Etude des déterminants de la performance en cyclisme: puissance musculaire et aérodynamisme. Application en BMX

Determining factors of performance in cycling : muscular power output and aerodynamics. Application in BMX

• Auteur / Autrice : Pierre Debraux
• Direction : William Bertucci
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences et techniques des activités physiques et sportives
• Date : Soutenance en 2010
• Etablissement(s) : Reims

Mots clés

Mots clés contrôlés

Aérodynamique

Accéléromètres

Cyclisme

Bicross (sport)

Mots clés libres

Puissance musculaire, Squat, Aire frontale projetée

Résumé

Les compétitions de BMX se déroulent sur une piste spécifique de 300-400 m parsemée de bosses et de virages avec un départ sur plan incliné. Les vitesses atteintes par les pilotes peuvent être supérieures à 70 kmh-1 quelques secondes après le départ. Peu d’études scientifiques ont été consacrées aux paramètres liés à la performance en BMX. Néanmoins une étude a montré que la phase de départ était primordiale et que la puissance maximale musculaire était un des principaux facteurs de la performance lors de cette phase. L’objectif de cette thèse est d’étudier les déterminants de la performance dans cette discipline à partir de deux paramètres essentiels : la production de puissance musculaire des membres inféieurs et une variable de l’aérodynamisme, l’aire frontale projetée. Dans un premier temps, l’étude de la production de puissance musculaire des membres inférieurs au cours de tests de sprints sur cyclo-wattmètre et d’exercices de ½ Squat chez des cyclistes sur route et des pilotes de BMX a montré que l’aire de section musculaire et la force maximale étaient des indicateurs de la performance pour des sprints courts (~ 6-30s). La comparaison des profils musculaires inertiels à des athlètes de force a montré que les pilotes de BMX produisaient une puissance maximale à des charges relatives faibles et qu’il était nécessaire d’augmenter la puissance produite à des charges élevées. Dans un deuxième temps, une nouvelle méthode de terrain pour la mesure de l’aire frontale projetée en cyclisme a été testée, elle est reproductible et valide en comparaison aux méthodes de pesage des photographies et de digitalisation. Cette méthode a permis de mesurer l’aire frontale projetée de pilotes de BMX lors de sprints de 80 m. Ces sprints ont permis de mettre en évidence l’importance de la puissance maximale, de l’aire frontale projetée et de la cadence moyenne de pédalage sur la performance chronométrique, et la nécessité de trouver un braquet optimal pour diminuer la différence entre la cadence moyenne et la cadence optimale. Pour optimiser la performance en compétition chez les pilotes de BMX, il apparait nécessaire : i) de suivre un entraînement en musculation pour augmenter la masse musculaire et la force maximale des membres inférieurs ; ii) d’adapter le braquet selon le niveau des pilotes ; et iii) d’optimiser l’aire frontale projetée selon les phases de course. Des solutions sont proposées dans cette thèse

The BMX competitions take place on a specific track of 300-400 m with bumps and turns, and with a downhill start. The displacement velocity reached by the riders may be greater than 70 kmh-1 a few seconds after the start. Few scientific studies focused to the parameters related to the performance in BMX. Nevertheless, a study showed that the starting phase was capital and that the maximum muscle power was a major contributor to performance during this phase. The aim of this thesis is to study the determinants of performance in this sport in focusing on two main parameters: the muscular power output of the lower limbs and a variable of aerodynamics, the projected frontal area. Firstly, the study of the muscular power output in lower body during sprints on a cycle ergometer and a ½ Squat among road cyclists and BMX riders showed that the muscle cross-sectional area and maximal muscle strength were indicators of performance for all-out sprints (~ 6-30s). A comparison of muscular inertial profiles has shown that BMX riders produced a maximal power output with relative light loads and it was necessary to increase muscular power output at heavy loads. Secondly, a new field method for measuring the projetcted frontal area in cycling has been tested. This method is reproducible and valid in comparison to the methods of weighing photographs and digitization. This method was used to measure the projected frontal area of BMX riders during 80 m sprints. These sprints allowed to highlight the importance of the maximal power, the projected frontal area and the average pedaling rate on the chronometric performance and the need to find an optimal gear to decrease the difference between the average pedaling rate and the optimal pedaling rate. To optimize the performance in competition among the BMX riders, it seems necessary: i) to follow a resistance training to increase muscle mass and muscle maximal strength of the lower limbs; ii) to adjust the gear ratio depending on the riders; and iii) to optimize the projected frontal area for some phases of the race. Solutions are proposed in this thesis