SOMMAIRE...III PRÉFACE... V REMERCIEMENTS... VII INTRODUCTION...1. Chapitre 1. RÉFÉRENCES, HYPOTHÈSES ET PERSONNAGES...5

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1 TABLE DES MATIÈRES SOMMAIRE...III PRÉFACE... V REMERCIEMENTS... VII INTRODUCTION ère PARTIE : PROLÉGOMÈNES...3 Chapitre 1. RÉFÉRENCES, HYPOTHÈSES ET PERSONNAGES Définition des références Références dans l espace Références dans le temps Cinq hypothèses préalables Le pédalage s effectue assis sur la selle d une bicyclette Le bassin a une position fixe et verticale sur la selle Le pédalage s effectue avec les seuls membres inférieurs Le pédalage se déroule dans deux plans sagittaux L ensemble pied, chaussure et pédale est rigide, passif et solidaire Le cycliste et sa bicyclette Cinq axes et quatre leviers Quelques mesures du cycliste La bicyclette : un objet complexe multiforme et attachant Le cadre Les interfaces entre le cycliste et sa bicyclette Les pièces intermédiaires Une famille de cyclistes Maurice, le père, un cyclotouriste «chevronné» Thérèse, la mère, une grimpeuse ailée Kevin, le fils, un coureur doué Les terrains de prédilection de cette famille De Caen à la mer, par le canal Les trois routes du Mont-Ventoux...16 Chapitre 2. CINÉMATIQUE DU PÉDALAGE Les mouvements observés La rotation de la pédale Les mouvements du pied Les mouvements de la cheville Les mouvements du genou Les mouvements de la hanche Séquençage du pédalage en 4 temps Quatre phases Comparaison vélo et marche Rappels de mécanique : Le mouvement Principaux mouvements La vitesse L accélération...23 Chapitre 3. LES LEVIERS OSSEUX Rappels de mécanique : Forces et leviers Définitions préalables Le levier : un outil privilégié du cycliste Les os Les os du pied L astragale Le calcanéum Le tibia et le péroné Description du tibia Description du péroné Insertions musculaires sur le tibia et le péroné

2 3.5. La rotule Le fémur Description du fémur Insertions musculaires L os iliaque et le bassin Description de l os iliaque Insertions musculaires Le sacrum et le coccyx...35 Chapitre 4. LES AXES ARTICULAIRES Les articulations Définition Classification Anatomie et physiologie des diarthroses Classification des diarthroses Les chaines articulaires La cheville Anatomie de la cheville Les mouvements de la cheville Une liberté limitée Le genou Anatomie du genou Les moyens d union du genou Les mouvements du genou La libération de l articulation fémoro-tibiale L articulation entre le fémur et la rotule La rotule et le tibia La rotation interne automatique du genou La hanche Anatomie de la hanche Les mouvements de la hanche Une articulation soulagée Les segments corporels Réflexions sur les segments corporels Mesure des segments corporels Et notre cycliste cobaye? ème PARTIE : FORCES CRÉÉES, TRAVAIL INTERNE, CINÉTIQUE DU PÉDALAGE..51 Chapitre 5. LE MOTEUR MUSCULAIRE Les muscles Anatomie générale du muscle squelettique Muscles monoarticulaires et polyarticulaires Actions principales et accessoires des muscles Quatorze coupes...57 Chapitre 6. LES MUSCLES DU PÉDALAGE Les extenseurs de la cheville Le triceps sural Le jambier postérieur Le long fléchisseur commun des orteils Le long fléchisseur propre du gros orteil Le court péronier latéral Le long péronier latéral Les fléchisseurs de la cheville Le jambier antérieur L extenseur commun des orteils L extenseur propre du gros orteil Le péronier antérieur Les extenseurs du genou Le crural Le vaste externe Le vaste interne Le droit antérieur Le tendon du quadriceps

