9 plein de chiffres

9 plein de chiffres...

9-1 Quel niveau sportif atteindre pour être à l'aise?

La vitesse de la marche étant de 5km/h, celle du vélo de 20 à 30 généralement, 25, et la barque entre 6 et 9 km/h nous avons alors les gammes de puissance.

75 à 150 watts pour la marche, qui varie du simple au double de dépense énergétique suivant qu'elle est pratiquée en plaine ou en montagne, les pointes de puissances sont exigées par les gains d'altitude, monter une pente sans ralentir sur un sentier historique demande souvent plus de 250 watts, comme monter un col à vélo sans même avoir à courir: du 5km/h sur du 25% est comme 10km/h sur du 14% et correspond à monter dans les 1400m/h.

100 à 450 watts pour le vélo, 150 watts en général.
75 à 400 watts pour la barque, 100 watts en général, 400 ponctuellement pour pratiquer une compétition de vitesse (1000m en 6mn).

Sur le plat, la marche peut être remplacée par la course à pieds (vers 15 à 20km/h)
La course à pieds est un moyen de transport qui peut être moins fatiguant que la marche si on a la puissance pour courir sans sortir de sa zone d'endurance: Le temps est divisé par 2 à 3 et il est souvent moins fatiguant de faire un effort moyen durant 1h qu'un effort très modéré pendant 2 à 3h... L'inconfort de courir est du aux secousses et à la température, comme pour le fitness en salle ou les sports lents à forte dépense qui sont la course à pieds, l'aviron, et la grimpée cycliste de cols raides à vélo (il ne faut pas porter de bagages) et au dégagement de chaleur (si on est habillé pour marcher, on devra quitter les vêtements et les porter ou les ranger pour courir, si on part léger pour courir, on aura froid si on fait des pauses, si on court l'été on aura toujours très chaud)

En parlant kilocalorie, la marche se chiffre entre 250kcal/h et 500kcal/h (ponctuellement plus de 1000 kcal/h durant une ascension de montagne).
Marcher 5h par jour double facilement la ration calorique quotidienne si il est possible de consommer ces calories à une vitesse suffisante (le pouvoir de consommer les kilocalories dépend du débit d'oxygène qu'il est possible d'utiliser, dit VO2 en litre par minute)... Le touriste moyen découvrant la montagne devrait marcher 15h au lieu de 5, il ne peut donc pas de dépenser autant.
Les possibilités de l'athlète sont de l'ordre de 1000 kcal/h dont plus de 500 sont pris sur les graisses et celle de l'homme sédentaire... 300kcal/h dont seulement 50 sont pris sur les graisses...

9-2 Relation entre la puissance et la course à pieds

Tableau 1: pour les rameurs utilisant la plus répandu des machines (Concept 2)
Cette machine indique des watts qui correspondent à un rendement de 18%
50 55 60 65 70 75 80 85 90 95Kg
10 117 128 140 152 163 175 187 199 210 222
11 128 141 153 166 179 192 204 217 230 243
12 139 153 166 180 194 208 222 236 250 263
13 150 165 180 195 210 225 240 255 270 285
14 161 177 193 210 226 242 258 274 290 306
15 173 190 207 225 242 259 277 294 311 328
16 185 203 222 240 259 277 296 314 333 351
17 197 217 236 256 276 295 315 335 354 374
18 209 230 251 272 293 314 335 356 377 398
19 222 244 266 288 311 333 355 377 399 422
20 235 258 282 305 329 352 376 399 423 446
watts fois 1.034 pour test 1500 vers 2km ergo
watts fois 1.155 test 3000 vers 2km ergo
V= (P/2.8)^(1/3) (en mètres par seconde)
T= D/V/3600 (en heure)

Tableau 2: avec les watts donnés par un vélo ergométrique qui correspond à 23% de rendement, plus proche des valeurs que donnent les vélos des tests d'effort médicaux.
Exemple: pour courir à 15km/h à 70Kg de poids il faut 309 watts.

50 55 60 65 70 75 80 85 90 95Kg
10 149 163 178 194 208 223 238 254 268 283
11 163 180 195 212 228 245 260 277 293 310
12 177 195 212 229 247 265 283 301 319 336
13 191 210 229 249 268 287 306 325 344 364
14 205 226 246 268 288 309 329 350 370 390
15 221 242 264 287 309 330 353 375 397 419
16 236 259 283 306 330 353 378 401 425 448
17 251 277 303 327 352 376 404 428 452 477
18 267 293 320 347 374 401 428 454 481 508
19 283 311 339 367 397 425 453 481 509 539
20 300 329 360 389 420 449 480 509 540 569

