Physique de la démultiplication

Hello ! Petite question curieuse d’aujourd’hui : l’utilisation de manivelles de 100 mm est-elle comparable à l’utilisation de manivelles de 150 mm avec un Schlumpf (en terme de forces) ?

D’un point de vue mathématique, le raisonnement semble cohérent : un rapport d’environ 1:1,5 pour la démultiplication et la différence entre les deux bras de levier, ce qui devrait se compenser (dans les faits, il faudrait des manivelles de 150 * 11 /17 = 97 mm pour être exact).

Pourtant, j’ai l’impression que rouler en Schlumpf demande plus d’efforts. Est-ce seulement une impression ? Ai-je oublié une donnée ?

Se peut-il également que cette impression provienne du fait que le Schlumpf permet d’aller plus vite sans avoir à tourner les jambes plus vite, donc permet de plus forcer sans être déséquilibré ? Dans ce cas, est-ce qu’il faudrait faire le test en montée, dans laquelle ce facteur serait réduit ?

(Je ne suis pas sûr que ma question serve à quelque chose, si ce n’est à étancher ma curiosité :wink: )

PS : on doit pouvoir tenir le même raisonnement pour des manivelles de 89 mm vs du 137/Schlumpf (comme je roule actuellement en 89 sur ma 36, ça peut être intéressant de faire le test :smirk:)

Je pense qu’il y a plusieurs paramètres.
D’abord, les frottements dans le boîtier, ainsi que ceux de l’air (proportionnel a la vitesse, et au carré de la vitesse dans le cas des coefficients de traînée).
De plus, des manivelles plus longues entraînent une plus grande amplitude de mouvements, donc une proportion du mouvement avec un rendement maximum plus faible.
Par conséquent, le rendement est plus faible, et donc on force plus.

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Grand débat, il faudrait trouver la discussion où @Sam1 déployait ce type de théorie (à ce jour non démontrée ! Tu publies dans Nature si t’y arrives !).

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C’est là qu’il nous faudrait le retour du pilote de chasse du sud-ouest qui roulait 20km aller retour pour aller à son travail à 20km/h de moyenne (en 20"). Il avait promis qu’il nous expliquerait la physique (toute simple) qu’il y a sur un monocycle.

Sinon, je n’ai pas le sentiment de forcer plus sur un schlumpf pour une même vitesse. Quand je saute des bosses en 29S/150mm, je ne crois pas que je pourrais le faire en 29/100mm.

Je pense que tu dois définir ce que tu appelles « plus d’effort », car du point de vue physiologique il n’y a pas photo, le schlumpf demande moins d’effort (sans faire de mesure savante d’effort/FC/puissance : sur un marathon tout plat c’est impossible de tenir à 32km/h de moyenne en 36/100mm alors que c’est possible en 36S/150mm).

Le schlumpf a le double avantage de réduire la fréquence de pédalage (moins de répétition des mouvements), et surtout le fait que le mouvement soit plus d’ample permet de d’utiliser plus de fibres musculaires, donc d’avoir plus de force et d’être plus efficace.

Ça consomme peut être autant d’énergie/électricité (?) de faire tourner une 36/100mm et une 36S/150mm, mais c’est le facteur humain/biomécanique qui fait la différence. Un peu de lecture sur les longueurs de manivelles.

J’ai suivi une discussion sur les « ratio » sur le forum inter, @Sam1 avait fait des tableaux de ce genre.

Je trouve intéressant de savoir que les cyclistes en CLM vont mettre des manivelles plus longues, alors que sur piste (pignon fixe), ils mettent des manivelles plus courtes (enfin très court, c’est 160mm).

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Merci pour vos réponses !

@chouch : Je crois que j’ai déjà vu ce tableau, bien que je ne le retrouve pas. Si quelqu’un retrouve la discussion complète, je suis preneur ! :slight_smile:

@toutestbon : Merci pour le retour d’expérience ! Si ça se trouve, mon impression provenait seulement de mes débuts (c’est nouveau donc plus dur). Dans mes souvenirs, mes mollets, cuisses et genoux étaient plus sollicités (je me souviens surtout du Marathon de Rennes de l’an dernier, où j’ai dû abandonner :smiley: ).

