Comprendre et Utiliser le Calculateur de Puissance en Cyclisme

La puissance critique (CP) est un concept fondamental dans le cyclisme, offrant aux athlètes et aux entraîneurs un outil précieux pour évaluer la performance et orienter l'entraînement. En effet, mesurer la CP peut fournir des informations essentielles sur les capacités aérobies et anaérobies d'un cycliste, ainsi que sur sa capacité à maintenir des intensités élevées sur des durées variables. Cet article explore en détail la puissance critique, sa mesure avec un capteur de puissance et son utilisation pour améliorer les performances en cyclisme.

Qu'est-ce que la Puissance Critique (CP) ?

CP (pour "Critical Power" en anglais, ou "Puissance Critique" en français) et W' (souvent prononcé "W prime", représente le "travail au-dessus de CP") sont deux concepts utilisés pour modéliser les performances en cyclisme et d'autres sports d'endurance. La Puissance Critique (CP, en watt) définit la frontière entre les exercices d'intensité élevée et très élevée. Elle représente l'effort moyen maximal qu'un athlète peut maintenir sur une certaine durée sans atteindre l'épuisement.

La CP se situe généralement entre 70 et 80 % de VO2max, et les sportifs entraînés peuvent l’atteindre entre 80 et 90 % de VO2max.

Mathématiquement, l'asymptote de puissance correspond à la CP, tandis que l'hyperbole représente la quantité de travail effectuée au-dessus de la CP (W’).

Figure 1. La relation puissance durée pour l’exercice à haute intensité (Lipokova et al., 2022).

Le modèle de puissance critique est souvent considéré comme plus adapté pour des durées d'exercice dans le domaine de l'intensité sévère (typiquement 2-15 minutes, voire 20 minutes).

Qu’est ce que W' ?

Si vous pédalez pour une puissance de 300 watts (soit votre puissance critique), vous allez pouvoir tenir entre 20 et 40 minutes. Si vous dépassez 300W, vous allez puiser dans vos réserves d’énergie, vos 22KJ, et votre temps est compté. Par exemple, pour une puissance de 400W, vous tiendrez environ 3min30 et pour une puissance de 360W, vous tiendrez 6 minutes environ. Lorsque l'effort dépasse la CP, W’ est dépensée, le VO2max est atteint, et l'intolérance à l'effort se manifeste. Ces concepts aident à planifier et optimiser l'entraînement et les performances en endurance.

Différences clés entre CP et FTP

La principale différence entre la CP et la FTP réside dans la durée des efforts qu'elles évaluent. Alors que la CP se concentre sur la puissance maintenue pendant des durées variables, allant de quelques minutes à 20 minutes, la FTP se concentre spécifiquement sur la puissance maintenue pendant une heure.

L’étude de Karsten et al. (2021) visait à comparer puissance critique et FTP. Les tests de CP comprenaient des efforts de 12, 7 et 3 minutes, avec 30 minutes de repos passif entre chaque effort. Les tests de FTP consistaient en un effort de 20 minutes. Les résultats ont montré une corrélation significative entre CP et FTP, avec une probabilité de plus de 90 % que CP soit supérieur à FTP. Les deux paramètres étaient fortement corrélés mais ne devraient pas être utilisés de manière interchangeable.

Il est important de noter que bien que la CP et la FTP soient des mesures différentes, elles sont souvent utilisées conjointement dans la planification de l'entraînement.

En résumé, CP et FTP sont tous deux des paramètres importants de la performance en cyclisme, mais ils reflètent des aspects différents du fonctionnement métabolique et physiologique de l'athlète. CP met l'accent sur la capacité à maintenir une intensité soutenue sur des périodes plus courtes, tandis que FTP met l'accent sur la capacité à maintenir une intensité élevée sur des périodes plus longues.

Définitions supplémentaires :

• W′ : C'est la capacité totale de travail au-dessus de la CP.
• Wexp′: C'est le travail dépensé au-dessus de la CP jusqu'à présent.
• τW′ : C'est la constante de temps pour la reconstitution du W′. Elle représente la rapidité avec laquelle le W′ se reconstitue pendant la récupération. diminuent et W'Bal également.

