15 ème Congrès international de l ACAPS, Grenoble, 29-31 octobre 2013 Analyse de la puissance mécanique au niveau du bassin en position danseuse en cyclisme Julien PINOT 1,2 -Kevin RINALDI 1 -Fred GRAPPE 1,2 1 EA4660 C3S, Département Sport Santé, UPFR Sports de Besançon, Université de Franche Comté 2 Equipe cycliste professionnelle FDJ.fr 1
Introduction Alternance positions en cyclisme sur route selon situation / terrain Différentes positions «danseuse» (standing position) Sprint Attaque Montée (effort constant) Intensité maximale soutenue Effort constant en montée : alternance positions assises et danseuses longueur de la montée pente développement expérience personnelle dimension corporelle 2
Introduction Redressement du buste Oscillations du corps et du vélo Avancée du bassin Poids du corps Modification de l orientation des forces appliquées sur la pédale Mise en action différente des chaînes musculaires Caldwell et al., J Appl Biomech, 1998 Duc et al., J Electromyogr Kines, 2008 3
Introduction Rendement / conso 0 2 : aucune différence assis/danseuse sur le terrain (Millet et al., Med Sci Sports Exerc 2002) Méthode d évaluation d une technique en danseuse efficace sur un effort constant en montée? Etude des oscillations du bassin : E cinétique et E potentielle avec bras cinématique Mieux comprendre nature des mouvements du bassin : Comparaison entre : -P méca bassin (P bassin ) -P méca mesurée au niveau du moyeu (P roue ) -P méca théorique (P théo ) 4
Méthodes 13 cyclistes (niveau régional à professionnel) Age Taille (cm) Masse (kg) 23 ± 4 177 ± 5 65 ± 8 Bras cinématique (Belli et al., Ergonomics, 1992) P bassin : bras cinématique (Henchoz et al., JSS, 2010) : P méca = P Rr + P Pot P théo P roue : Powertap 4 paliers de 2 min 4 pentes (5, 7, 9, 11%) Vitesse 4,6 W/kg 5
Résultats Comparaison P roue vs.p théo Pente 5 % 7 % 9 % 11 % P roue 4.67 ± 0.24 4.64 ± 0.29 4.67 ± 0.24 4.76 ± 0.2 P théo 4.58 ± 0.24 4.63 ± 0.27 4.67 ± 0.17 4.79 ± 0.15 Mann Whitney pas de différence significative - Bland Altmann : biais = -0.1 ± 0.16 W/kg (-0.4%) P bassin (W/kg) 50 40 30 20 10 P bassin : 4 à 6 fois supérieure à P roue 0 R² = 0,96 P < 0.05 * * 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Pente (%) Différences significatives selon la pente (ANOVA) alors que P roue identique Diminution P bassin en fonction de la pente ( diminution cadence pédalage) Corrélation inverse entre P bassin et pente (coefficient Pearson : 0.96) Prédominance P bassin cinétique par rapport P bassin potentielle (90-95% P bassin totale) 6
Discussion Importante quantité d énergie produite au niveau du bassin en danseuse : tilting du buste + modification localisation du centre de masse au cours du pédalage? P bassin diminue plus la pente augmente alors que P méca utile (P roue ) constante : Rendement mécanique P roue /P bassin : augmentation de 15 à 30 % selon la pente Moins de perte et meilleur transfert d énergie plus la pente augmente? 7
Discussion Importantes différences interindividuelles (CV = 55%): P bassin totale Evolution W cinétique et W potentielle lors du pédalage (transfert d énergie, antiphase) Travail cinétique (J/kg) W cin W pot Travail potentiel (J/kg) Travail cinétique (J/kg) W cin W pot Travail potentiel (J/kg) Temps (s) Temps (s) Différentes actions des chaînes musculaires des membres inférieurs et supérieurs selon la technique Techniques en danseuse différentes 8
Discussion Etude de cas : comparaison P bassin du groupe à P bassin d un grimpeur top 10 mondial 40 35 30 25 P bassin 20 15 10 5 0 Groupe 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Pente (%) Rendement P roue /P bassin plus faible plus la pente augmente niveau de performance Stockage énergie élastique membres inférieurs? (Hawkins & Hull, J Biomech 1990) Apport énergie élastique musculaire par la technique en danseuse : Oscillations/roulis du bassin Appui sur pédale avec position redressé Grimpeur top 10 mondal 9
Discussion Morphotype (buste court, bras long, bassin & membres inférieurs légers) Technique acquise : effort constant 30-40% en danseuse Recherche d une énergie supplémentaire par les oscillations du corps 10
Applications pratiques Caractérisation de 3 techniques en danseuse utilisées par des grimpeurs de haut niveau avec des mouvements de bassin caractéristiques Objectif : être capable de définir à l aide de biocapteurs des critères objectifs et significatifs en lien à ces différentes techniques 11
Perspectives Etude terrain & laboratoire Cyclistes haut niveau (grimpeurs) avec techniques en danseuse caractéristiques Biocapteur (accéléromètre 3 axes) P méca vs.conso VO 2 vs.analyse du mouvement 12
MERCI DE VOTRE ATTENTION PINOT Julien julienpinot@laposte.net Doctorant CIFRE EA4660, Département Sport-Santé Equipe FDJ.fr Références Belli, A., Rey, S., Bonnefoy, R., Lacour J.R. (1992). A simple device for kinematic measurements of human movement. Ergonomics, 35 (2), 177-186. Caldwell, G., Li, L., McCole, S., Hagberg, J. 1998. Pedal and crank kinetics in uphill cycling. Journal of Applied Biomechanics, 14, 245-259. Duc, S., Bertucci, W., Pernin, J.N., Grappe, F. 2008. Muscular activity during uphill cycling : effect of slope, posutre, hand grip position and constrained bicycle lateral sways. Journal of Electromyography and Kinesiology, 18, 116-127. Fonda, B. & Sarabon, N. 2012. Biomechanics and energetics of uphill cycling: a review. Kinesiology, 44, 1:5-17. Hawkins, D., Hull, M. 1990. A method for determining lower extremity muscle-tendon lengths during flexion/extension movements. Journal of Biomechanics, 23 (5), 487-794. Henchoz, Y., Crivelli, G., Borrani, F., Millet G. 2010. A new method to measure rolling resistance in treadmill cycling. Journal of Sport Sciences, 28 (10), 1043-1046. Millet, G., Tronche, C., Fuster, N., Candau, R. (2002). Level ground and uphill cycling efficiency in seated and standing positions. Medicine & Science in Sports & Exercise, 34 (10), 1645-1652. Poirier, E. 2009. Influence de paramètres biomécaniques et electrophysiologiques sur la technique de propulsion : transition de la posture classique vers la posture danseuse chez le cycliste. Thèse. Université Toulouse III 13