Le premier point est effectivement celui que je relève en premier, celui qui me faisait dire qu’au lieu de mes 150 tours/minutes, je pouvais passer à un confortable 100 tours/minutes en Schlumpf en gardant ma même vitesse.
Et si je comprends bien le second point, il revient à dire que le bras de levier est plus long. C’est bien ça ? Ou alors, est-ce une propriété des jambes de pouvoir déployer plus de puissance en faisant des tours plus grands ?

Le bras de levier plus long c’est juste de la physique, tu peux appliquer une force plus faible mais tu dois parcourir plus de distance.

Je parle de la production d’énergie par le corps humain. Avec des manivelles plus longues le mouvement de tes jambes est différent, ce n’est pas le même mouvement, il y a forcément un temps d’adaptation. II faudrait enregistrer l’activité électrique des muscles des jambes (pied, jambes, cuisses…) avec des manivelles différentes longueurs de manivelles pour vraiment se rendre compte des muscles et plus précisément des fibres musculaires sollicitées dans ces mouvements.

On peut illustrer avec un exemple : tu pousses du poids à la presse normalement, et ensuite tu bloques l’articulation des hanches et tu essayes de pousser le même poids, ça va être beaucoup plus difficile, car tu te prives des muscles qui permettent la flexion/extension de la cuisse sur le bassin.

Quand tu pédales à monocycle, c’est un mouvement complexe qui utilise plein de muscles différents. J’ai l’impression qu’avec des petites manivelles tu sollicites plus les muscles de la jambe que ceux des cuisses par rapport à des manivelles plus longues.

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OK, merci pour l’explication ! Je ne l’avais jamais analysé ainsi ; j’ai toujours roulé à l’instinct.

L’avantage (selon moi) des petites manivelles en monocycle, c’est qu’on a (généralement) pas de roue libre, et donc qu’on doit pédaler en continu. Par conséquent, on doit faire un effort pour remonter les pieds. Or, E = m.g.h, m et g ne changent pas, mais si h augmente (disons fois 1.5), l’énergie dépensée est multipliée par 1.5.
Donc, si on prend un mono sans démultiplication, avec des manivelles de 100 (valeur prise au pif), quand on accélère, on force pour accélérer, puis lorsqu’on roule, on tourne très vite les pieds, ce qui essouffle.
Si on prend un mono avec démultiplication, avec des manivelles de 150, on force autant pour accélérer (*1.5 car démultiplication /1.5 par la longueur des pédales), puis,une fois lancé, on fait plus d’effort pour pédaler (effort de montée *1.5, mais meilleur rendement), et on tourne les pieds moins vite, ce qui essouffle moins.
Maintenant, il faudrait faire des calculs plus complexes, mais il semblerait que la démultiplication aide au minimum à ne pas s’essouffler.

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Après ce sont des résultats faits a l’arrache, donc ça reste incertain

Faut aussi se dire que mouliner vite et longtemps, c’est du boulot.
Je veux dire, beaucoup d’entrainement pour réussir à ne pas être crispé pour y arriver sans tomber.
Mais ça a une limite, à partir d’une certaine cadence (ou fréquence), ça « va trop vite » et on perd les pédales / on ne maîtrise plus grand chose.
Au final c’est comme à vélo : sauf exception, on change de rapport de démultiplication selon le relief à vélo et on ne passe pas son temps sur « le grand pignon qui fait mouliner ».

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Pour avancer à la même vitesse, avec des manivelles de 150mm et une démultiplication x1,5, on tourne les pieds dans un cercle 1,5 fois plus grand (94,2cm contre 62,8cm) qu’avec des manivelles de 100mm, quand tu fais 2 tours de roues en 150mm/x1,5, tu fais 3 tours en 100mm (188,4cm dans les 2 cas), les pieds tournent à la même vitesse.

Nouvel exemple : La question de l’adaptation est importante, un champion de saut en hauteur qui toute sa vie a sauté sur le ventre, il se fait battre par quelqu’un qui saute sur le dos. Bien que la nouvelle technique soit plus efficace, il va lui falloir des mois ou des années avant qu’il fasse des performances similaires à ce qu’il faisait sur le ventre.

Quand tu roules avec des manivelles de 100mm depuis 10 ans en mono, tu as intérêt d’être assidu à l’entrainement sur ton schlumpf, car ce n’est pas la simple acquisition d’un matériel plus performant qui suffira à améliorer tes performances. Pour le coup, le mouvement est assez proche, mais cela demande quand même du temps.

