*Article initialement publié dans la revue Sportraining
Comprendre la mesure de la puissance
Pour utiliser la puissance comme indicateur de charge externe, il faut comprendre ce qu’elle représente et comment elle est obtenue. Son emploi en cyclisme et son estimation en course à pied reposent sur des méthodes différentes, avec leurs avantages et leurs limites. Cet article revient sur les modèles et appareils décrits dans les travaux cités à l’époque ; il ne constitue pas une évaluation de toutes les versions actuelles.
Dans les sports cycliques d’endurance, le suivi combine des indicateurs de charge interne et externe. La puissance est largement utilisée pour la charge externe en cyclisme, notamment dans l’approche d’Allen et Coggan (2006). Elle peut contribuer à individualiser les séances et à suivre les réponses à l’entraînement, mais ne mesure pas à elle seule la fatigue ou la récupération.
La puissance mécanique correspond au travail effectué par unité de temps. Pour un mouvement donné, elle s’exprime par le produit scalaire de la force et de la vitesse ; lorsque ces grandeurs sont alignées, on retrouve la forme simplifiée force × vitesse. La puissance moyenne se calcule également en divisant le travail par la durée.
Les capteurs de force convertissent une sollicitation mécanique en un signal mesurable. Les plateformes de force utilisent notamment des éléments piézoélectriques ou des jauges de déformation. Les premiers produisent une charge électrique sous contrainte ; les secondes changent de résistance électrique lorsqu’elles se déforment. Une balance domestique n’est pas nécessairement piézoélectrique, et une plateforme de pression n’est pas synonyme de plateforme de force. En cyclisme, des systèmes comme SRM® ou PowerTap® utilisent des mesures mécaniques pour déterminer la puissance, avec un emplacement de capteur qui dépend du modèle, par exemple au pédalier ou au moyeu arrière.
Les usages présentés par certains auteurs
Dans Run with Power (2016), Vance présente les possibilités offertes par la puissance en course pour individualiser la préparation : suivi des séances et des compétitions, quantification de la charge, analyse technique, échauffement, affûtage, watts par kilogramme ou relation entre vitesse et puissance. Ces usages proposés peuvent enrichir le suivi, mais ne prouvent pas que la mesure soit directe, parfaitement exacte ou systématiquement supérieure aux autres indicateurs. Il faut distinguer les promesses d’un outil, sa répétabilité et sa validité pour l’objectif considéré.
Ce que les données permettent d’affirmer
Les watts ont-ils remplacé l’allure, exprimée en min/km, ou la fréquence cardiaque, en battements par minute ? La réponse dépend de l’usage. Leur développement en course ne reproduit pas exactement celui des capteurs de puissance en cyclisme.
En trail, par exemple, distance, dénivelé, allure, fréquence cardiaque et perception de l’effort apportent des informations complémentaires. Un indicateur de puissance peut aider à interpréter la séance, à condition de connaître la méthode d’estimation et ses limites.
Un appareil peut fournir des résultats répétables sans mesurer exactement la grandeur que l’on souhaite connaître. La fiabilité ne signifie donc pas absence totale de variabilité, et une corrélation ne suffit pas à établir la validité dans toutes les conditions. Austin et al. (2018) ont observé des relations entre puissance estimée et économie de course, tout en soulignant que l’appareil étudié pouvait manquer de précision pour distinguer certaines différences chez des coureurs entraînés.
Contrairement à un capteur de couple de vélo, un dispositif de course fondé sur des capteurs inertiels fournit une estimation issue de mesures et d’un modèle. La valeur dépend des hypothèses et de l’algorithme, ainsi que de la version du matériel et du logiciel.
Le dispositif Stryd
L’article se concentre sur Stryd parce que plusieurs travaux cités ont étudié cette marque. Cela ne démontre pas qu’elle soit aujourd’hui la plus utilisée ni que les conclusions s’appliquent à tous les appareils ; les auteurs ne présentaient pas cette discussion comme une recommandation commerciale.
Après un premier modèle porté sur la poitrine, Stryd a proposé un capteur fixé à la chaussure. La version décrite dans cet article s’appuie notamment sur l’accélération selon trois axes. Les mouvements horizontaux, verticaux et latéraux contribuent à l’analyse, sans que leur minimisation systématique soit un objectif technique valable pour tous. Dans une présentation mécanique simplifiée, la puissance dépend de la masse corporelle en kilogrammes, de l’accélération en mètres par seconde carrée (m/s2) et de la vitesse en mètres par seconde (m/s). Le dispositif et son logiciel affichent une estimation en temps réel, fournissant un retour d’information immédiat au sportif. La formule pédagogique masse × accélération × vitesse ne décrit toutefois pas à elle seule l’ensemble de l’algorithme nécessaire pour traiter les signaux de course.
Quels modèles et formules sont utilisés ?
The Secret of Running, de Van Dijk et Van Megen (2017), et Run with Power, de Vance (2016), présentent des modèles et des méthodes de suivi. Comme Training and Racing with a Power Meter d’Allen et Coggan dans le domaine du cyclisme, ce sont des ouvrages pratiques ; ils ne constituent pas à eux seuls toute la validation scientifique des dispositifs.
Le modèle présenté par Van Dijk et Van Megen distingue une composante liée à la course sur terrain plat, Pr, une composante aérodynamique, Pa, et une composante liée à la pente, Pc. Il sert à représenter différents besoins mécaniques dans des conditions simplifiées. Les termes ne sont pas des mesures indépendantes de toute hypothèse, et la puissance mécanique ne doit pas être confondue avec la dépense métabolique totale.