Un outil indispensable : le capteur de puissance

Les capteurs de puissance sont des outils indispensables pour les cyclistes souhaitant mesurer et analyser leur performance de manière précise et efficace.

Types de capteurs de puissance :

• Capteurs de pédalier : Ces capteurs sont fixés au niveau du pédalier du vélo et mesurent la force appliquée par le cycliste lorsqu'il pédale. Ils offrent une mesure directe de la puissance produite par le cycliste et sont souvent considérés comme précis et fiables.
• Capteurs de moyeu de roue : Ces capteurs sont intégrés dans le moyeu de la roue arrière du vélo et mesurent la puissance en fonction de la force exercée sur la roue pendant la rotation.
• Capteurs de manivelle : Ces capteurs sont fixés au niveau des manivelles du vélo et mesurent la puissance en fonction de la flexion de la manivelle pendant le pédalage. Ils offrent une mesure directe de la puissance produite par chaque jambe du cycliste et peuvent être particulièrement utiles pour détecter les déséquilibres de puissance entre les jambes.

Conseils pour l'utilisation des capteurs de puissance :

• Calibrage régulier : Assurez-vous de calibrer votre capteur de puissance régulièrement pour garantir des mesures précises.
• Positionnement correct : Montez votre capteur de puissance conformément aux recommandations du fabricant pour garantir des mesures précises.
• Vérification des piles/de la batterie : Assurez-vous que les piles de votre capteur de puissance sont suffisamment chargées avant chaque utilisation.

Comment Déterminer sa Puissance Critique ?

Les cyclistes avaient 20 minutes de récupération passives entre les 2 tests mais vous pouvez tout à fait faire ces 2 tests sur 2 jours différents avec 24h de récupération entre ceux-ci. Gardez à l’esprit que vous reproduirez exactement le même protocole pour évaluer vos progrès. Avant de vous engagez sur un test comme celui-ci, il faut que vous vous connaissiez bien car il est difficile de tenir ce type d’effort maximal. Un test de familiarisation peut être fait dans les semaines précédentes le test. Une fois vos 2 ou 3 tests effectués, vous pouvez rentrer vos résultats sur le document suivant en l’ayant téléchargé avant de l’utiliser.

Pour obtenir la meilleure répartition des durées, nous vous recommandons également d’ajouter un test de 20 minutes pour plus de précision. Les tests de puissance critique doivent être effectués à des jours différents, avec au moins 24 heures de repos entre les deux, afin que vos résultats ne soient pas influencés par la fatigue. Lors de ces tests, l’échauffement est important. Après avoir effectué vos efforts maximaux sur 3 et 12 minutes, renseignez ces valeurs dans le formulaire ci-dessous.

L’avantage principal du test de puissance critique est qu’il permet d’obtenir deux marqueurs physiologiques en un seul test : la puissance critique et le W’. Dans le cas où vous seriez plus performant sur les efforts anaérobiques (efforts courts de 10 secondes à 3 minutes environ), la puissance critique est plus pertinente pour définir vos zones d’entrainement. La raison est simple. Comme les tests FTP linéaires ou les Ramp Test se basent sur une seule filière énergétique, ils peuvent entrainer une sûr ou une sous-estimation de votre FTP. Si vous vous entrainez avec la FTP, vous êtes peut-être frustrés de ne pas voir votre valeur brute de FTP augmenter. Vous avez alors l’impression de stagner. Pourtant, cela ne veut pas dire que vous ne progressez pas. Dans ce cas, effectuer de nouveaux tests courts de 3 et 12 minutes et utiliser la puissance critique pour monitorer sa progression est alors intéressant.

Suivre la progression

En effectuant régulièrement des tests de CP, vous pouvez suivre votre progression au fil du temps. En observant comment votre CP évolue, vous pouvez évaluer l'efficacité de votre programme d'entraînement et apporter les ajustements nécessaires pour continuer à progresser. Cela peut vous aider à rester motivé et à atteindre vos objectifs de performance.

Planifier les courses

La connaissance de votre CP peut également être précieuse lors de la planification des courses. En comprenant votre capacité à maintenir une certaine puissance pendant des durées spécifiques, vous pouvez élaborer des stratégies de course plus efficaces. Par exemple, vous pouvez décider du moment optimal pour attaquer ou répondre aux attaques de vos concurrents en fonction de votre CP et de votre capacité à maintenir l'intensité nécessaire.