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Adieu mes rêves de vous battre tous les deux avec Martin lors des prochains UNICON :cry:

Tu ferais mieux de t’entrainer plutôt que de te lamenter :wink: (et tu ferais mieux de penser à ce qu’on fasse 1, 2 et 3 peu importe l’ordre :partying_face:, ça serait plus noble !)

Depuis plusieurs semaines je fais mon trajet domicile - travail avec mon 36" light en 125mm et avec la selle plutôt basse (par rapport à mes habitudes). Je viens de remonter sur mon 29S/150mm ce matin, il y a quelques mois j’avais baissé la selle d’1 cm et je trouvais ça vraiment bas… aujourd’hui, j’ai l’impression que mes pieds ont du mal à toucher les pédales !

PS : pour la comparaison initiale, le poids de l’axe schlumpf n’est pas négligeable (celui sur mon 36 fait 2kg, c’est un vieux), niveau frottement de l’axe je ne sais pas, et sinon il y a la position du monocycliste qui joue beaucoup (quand le poids est trop vers l’arrière, ça ralenti vraiment et la vitesse passe moins bien)

Eheh, mon dernier message était purement ironique :smirk:
J’ai récupéré mes axes en début de semaine ; ma 36S devrait être prête aujourd’hui si tout se passe bien. Après ça, je suis bien décidé à m’entraîner un maximum pour vous rejoindre sur le podium :smiley:
(À commencer par 70 km mardi. Si vous ne me voyez plus sur le forum à partir de là, je serai officiellement décédé :innocent:)

Je n’ai malheureusement pas la chance de pouvoir aller au boulot en mono, étant donné le fait que l’agence est toujours fermée et que je suis encore en télétravail. Je dois bien avouer que ça me manque !

Pour ton problème de hauteur, tu n’as pas changé les pédales entre-temps ? Je sais que j’ai le même problème quand je passe de mes pédales auto à mes pédales plates.

Réponse au PS : j’avais justement cru comprendre que le poids de l’axe jouait assez peu sur la difficulté à emmener la roue. Il rend certes le mono plus lourd, mais comme la masse en rotation est concentrée au centre du mouvement, la force exercée est assez faible. Donc je n’ai pas l’impression que l’effort supplémentaire soit assez grand pour être détecté.
Il est intéressant que tu parles de position, tiens. La position vers l’arrière est pourtant celle que nous sommes désormais plusieurs à utiliser avec les guidons longs et autres prolongateurs. L’idée est pourtant bien de mettre du poids à l’arrière, non ? Tout en essayant de compenser avec les bras qui viennent forcer à l’avant (c’est peut-être ce détail qui est important, tiens :smirk:).

L’idée n’est pas de mettre du poids à la l’arrière, mais plutôt d’avoir un appui franc sur les bras. Plus tu transfères de poids sur l’avant, et plus la selle va partir vers l’arrière (et moins il y aura de poids sur la selle). Mais ce n’est pas ça qui change la position du centre de gravité du monocycliste. Sur une grande roue, quand on va vite, il y a une tolérance importante sur la position du centre de gravité (= tu ne tombes pas tout de suite si tu n’es pas pile au dessus du mono), et si ton centre de gravité est un peu vers l’arrière, cela va te freiner.

La pratique de la roue libre est un bon exercice pour se concentrer sur l’équilibre au dessus de la selle. :slight_smile:

Et fais attention à ne pas trop en faire d’un coup ! 70km tu as intérêt d’y aller tranquille, si tu veux devenir plus fort il faudra aussi faire de l’intensité sur des entrainements plus courts (plutôt de l’ordre de 10-20km).

Ce soir j’ai prévu de faire 30-35km en 36S avec 5kg de bagages le long d’un canal, de bivouaquer dans mon sursac, et faire les 50km restants par la route demain matin. C’est un Rennes-Saint-Malo mais avec une nuit dehors (d’habitude, je fais 70km en une fois par la route, mais ce soir ce n’est pas possible de faire ça, avec le nombre de voitures, et le vent de face à 20km/h de moy + rafales à 40km/h, mes chances d’arriver à Saint-Malo sont trop faibles).