Dans ce modèle, la décomposition s’écrit :
P = Pr + Pa + Pc
La composante liée à la course
Pr = c × m × v
Pr, exprimée en watts, est calculée à partir d’un coût spécifique c, en kJ/kg/km, de la masse m, en kg, et de la vitesse v, en m/s. Avec ces unités, les facteurs de conversion des kilojoules et des kilomètres se compensent. Le modèle suppose que Pr est proportionnelle à la masse et à la vitesse pour une valeur donnée de c. On peut ainsi présenter une relation entre W et km/h, ou entre W/kg et km/h ; cela ne rend pas c identique chez tous les coureurs et dans toutes les conditions.
L’ouvrage propose notamment c = 0,98 kJ/kg/km pour ses calculs. À titre de comparaison théorique, un coût métabolique de 1 kcal/kg/km correspond à 4,184 kJ/kg/km, car 1 kcal vaut 4 184 joules. En supposant un rendement mécanique de 25 %, on obtient 4,184 × 0,25 ≈ 1,05 kJ/kg/km. Ce raisonnement dépend de l’hypothèse de rendement et ne mesure pas directement le coût mécanique individuel de la course.
La composante aérodynamique
Pa = 0,5 × ρ × CdA × (v + vw)² × v
Dans cette expression simplifiée pour un vent de face, Pa dépend de la masse volumique de l’air ρ, en kg/m3, de la surface de traînée CdA, en m2, de la vitesse du coureur v, en m/s, et de la vitesse du vent de face vw, en m/s. L’orientation du vent et les conventions de signe doivent être prises en compte dans d’autres conditions.
La composante liée à la pente
Pc ≈ (i / 100) × m × g × v Cette approximation utilise la pente i en %, la masse corporelle m en kg, l’accélération de la pesanteur g et la vitesse v en m/s. Elle simplifie la géométrie de la pente ; elle ne décrit pas à elle seule la dépense énergétique en montée ou en descente.
Le rFTPw, ou running Functional Threshold Power, est un indicateur de puissance au seuil fonctionnel employé dans certaines méthodes. Il faut le distinguer de la puissance critique et des algorithmes propres à chaque plateforme. Le tableau 1 reprend les méthodes historiques rapportées dans l’article, avec correction de la confusion entre minutes et tours dans une cellule. Le manuel Stryd consulté décrit les efforts longs avant les courts pour ses tests de 9/3 minutes et de 6/3 tours, puis un calcul dans PowerCenter ; il ne valide pas la simple moyenne multipliée par 0,9 comme définition universelle de la puissance critique. Pour une utilisation actuelle, suivez le protocole correspondant à votre appareil et à l’indicateur recherché.
Conclusions
Pour planifier le triathlon, il est utile de choisir des indicateurs adaptés à chaque discipline. Des outils tels que TrainingPeaks® permettent d’organiser et d’analyser les séances, mais un score de charge dépend de la métrique et du modèle choisis. Les watts estimés en course, la puissance mesurée en cyclisme, l’allure et la fréquence cardiaque ne sont pas automatiquement interchangeables. Le choix du logiciel ne dispense pas d’interpréter la réponse individuelle à l’entraînement.
La puissance estimée peut compléter le suivi et fournir un retour sur certaines caractéristiques de course. Aubry, Power et Burr (2018) ont étudié ses relations avec la demande métabolique chez des coureurs de loisir et d’élite.
Dans ce protocole, certaines caractéristiques mécaniques étaient corrélées à l’économie de course chez les coureurs de loisir sur tapis. Cela ne démontre pas qu’il faille réduire systématiquement cadence, temps de contact ou oscillation verticale. Les limites observées pour estimer la demande métabolique concernent les conditions et la version étudiées ; la publication a aussi suscité une critique méthodologique, dont le contenu complet n’est pas évalué ici. García-Pinillos et al. (2018) ont étudié les adaptations à la pente à l’aide d’OptoGait et de calculs de raideur : leur étude ne valide pas directement une mesure de raideur par Stryd. Enfin, Austin et al. (2018) soulignent les limites de précision pour l’économie de course. Allure, fréquence cardiaque et perception de l’effort restent donc des compléments utiles.
Des modèles spécifiques de quantification de la charge, comme les ECOs, ou équivalents de charge objectifs, proposés en triathlon par Cejuela
et Esteve-Lanao (2011), constituent également des approches à connaître. Ils ne remplacent pas l’analyse critique de ce que mesure chaque indicateur.
AUTEURS
Javier Olaya Cuartero, doctorant à l’Université d’Alicante, titulaire d’un master en performance sportive et santé et d’un diplôme en sciences de l’activité physique et du sport, entraîneur national de triathlon, selon les qualifications indiquées lors de la publication.
Roberto Cejuela Anta, docteur en sciences de l’activité physique et du sport, entraîneur supérieur de triathlon, d’athlétisme, de cyclisme et de natation, Université d’Alicante, selon la présentation d’origine.
BIBLIOGRAPHIE
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CEJUELA, R. y ESTEVE-LANAO, J. (2011). Training load quantifi cation in triathlon.
GARCÍA-PINILLOS, F., LATORRE-ROMÁN, P. Á., RAMÍREZ-CAMPILLO, R., PÁRRAGA-MONTILLA, J. A. y ROCHE-SERUENDO, L.
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VAN DIJK, H. y VAN MEGEN, R. (2017). The Secret of Running: Maximum Performance Gains Through Effective
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VANCE, J. (2016). Run with power: The complete guide to power meters for running.
