La bonne fréquence de pédalage, qu’en penser, force ou vitesse ?

               La vélocité :  Retour en haut de page

La vélocité que l’on peut définir comme la capacité à pouvoir atteindre et maintenir une fréquence de pédalage élevée est une qualité indispensable du coureur cycliste, elle est impliquée dans la coordination, le maintien d’une puissance élevée, ainsi que la bonne irrigation des muscles. 

En cyclisme nous pensons que la puissance est la résultante de la force et de la vitesse, et la question que l'on se pose est de savoir laquelle de ces deux composantes est la plus importante. Une explication courante est de dire que lorsque l’on utilise un développement plus grand, il se produit une diminution de la fréquence de pédalage, et que par conséquent pour palier à cette baisse de vélocité il faut la travailler.

 Or nous savons que la vitesse :

  • est peu entraînable (15 à 20 %) et qu’elle présente une forte dépendance génétique.

  • dépend du type de fibre musculaire (lente ou rapide)

  • dépend de la force musculaire

  • dépend de la capacité de coordination.

     Les fibres rapides ont une fréquence de contraction supérieure aux fibres lentes, une proportion élevée de fibres rapides prédispose donc à être explosif et rapide dès les premières contractions.

Plus la résistance opposée aux muscles est grande, et plus la force maximale est déterminante pour provoquer une vitesse élevée. De plus l’amélioration de la force entraîne souvent une augmentation de la vitesse. Enfin la force est plus entraînable (30 à 50 %) que la vélocité. Une fréquence de pédalage élevée implique au niveau des muscles des contractions et relaxations rapides des antagonistes et agonistes. Une bonne coordination intra et inter musculaire permet une meilleure coopération entre les différents muscles actifs. 

Il semble donc que pour être véloce il faille être fort, coordonné, et avoir une proportion de fibres rapides assez grande. A cela nous pouvons rajouter des facteurs nerveux tel que la conduction de l’influx nerveux, l’état de fatigue du muscle… Pour développer la vélocité il faudra donc effectuer un travail de coordination sous forme d’endurance vitesse (petit plateau), solliciter les fibres rapides (travail en sprint), et un travail de force maximale.

Hors pour avoir la même fréquence de pédalage avec un braquet de 52*15 et un 52*14, il faut produire plus de force et non plus de vitesse. 

Quel est alors l’importance du développement et de l’entraînement de la vitesse ?

On sait qu'avec l'âge et l'entraînement il se produit une augmentation de la proportion de fibres lentes (moins puissante et plus endurante) et une diminution des fibres rapides (plus puissante et moins endurante). Ceci a pour conséquence de diminuer la fréquence de pédalage optimale pour une puissance donnée. Ce n'est pas toujours l'amélioration de la force musculaire qui implique chez les cyclistes les moins jeunes l’utilisation de fréquence de pédalages plus lente. Ce phénomène semble liée à des modifications structurelles du muscle dans un objectif d'économie et non de puissance. 

         Ainsi on observe chez les cyclistes qui adoptent souvent une fréquence de pédalage faible, une diminution de leur vitesse de mobilisation segmentaire, et donc, une diminution de leur puissance musculaire, pour des efforts qui impliquent une forte participation de la phosphagénolyse et de la glycolyse. 

L’objectif de l’entraînement de la vélocité serait plutôt de réduire ce phénomène de transformation de la structure et de la motricité du muscle. Pour beaucoup de cyclistes et entraîneurs la vélocité est la qualité de base qui serait le gage d'une longue carrière, de beaucoup de progrès et de peu de douleurs tendineuses et lombaires. Il y a sûrement une grande part de vrai dans tout cela, mais comment l'expliquer, peut être qu’une fréquence de pédalage élevée favorise le passage du flux sanguin ce qui en théorie :

  • facilite le travail cardiaque et la capacité d'irrigation du muscle.

  • facilite le travail musculaire

  • permet de diminuer l'apparition de la fatigue musculaire.

De plus un travail à vitesse élevée devrait améliorer les capacités de coordinations intra et inter musculaire. 

D'autre part chez les tous jeunes cyclistes (5 à 16 ans) la fédération fait en sorte que les braquets soient limités afin de privilégier la vélocité sur la force. Il serait difficile de justifier une telle pratique de façon précise, mais l'expérience et l'intuition montre que les coureurs qui utilisent de gros développements ne pourront pas atteindre le haut niveau. En tous cas si on se réfère au modèle des phases sensibles de l'entraînement des qualités physiques, il apparaît que :

  •  la vitesse, la coordination motrice, la capacité d'apprentissage d'un geste, l'endurance aérobie sont fortement recommandées dans l'enfance.

  • la force musculaire, la puissance anaérobie doivent être travailler beaucoup plus tardivement. 