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Je rebondis juste là-dessus :

En fait, ça devrait être scindé en deux : 50~55 km le matin et 15~20 le soir. J’ai un anniversaire le midi dans la campagne, et le train le plus proche que je peux avoir pour arriver à temps est à une cinquantaine de kilomètres de là où se déroule cet anniversaire. Donc je me suis dit qu’en y allant tranquillement (j’aurai entre 2h30 et 3h pour faire cette distance), ça devrait le faire. J’ai recommencé à faire de la longue distance il y a quelques semaines en 36" / 89 mm et, si les calculs sont bons, ça devrait forcer à peu près autant en 36S / 150 mm. Donc je devrais arriver au bout !
Le soir, j’ai un peu le même problème : pas de gare à moins de 15~20km, donc je pense rouler encore un peu si mes jambes me le permettent. Sinon, je me débrouillerai autrement.

PS : j’ai également prévu de rouler léger : ma poche à eau, des vêtements de rechange légers et quelques barres de céréales pour la route.

Alors, mon 36S/150 est de nouveau monté et j’ai pu faire quelques km aujourd’hui dans les montagnes. Je n’ai vraiment pas l’habitude de rouler avec des manivelles de 150 et ça fait très bizarre. Mais j’ai effectivement l’impression de pousser différemment par rapport à mon 36/89. Comme l’expliquait @toutestbon, c’est effectivement sans doute la différence de longueur qui me demande de pousser autrement, donc d’avoir l’impression de plus forcer. Je vais essayer de rouler en 125 pour ma longue sortie demain, afin de voir la différence :slight_smile:

Après avoir bien forcé aujourd’hui, je peux confirmer : les cuisses travaillent beaucoup plus en 36S/150 qu’en 36/89.
Je n’ai finalement fait que 55 km (d’une traite ce matin), avec une unique « chute » (pieds à terre, sans gravité) aux alentours du 42ème kilomètre. Ma fatigue m’a empêché de shifter correctement et j’ai donc chuté. Les 15 derniers kilomètres ont été vraiment difficiles !
Ce soir, je rentre en voiture :smiley:

Le tracé et le détail de mon parcours : https://www.sports-tracker.com/workout/maxencecornaton/5f0d81168b65722da35828be

Entre le 24 et le 28ème kilomètre, j’ai rencontré un groupe de cyclistes que je me suis amusé à suivre (d’où la réelle augmentation de vitesse et les pointes à 30~35 km/h). Ils ont finalement bifurqué, n’allant pas dans le même sens que moi. C’est dommage, je les aurais bien suivi un peu plus longtemps, c’est assez motivant !

Maintenant, je mesure un peu plus la différence de niveau entre le top mondial (coucou Simon & Martin) et mon niveau actuel. Et c’est cool parce que j’avais peur que ça soit trop simple :smirk:
Au programme, donc : entraînement intensif pour maîtriser correctement le Schlumpf puis renforcement pour améliorer mes jambes :sunglasses:

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Dimanche matin en allant faire un footing, je repensais à cette discussion et je me disais : « Si les pieds tournent à la même vitesse en 36/100mm et en 36S/150mm, il faut quand même faire 3 tours de pédalier avec le 1er et seulement 2 avec le second. S’il y a une similitude au niveau des pieds, la différence semble importante au niveau des cuisses ». Globalement si à la même vitesse, la force nécessaire pour avancer est la même, les muscles sollicités ne sont pas les mêmes. Pour ma part, quand je roule avec des manivelles courtes je sens que ça force dans les jambes, mais pas dans les cuisses.

De mon côté, j’ai fait 37km vendredi soir, camping sauvage, 53km samedi matin. Footing dimanche matin, slackline le soir. Footing lundi matin pendant lequel j’ai rencontré le petit-frère d’@Aurélien (@Leullaulle), que j’ai revu le soir. Et hier aprem retour à Rennes (84km). Un peu mal aux fesses mais prêt à repartir :wink:

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On en arrive donc à la même conclusion. Intéressant !
D’ailleurs, fun fact, j’ai appris ce week-end que le mot « jambe » désignait en fait la partie inférieure du membre inférieur (du genou à la cheville exclus), et non la totalité de ce membre.

Sinon, joli week-end que tu as fait là ! Je ne pense pas que je pourrais en faire de même actuellement, je manque encore un peu d’entraînement. Notamment les 84 km… Pfiou, ça doit tirer à la fin de la journée ! Je crois que mon record actuel est d’environ 65 km en un jour (établi hier :smiley: ), et c’était déjà bien dur sur la fin…