faire" (20W de plus pendant 2h18 !),  les efforts supplémentaires semblent plus accessibles et plus "payants" en montées puis en plat, qu'en descente. C'est en fait, la plus grande augmentation de la vitesse, et donc de la résistance de l'air, qui explique ces résultats, quand on passe des montées, au plat et aux descentes: la puissance pour vaincre la résistance de l'air est proportionnelle au cube de la vitesse, elle augmente donc rapidement avec la vitesse.

A faire un effort supplémentaire, il vaut mieux le faire en montée qu'en descente, car la vitesse et son augmentation demandent  moins d'énergie puisqu'elles sont plus faibles.

Cest sans doute plus facile à écrire qu'à le faire ! 

 Bilan des Puissances

un exemple à  partir de ma sortie  dans la montagne de Lure:

Montée du col de la Graille par Valbelle de 25 km en 2h 10 à 5% moy, sur le 30 / 24-28 avec une cadence de pédalage d' environ 70 tpm (ce qui a limité ma force sur les pédales à 18 kg). Ma moyenne dans l' ascension du col, a été de 11 km/h pour une puissance  de 150W.

Un petit calcul approximatif de puissance, donne le bilan suivant :

• monter mon  Poids de 1200 m de dénivelé, m' a fait  fournir 120 W.
  
• les forces de frottements de la route et du vélo m' ont fait consommer 20 W.
  
• les forces de frottements de l'air n' ont consommé que 10 W car la vitesse était faible.
  
• Au total ma puissance musculaire a du excercer une intensité de 150 W.
  

 

Descente de 16.3 km à -6% moy. en 23 min soit à la vitesse moyenne de 42.5 km/h.

Le calcul approximatif de puissance donne le bilan suivant :

• la force de Newton et les 975 m de dénivelé (gravité), m'ont permis de récupérer 555 W
  
• les forces de frottements de la route et du vélo ont pris 85 W
  
• les forces de frottements de l'air ont consommé 300 W. Cette puissance est importante car elle est proportionnelle au cube de la vitesse.
  
• Il y avait donc un excès du à la gravité de 170 W (mises à part quelques brèves relances, ma puissance musculaire n' a pas eu une contribution notable)  :  j'aurais donc pu aller plus vite, mais avec la succession de lacets, les freinages ont dissipé cette énergie.