3 6.4. Les fléchisseurs du genou Le biceps crural Le demi-tendineux Le demi-membraneux Le droit interne Le couturier Le poplité Les extenseurs de la hanche Le grand fessier Le grand adducteur Le carré crural Le moyen adducteur Le petit adducteur Les fléchisseurs de la hanche Le psoas-iliaque Le petit fessier Le moyen fessier Le tenseur du fascia lata Le pectiné Les autres muscles de la hanche Le pyramidal L obturateur interne et les jumeaux L obturateur externe...77 Chapitre 7. LE TRAVAIL INTERNE Rappels de physiologie musculaire Propriétés du muscle Mécanisme intime de la contraction musculaire La force musculaire Travail et puissance musculaire Agonistes et antagonistes Insertions musculaires et orientation des forces L efficacité biomécanique des muscles L étirement préalable La course La force développée Le moment de la force musculaire Cas des muscles polyarticulaires Conditions de travail Le travail des muscles polyarticulaires Les ischio-jambiers sont-ils extenseurs du genou? La force de pédalage Première ébauche de modélisation : le moteur à piston La force motrice dans le modèle à piston Les muscles effectivement mis en jeu À partir des données de l anatomie Dans un laboratoire Les quatre temps du pédalage Premier temps antérieur et principal : phase I Troisième temps postérieur : phase III Introduction aux phases critiques Le passage critique bas : phase II Le passage critique haut : phase IV Au total Le pédalage se fait avec deux membres Une affaire de couple? La gestion à deux des phases critiques De la nécessité de l apprentissage du pédalage...97 Chapitre 8. VARIATIONS Mouvements maximaux du genou et de la hanche Flexion maximale du genou Flexion minimale du genou Flexion maximale de la hanche Flexion minimale de la hanche Une méthode d analyse du pédalage en fonction des «bons» angles articulaires du membre inférieur

4 8.2. Variations liées à la liberté de la cheville Cheville bloquée en position neutre Cheville avec des amplitudes maximales Inclinaison constante du pied Cheville bloquée en flexion complète Cheville bloquée en extension complète Pédalage en facteur Conclusions sur la liberté de la cheville Variations liées au cycliste, sa bicyclette et sa position Selon la longueur du fémur Selon la taille des pieds Selon la hauteur des pédales Selon la longueur des manivelles Selon la hauteur de la selle Selon le recul de la selle Synthèse sur les conséquences des variations de morphologie du cycliste et du réglage de sa bicyclette..110 Chapitre 9. RETOUR SUR LES QUATRE HYPOTHÈSES PRÉALABLES Le cycliste ne pédale pas toujours assis sur une bicyclette Le bassin n est pas toujours fixe et vertical sur la selle La fixité du bassin est relative La verticalité du bassin n est pas constante et la selle n est pas toujours horizontale La danseuse délaisse la selle La position du triathlète incline le bassin Le pédalage ne s effectue donc pas qu avec les seuls membres inférieurs Mobilisation de la main Mobilisation du poignet et du coude Mobilisation de l épaule Mobilisation de l ensemble du rachis Mobilisation du rachis lombaire et de la ceinture abdominale Mobilisation de rachis dorsal et du thorax Mobilisation du rachis cervical et du cou Le mouvement de pédalage ne se déroule pas dans deux plans sagittaux Il y a des raisons mécaniques Des raisons anatomiques Et des raisons musculaires Enfin, l ensemble pied-chaussure-pédale n est pas toujours solidaire, passif et rigide En conclusion, ça pédale quand même mais il faut prendre des précautions ème partie : LES FORCES À VAINCRE Chapitre 10. POIDS, MASSE ET INERTIE Le poids et la masse Rappels de mécaniques : définitions Détermination des centres de masse Centre de gravité du cycliste par rapport au vélo Centre de gravité du couple vélo-cycliste par rapport au plan sagittal par rapport au plan frontal, répartition du poids sur les deux roues par rapport au plan horizontal, bas ou haut L inertie Le moment d inertie Le rayon de giration Exemples concernant Maurice et son vélo Équilibre et direction d une bicyclette Le poids et la réaction de la route Prendre un virage L équilibre du cycliste Stabilité et effet gyroscopiques La conduite de la bicyclette Chapitre 11. L ÉNERGIE MÉCANIQUE Définitions L énergie Le travail La puissance