En résumer nous pouvons dire que dans la relation force / vitesse, ce n’est pas la vitesse qui est la plus déterminante pour être puissant mais la force. Et donc pour améliorer la puissance musculaire il faut faire un travail visant à augmenter la force maximale, et un travail en vélocité visant au maintien d’une forme de vélocité de base.

 L’endurance de force :   Retour en haut de page

En cyclisme les contraintes énergétiques aérobie et anaérobie incitent les cyclistes à adopter une méthode de développement de la force particulière qui s’apparente plus à un entraînement de l’endurance de force (usage de gros braquet sur des efforts prolongé) que de la force maximale. 

Les justifications avancées sont que pour un effort de type aérobie ou anaérobie ce qui limite la production de puissance sera le VO2max et la fatigue musculaire qui en découle. Ainsi la capacité à supporter la fatigue musculaire consécutive à une haute intensité d’effort dépend de l’endurance locale musculaire. Ce qui est  assez vrai, mais il y a toujours une confusion entre endurance de force et la force maximale, si bien que nous croyons améliorer notre force musculaire en effectuant ce genre d’entraînement..

En réalité la fatigue et douleur musculaire qui accompagnent ce genre d’effort dépendent de :

  •   épuisement rapide des réserves en glycogène.

  •  accumulation d’acide lactique, qui a pour conséquence :

  1. inhibition de différents systèmes enzymatiques

  2. sensation de douleur

  3. raideur musculaire… 

Et pour un effort  plus prolongé d’autres facteurs entrent en jeu 

  • dérèglement de la contraction et modification de l’équilibre physico chimique

  • diminution de la libération d’hormones cotico / stéroïdes et d’adrénaline.

 Pour ces raisons les cyclistes ont tendance à effectuer des entraînements en End de Force. En effet nous savons que ce procédé améliore la capacité tampon du muscle, la capacité de mise en réserves de CP et de glycogène ainsi que la capacité de récupérations des muscles impliqués dans l’effort.  

Cependant la méthode de musculation en endurance de force utilisée en cyclisme n’a pratiquement aucune influence quant à l’amélioration de la force maximale du muscle. Bien sur ce genre d’effort donne l’impression de solliciter fortement la force musculaire part la sensation de douleur qui en découle. Mais cette douleur est due en partie à l’acidose musculaire, la diminution du flux sanguin dans le muscle.

L’endurance de force permet en réalité d’améliorer la capacité à utiliser longtemps un braquet important à une fréquence de pédalage réduite. Mais en aucun cas cela permet de produire plus de puissance. 

Il est important que l’entraînement de la force maximale soit conduit de façon différente. Même si en cyclisme on n’utilise pas 100% de sa force maximale, l’entraînement de cette qualité musculaire semble très important. 

En effet :

  •         L’endurance de force dynamique dépend fortement du niveau de force maximale que l’on utilise, plus on utilise un fort % de force max et moins on peut maintenir longtemps cet effort. Ainsi, si pour évoluer à 100 % de VO2max j’exploite 40 % de ma force maximale, j’accumulerai plus de fatigue que quelqu’un qui n’exploite que 30% de ma force maximale max.

  •         Plus la charge relative imposée au muscle est grande et plus le niveau de force maximale sera prioritaire sur la qualité de vitesse pour produire une grande puissance.  

Ce qu’on peut en déduire :

  •         C’est que la capacité à soutenir une intensité d’effort élevée dépend de l’endurance locale dynamique des muscles, et que celle ci dépend de la force maximale, de la capacité du muscle à supporter et traiter l’acidose, et aussi des réserves énergétiques disponibles. 

  •         Que la production d’une fréquence de pédalage élevée avec un gros développement dépend plus de la force maximale que de l’endurance de force ou de la vitesse maximale. 

Ainsi, plus le muscle est fort et plus il est apte à provoquer une vitesse de pédalage élevée avec un gros braquet. Ce qui dans la réalisation d’un effort en PMA pourrait permettre de solliciter plus profondément les processus de consommation d’oxygène. Mais aussi de solliciter plus profondément l’endurance locale dynamique. 

Finalement, il est important pour les cyclistes de bon niveau d’intégrer à leur entraînement des procédés visant à développer la force maximale. Dans l’objectif d’augmenter l’endurance musculaire à une puissance donnée, mais aussi la puissance maximale du muscle. 

Quelle est la fréquence de pédalage la plus économique ?   Retour en haut de page

Ces quelques paragraphes résument les recherche de scientifique qui se sont intéressés à l’influence de la fréquence de pédalage en cyclisme :  

MONOD et FLANDROIS constatent qu’il faut utiliser une fréquence de pédalage faible pour réduire la consommation d'O2 et avoir un  meilleur rendement. Toutefois cette constatation n'est valable que pour des efforts nettement inférieurs à VO2max ou PMA, en effet plus  l'intensité relative ou absolue de l'effort augmente plus la fréquence de pédalage optimale (économique) augmente.