Les limites et les outils de la puissance critique

Bien que la puissance critique soit un outil précieux pour structurer l'entraînement et optimiser les performances, elle présente certaines limites. L'un des principaux défis réside dans la variabilité individuelle. La CP peut fluctuer en fonction de l'état de forme, de la fatigue accumulée, et des conditions environnementales telles que la température et l'altitude. De plus, la méthode de test et la précision des capteurs de puissance peuvent influencer les résultats. Il est donc essentiel de répéter les tests régulièrement pour ajuster les zones de puissance en fonction de l'évolution de votre condition physique.

Les outils pour déterminer la CP se sont diversifiés avec l'avancée technologique. Des plateformes d'entraînement en ligne intègrent des calculs automatiques de la CP basés sur les données de performance. Les capteurs de puissance modernes, comme ceux de Garmin, et Wahoo, fournissent des mesures précises et fiables, facilitant la collecte des données nécessaires pour estimer la CP.

Enfin, il est essentiel d'utiliser la CP en complément d'autres indicateurs de performance et de bien-être, tels que la fréquence cardiaque, la variabilité de la fréquence cardiaque, et les sensations subjectives de fatigue et d'effort.

Puissance normalisée vs Puissance moyenne

En vélo, lorsqu’il s’agit d’analyser ses performances entre les sorties et de voir sa progression à l’entraînement, faut-il se concentrer sur la puissance normalisée ou la puissance moyenne ?

L’entraînement en vélo avec un capteur de puissance offre une multitude de mesures sur le vélo et d’analyses après les sorties, mais il peut être difficile de choisir sur quoi se concentrer. L’une des façons les plus importantes d’évaluer vos performances est de voir la puissance que vous pouvez maintenir pour une durée ou une distance donnée. Avant d’examiner la puissance normalisée, il convient de préciser comment fonctionne la puissance moyenne. Tout au long d’une sortie, la puissance moyenne est constamment calculée sur votre compteur GPS vélo. Il s’agit simplement de la puissance totale de votre sortie divisée par la durée de la sortie.

À première vue, le calcul de la moyenne semble être un excellent moyen de déterminer l’effort que vous fournissez pendant une séance et il peut être utile pour les sorties pour comparer des efforts ou des sorties entre-elles. Mais le problème se pose davantage lorsqu’il s’agit d’une pratique plus variée du vélo en extérieur sur des parcours vallonnés ou montagneux. Le résultat est un chiffre quelque peu simplifié qui ne reflète souvent pas l’intensité réelle que vous ressentez pendant l’entraînement.

La puissance normalisée (Normarlized power ou NP) est une mesure popularisée par la plateforme d’entrainement TrainingPeaks. On la retrouve dans la plupart des outils d’analyse (comme Garmin ou autre) sous le nom de Normalized Power ou puissance pondérée. L’une des choses qui surprend les cyclistes, c’est cette variation de la puissance normalisée par rapport à la puissance moyenne. Parfois, elle suit de près votre moyenne, parfois elle est largement plus élevée. Alors, pourquoi faut-il y prêter attention ?

En utilisant un algorithme décrit par Training Peaks comme « un peu complexe », la puissance normalisée compense les hauts et les bas de votre parcours pour mieux refléter l’effort global que vous avez fourni. Avec la puissance moyenne, l’effort considérable de la montée à haute intensité est quelque peu annulé par toutes les données de puissance nulle enregistrées lors de la descente en roue libre de la montée. C’est particulièrement utile lorsque vous vous attaquez à différents parcours, conditions et terrains. Le fait de constater des augmentations de PN pour des durées de course et des efforts perçus similaires indique une amélioration de la puissance et de la condition physique sans avoir à suivre le même parcours ennuyeux.

Tableau récapitulatif des différences entre CP et FTP

Pourquoi la puissance critique peut constituer une meilleure alternative à la FTP ?

Lorsque l’on cherche à structurer son entrainement et à définir ses zones, les valeurs de FTP et de PMA ont souvent la faveur des cyclistes. Pourtant, la puissance critique peut constituer une meilleure alternative, représentant plus fidèlement vos capacités physiologiques et reposant sur des concepts scientifiques plus solides.