On aura une idée plus rapide des performances en considérant le rapport puissance sur poids.
Km/h puissance/poids
1 non coureur musclé du haut du corps (mauvais rendement musculaire pour la course)
2 pratiquants occasionnels de la course à pieds sportif ailleurs (correspond aux rameurs "qui courent bien")
3 uniquement coureur et avantagé par sa constitution, équipée spécialement, technique de course à pieds bien rodée.
1 2 3
10 3.18 2.97 2.69
11 3.5 3.27 2.95
12 3.78 3.53 3.22
13 4.1 3.83 3.49
14 4.41 4.12 3.76
15 4.71 4.41 4.03
16 5.04 4.71 4.30
17 5.37 5.02 4.57
18 5.72 5.35 4.84
19 6.07 5.68 5.11
20 6.41 6.00 5.38
En gros la vitesse en course à pieds est bien proportionnelle à la puissance car la résistance de l'air est faible et la course est en fait une succession de bonds. Prenez toutefois ces valeurs comme des ordres de grandeur à 2 ou 3 dixièmes près (précision = 5%)

Les valeurs "en endurance" de puissance sur poids supérieures à 5.5 semblent irréalistes. Ceux qui font le marathon à 20km/h sont très affûtés, sans être anormalement puissants.
On remarque que la plage d'endurance "de la plupart des gens" étant en dessous de 1.5 watts par kilos, il est impossible de courir pour eux sans se faire mal pour eux, même avec un physique de coureur à pieds (léger, tout en jambes...).

On se repère souvent sur la vitesse des marathons: ATTENTION!!!
La puissance "marathon" est en fait non pas de l'endurance mais quasiment du travail au seuil, à la limite haute de la puissance en "résistance" quasiment, pour ceux qui courent en moins de 2h30, c'est même la puissance presque uniquement tirée des sucres qui ne serait possible "normalement" que pour 1h15 maximum, peu en dessous de la puissance du "record de l'heure". Si cela est possible pour une durée de l'ordre de 2h à 2h30, multipliée par 2. C'est le fait d'un régime alimentaire dissocié consistant en une cure de protides associée à une privation de glucides suivie par une cure de glucides "régime pâtes" pour accumuler par surcompensation suivant un manque le double de réserves de glycogène.
Ce régime ne pouvant pas être quotidien, l'allure marathon ne serait en condition normale seulement possible que de 1h15 ~ 1h30, même en situation de compétition menant à l'épuisement. Pour un moindre niveau la logique change car on dépasse de toute façon 2h30 et des que l'on augmente un peu la durée on doit la gérer sur une zone d'effort moins intense, plus loin du seuil pour utiliser un peu de lipides. La différence au résultat est bien plus grande que la différence de niveau qu'on observerait en "vitesse possible sur une heure".

Je suis Gérard MARTIN, coach du VRC92 j'ai effectivement couru le marathon en 2h22'40" (et non 2h20) en 1980, sans aucun artifice,
Je m'entraînais plus de 200 bornes par semaine, et je faisais aussi beaucoup de qualité, puisque je courais aussi le 3000 m en 8'13"

22km/h ferait 115 à 120% puissance seuil aérobie-anaérobie, le maximum possible sur des durées entre 5 et 10 minutes (comparable à une course d'aviron sur 2km) soit seuil vers 19 km/h et il courre à 17.8 km/h soit vers 93 à 97% du seuil (le seuil est calculé à la louche mais on est bien pas très loin des 95% habituel). Le niveau équivalent à l'aviron serait 3 à 4 km/h de moins (muscles non spécialisé et plus de poids), soit 14 km/h, près du seuil, et vers 250 watts en machine à ramer, ce qui ferait à la limite poids léger/poids lourd du 1'52 au 500, à comparer avec Gregory Trahar, à Eindhoven pour le marathon sur machine à ramer, 2h37 en février 2010 52 ans poids léger, soit 1'52.6 au 500m.
Cela correspond à des puissances sur poids de l'ordre de 4.1. Plus que le poids des muscles, une différence de rendement explique cette différence.

2h20 au marathon et tenir 4.4 watts/kilos durant 2h30 environ sont à peu près les limites humaines vers 50 ans.

L'allure marathon est l'allure qui serait la bonne pour des séances de 20 à 40 minutes d'entraînement déjà intense, nous l'avons vu, vers 95% de la puissance disponible par rapport à la limite haute dite "seuil". L'allure marathon sans régime alimentaire épuise en 1h15 et n'est pas très éloignée de ce qui serait un record de l'heure qui est quasiment fait au niveau du seuil.