Pour des hautes fréquences de pédalage il semble que le rendement soit mauvais. En effet la vitesse des jambes représente une grande quantité de mouvement qui coûte cher en énergie.

HAUTIER (1999), SARGEANT(1994) constatent que le recrutement des fibres rapides est plus important pour des fréquences de pédalages élevées ou très faibles qui nécessite un niveau de force important. Il semble exister une fréquence de pédalage optimale pour recruter préférentiellement les fibres lentes. Cette fréquence de pédalage optimale est d'autant plus élevée que l'intensité de l'effort est importante. En revanche, THOMAS remarque que le recrutement préférentiel des fibres rapides ou lentes n'est plus valable dès que l'intensité atteint le seuil anaérobie et se rapproche de VO2 max.

Enfin, HAUTIER, constate que la fréquence de pédalage optimale du coureur en sprint dépend de sa typologie musculaire. Plus le coureur aura de fibres lentes et plus il obtiendra sa puissance maximum avec une fréquence de pédalage faible, produisant une force supérieure à chaque coup de pédale.

THOMAS, rapporte aussi que lors d'un effort continu au-dessus du seuil anaérobie, le VO2 n'est pas stable, il continue de grimper jusqu'à épuisement du coureur. Cependant, la vitesse à laquelle se produit la dérive de VO2 et le temps d'épuisement semble corrélé à la typologie musculaire. Ainsi, les coureurs avec beaucoup de fibres rapides arrivent plus vite à épuisement. Les fibres rapides semblent avoir un moins bon rendement, leur mise à contribution s'accompagne d'une augmentation de la température, d'une augmentation de l'activité des pompes à calcium impliquées dans la contraction musculaire, mais aussi d'un surcroît d'énergie utilisé pour recycler l'acide lactique.

Plus un individu dispose de fibre lente, et plus son seuil d'effort ou se produit une dérive de la consommation d'O2 sera élevée et donc proche de son VO2 max.

Enfin  DOREL explique que si un coureur est plus économe à des fréquences de pédalage basses, ceci n'est plus vrai dès que l'effort approche des 80% de VO2 max, à partir de cette intensité le coureur ne peut plus atteindre son VO2 avec des fréquences basses. Le niveau de force exigé devient trop contraignant pour le muscle. On soupçonne qu'avec de basses fréquences de contraction du muscle pour un niveau de force élevée le débit et la répartition du sang est perturbée et ne permet plus un approvisionnement suffisant en O2. On sait aussi qu’il existe une fatigue neuromusculaire plus importante quand on mobilise sa force maximale pour une puissance donnée.

 Voici ce que l’on constate en course :

Bien souvent les cyclistes de haut niveau sur route utilisent des développements importants et ne savent plus adopter des fréquences de pédalage élevées. Ceci vaut surtout dans le cadre d'une course de plus de 2 heures. Dans ce contexte, les fibres rapides sont très vite épuisées, et n'ont pas l'occasion de récupérer pendant la course, de plus la diminution des réserves en glycogène est telle que ces fibres ne trouvent plus guère de substrat énergétique à métaboliser. Ainsi, les cyclistes fonctionnent avec une fréquence de pédalage relativement faible qui leur permettent de solliciter les fibres lentes avec un niveau de force élevée. Ceci est surtout vrai en fin de course, ou même les sprints se font sur des développements importants à des fréquences de pédalages très modestes en comparaison des pistards.

Compte tenu de la durée de l'effort, il est naturel que les coureurs adoptent inconsciemment une attitude économe. Toutefois, les coureurs qui sont capables de faire la différence sont souvent ceux qui ont les moyens de recruter leurs fibres rapides en mettant en jeu la glycolyse à plein régime. En revanche, on ne sait pas encore pourquoi ces coureurs sont capables de varier le mode de fonctionnement de leurs muscles pendant l'effort. Peut être sont ils à un niveau de condition physique qui leur permet de ne pas s'épuiser trop vite et de conserver une certaine fraîcheur physique et morale en fin de course.

Quant au cas de Lance Armstrong, il ne constitue pas un exemple scientifique, car il s’agit d’un cas isolé dont on ne connaît pas la préparation physique ni les conséquences de son cancer... De plus, si Lance est le plus véloce de tous les coureurs cyclistes ayant remporté le Tour de France, Bjarne Ris est lui le moins véloce de tous, et nul doute que si Bjarne avait commencé à obtenir des résultats plus jeune il aurait put remporter d’autres Tour de France. Il ne faut pas chercher des référence quant au meilleur compromis, surtout que l’on ne sait pas encore les effets du dopage sur ce sujet..

 

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