La puissance critique est le seuil de puissance qui peut être maintenu pendant une durée prolongée (30 à 40 minutes environ), sans diminuer ses réserves anaérobiques, autrement dit, sans conduire à l’épuisement. La puissance critique découle directement du concept de puissance/durée, qui suit une courbe hyperbolique. Le temps d’épuisement à l’effort est directement lié à l’intensité de ce dernier. La courbe W’ représente la réserve énergétique, qui évolue en fonction de la puissance et du temps, et s’exprime en kilojoules (kJ). Avec le CP (pour Critical Power en anglais), il est ainsi possible d’estimer un temps limite avant épuisement à une puissance donnée. Il est vrai que la puissance critique et le W’ sont intimement liés. Effectivement, le W prime représente la quantité de travail qui peut être effectuée au-dessus de la puissance critique.

En moyenne, les athlètes d’endurance ont généralement un W’ compris entre 15 et 25 kJ pour les hommes, et entre 10 et 18 kJ pour les femmes.

Bien que les termes de FTP et de puissance critique soient souvent associés, ces deux valeurs sont bien distinctes. Partant de ce principe, vous savez que votre puissance critique est forcément supérieure à votre FTP, mais quelle est la différence exacte ? Si l’on prend la moyenne des athlètes que nous avons testé, leur valeur de FTP se situe généralement entre 92 et 94% de leur CP.

Pour mieux comprendre l’intérêt de la CP, prenons l’exemple d’un cycliste à la puissance critique de 316w et au W’ de 22,9 kJ. Lors d’une sortie de 5 heures, il réalise un effort maximal de 15 minutes à 366w. Au début de l’effort, son W’ est à 22,48 kJ, soit 98% de son niveau maximal de réserves anaérobiques. L’effort sur la durée des 15 minutes est maximal, il est donc normal de s’approcher au plus proche de l’épuisement totalement du W’.

Prenons un autre exemple. Ce même coureur réalise un critérium où les efforts s’enchainent et le temps de récupération est court. Le départ est très rapide, il fait beaucoup d’efforts et dès la 5ème minute de course, le coureur a consommé une bonne partie de sa réserve de W’ (Sur le graphique vert, la ligne grise correspond au niveau d’épuisement du W’). À ce moment, il a besoin de récupérer. Ensuite, au km 9, il effectue un nouvel effort considérable pour rejoindre le groupe d’échappés. Il passe alors en dessous du W’. Les chiffres sont en accord avec les sensations, car il a fini par exploser de l’échappée qu’il avait rejoint et mettra plusieurs dizaines de minutes à tenter de récupérer de son effort dans le peloton.

RÉFÉRENCES

• Clark, B., & Macdermid, P. W. (2021). A comparative analysis of critical power models in elite road cyclists. Current Research In Physiology, 4, 139‑144.
• Karsten, B., Petrigna, L., Klose, A., Bianco, A., Townsend, N., & Triska, C. (2021). Relationship Between the Critical Power Test and a 20-min Functional Threshold Power Test in Cycling. Frontiers In Physiology, 11.
• Lipková, L., Kumstát, M., & Struhár, I. (2022). Determination of Critical Power Using Different Possible Approaches among Endurance Athletes : A Review. International Journal Of Environmental Research And Public Health/International Journal Of Environmental Research And Public Health, 19(13), 7589.
• Skiba, P. F., Clarke, D., Vanhatalo, A., & Jones, A. M. (2014). Validation of a Novel Intermittent W′ Model for Cycling Using Field Data.
• Simpson, L., & Kordi, M. (2017).
• Maturana, F. M., Fontana, F. Y., Pogliaghi, S., Passfield, L., & Murias, J. M. (2018).
• Karsten, B., Petrigna, L., Klose, A., Bianco, A., Townsend, N., & Triska, C. (2020). Relationship Between the Critical Power Test and a 20-min Functional Threshold Power Test in Cycling.
• Poole, D. C., Burnley, M., Vanhatalo, A., Rossiter, H. B., & Jones, A. M. (2016).
• Vanhatalo, A., Jones, A. M., & Burnley, M. (2011).

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