5 Conservation de l énergie L énergie potentielle gravitationnelle L énergie cinétique Énergie cinétique de translation du cycliste et du vélo Énergie cinétique due aux rotations Énergie cinétique due aux mouvements des membres inférieurs Énergie cinétique totale Utilité du poids et l énergie cinétique Le poids : atout et handicap Énergie cinétique et technique de pédalage L énergie potentielle élastique Chapitre 12. LES FROTTEMENTS Concepts et définitions Les frottements statiques Les frottements cinétiques Les frottements avec roulement L aérodynamisme L énergie dépensée dans les frottements Recherche d une recette de calcul Situations concrètes Tenir la route et freiner La tenue de route Freiner La perte d adhérence d une roue ème partie : APTITUDES ET MANIÈRES DE FAIRE Chapitre 13. CARBURANTS, COMBURANT, POMPE CARDIAQUE, DÉPENSES ET RECETTES Énergétique musculaire Origine de l énergie Stockage et utilisation de l énergie L oxygène et le travail cardiaque Oxygène et endurance Le système cardiovasculaire et respiratoire Réponse cardiovasculaire et respiratoire à l effort Fréquence cardiaque, puissance, Vo 2 max et seuils lactiques Effets de l entraînement aérobie Effets de l âge et différences liées au sexe Synthèse pour Maurice Synthèse pour Thérèse Synthèse pour Kevin Bilan énergétique : dépenses et recettes Retour sur la loi de conservation de l énergie Dépenses dans différents cas de figure vélocipédiques Dépenses dans quelques exemples de sorties à vélo Recettes : les apports énergétiques nécessaires Chapitre 14. LA FRÉQUENCE DE PÉDALAGE Transmission de l effort par la bicyclette Les bases du solfège, les instruments et leurs contraintes d utilisation Rapports de forces Forces à vaincre La vitesse du cycliste Calcul et/ou mise en évidence de la vitesse Puissance développée selon la vitesse Et nous voici au «nœud théorique» La fréquence de pédalage Retour sur quelques points de physiologie musculaire Quelques données de laboratoire Le pédalage exemplaire de Lance Armstrong Sur la route des cyclotouristes Inconstance de la fréquence de pédalage Fréquence de pédalage et longueur des membres inférieurs

6 Chapitre 15. SE METTRE EN BONNE POSITION Les roues Petit ou grand rayon? Le diamètre d une roue a-t-il vraiment de l importance? Les manivelles Une formule simple Le segment corporel de référence Le coefficient de proportionnalité Le cadre La hauteur du cadre L inclinaison du tube de selle La longueur du tube horizontal Les pédales Le choix des pédales Le choix des chaussures Réglage de la position du pied sur la pédale La selle Hauteur de la selle Le recul de la selle Inclinaison de la selle La direction : le cintre et la potence Le cintre La potence Synthèse des différentes positions D autres postes de direction Le relevé des cotes Les commandes Les poignées de frein Les manettes de dérailleur La sécurité Synthèse Chapitre 16. DES BRAQUETS BIEN TEMPÉRÉS Le solfège Le braquet idéal Le braquet de base et le braquet minimum La compositions des gammes des cyclotouristes Une octave Quelques partitions Quelques exercices et règles de bonne interprétation Connaître et maîtriser sa fréquence de pédalage Connaître et contrôler sa fréquence cardiaque Anticiper APPENDICE - LE CYCLISTE EST UN PIÉTON MIRACULÉ Un cycliste n est plus un piéton Mais quand il est piéton Des dépenses spécifiques liées à la marche Avantage au vélo, mais pas tout le temps Vive la roue, vive la roue libre, les dérailleurs et les pignons! Un contexte biomécanique idéal pour le cycliste Un contexte un peu meilleur pour le coureur à pied, mais avec des pertes importantes d énergie CONCLUSIONS LES SEPT COMMANDEMENTS DE VÉLOCIO RÉFÉRENCES BIBLIOGRAPHIQUES ADRESSES UTILES DESSINS ET PHOTOGRAPHIES TABLEAUX INDEX TABLE DES MATIÈRES