Le grand écart entre les meilleurs au marathon et ceux qui font du 3 à 4h s'explique par le fait qu'avec le régime dissocié, ceux qui approchent des 2h sont carrément en puissance au seuil comme pour faire un effort qui ne durerait qu'une heure ou à peine plus (ils se tiennent à 5% de la limite lactique) alors que ceux qui passent en dessous de la barre des 2h20 doivent gérer une durée de course plus longue et donc suivre un autre rythme: une grande partie de leur course sera en endurance avec un recours partiel à la lipolyse et se tenir à 20 ou 30% en dessous de la limite lactique, comme déjà ils courent moins vite, réduire l'allure encore de 20 ou 30% et être 3 ou 4 km/h moins fort signifie, dans le contexte du marathon non pas 3 ou 4 km/h de moins, mais plutôt 6 à 8.

Dans le cas des très lourds qui auraient de la puissance, un athlète de 100Kg courant à 17km/h dégage 500 watts (1700 à 1800 kcal/heure). À moins qu'il soit un athlète géant et filiforme, il est plus difficile au grands et lourd d'évacuer la chaleur qu'aux petits et maigres: même en gardant les proportions, la surface varie moins vite que la masse. Un athlète de 100Kg chauffe ainsi 40% de plus qu'un athlète de 50Kg pour le même rapport puissance/poids, et cela est un handicap qui souvent, minore de 10% les performances surtout qu'en plus, à partir de 15 km/h, on commence à avoir un peu de résistance de l'air. Il semble qu'au delà de 70Kg, on butte sur des limites de puissance et qu'on ne puisse pas obtenir des rapports puissance sur poids aussi haut pour les hommes plus grands et plus lourds. En aviron ou en cyclisme sur piste les plus forts sont dans les 83 à 90Kg par ce que ce qui freine dépend de la surface de frottement de l'air, alors que pour courir et grimper, ce sont plutôt des 55 à 65Kg par ce qui freine est le poids.

Dans le cas des coureurs de très haut niveau, des différences morphologiques importantes augmentent probablement le rendement en course à pieds: ils ont besoin de moins de rapport puissance sur poids pour une même performance qu'un athlète polyvalent: maigreur "excessive", poids des muscles réparti seulement dans les muscles moteurs, une morphologie "qui se remarque de loin" (un coureur a un look qu'on ne peut confondre). Les limites humaines sont alors dans les 17 km/h pour l'endurance, au niveau des records des années 1930. Avec la spécification "course à pied" on remarque alors dans l'histoire la progression des limites humaines sur les marathons de très haut niveau. On a repoussé la "limite normale" de 3 à 4 km/h, ce qui correspondrait sans différences physiologiques, donc en puissance sur poids à une augmentation du potentiel de 20% avec un plus sur la gestion des efforts (meilleure gestion), sur les chaussures, et la préparation. C'est possible car c'est cette différence que l'on obtient en se professionnalisant.

Lu sur le forum http://www.courseapied.net/forum/msg/58183.htm
2h32m35 en 1920 16.59 km/h
Puis 2h26m42 en 1935 17.25 km/h
Puis 2h20m42 en 1952 18.00 km/h
Puis 2h15m15 en 1963 18.72 km/h
Puis 2h08m18 en 1981 19.73 km/h
Puis 2h05m38 en 2002 20.1 km/h
Et 2h04m26 en 2007 20.36 km/h
5minutes de gain tous les 15ans jusqu en 1960
Puis 2minutes de gain tous les 10ans
Dans ce forum l'internaute suivant remarque que
Beaucoup de facteurs peuvent expliquer cette évolution :

- le passage de l'amateurisme complet à un amateurisme éclairé, puis au professionnalisme
- l'augmentation du nombre de pratiquants
- l'évolution énorme des méthodes d'entraînement (il y a encore 40 ou 50 ans donc jusque dans les années 1950 1960, on ne jurait que par le LSD = Long Slow Distance alors que maintenant on mise beaucoup plus sur le qualitatif et le travail de vitesse)
Plus tard, dans les années 1970, le LSD, c'était en écoutant Pink Floyd par exemple.....

Le niveau des athlètes mondiaux en 1935 est celui de bons amateurs des environs de l'an 2000.
Les rameurs sont à niveau relatif égal par rapport à l'élite internationale, 4km/h en dessous des coureurs, par ce qu'ils ont une musculature plus complète qui est un handicap pour courir. Les meilleurs rameurs courent donc, quand ils s'y essaient, le marathon vers 16km/h (2h50). Ceux qui courent plus vite ne sont même pas les meilleurs rameurs!
Il semble que les meilleurs cyclistes s'essayant au marathon ont du mal également à descendre leur temps en dessous de 2h50 alors qu'ils sont tout en jambe, mais ce doit être des jambes lourdes. Il faut commencer à faire de son sport la course à pieds pour faire mieux, pas seulement avoir un potentiel de puissance aérobie, alors que pourtant, la course paraît un sport qui est simple et pour lequel nous sommes construits.

De ces données nous pouvons penser que la forme physique souhaitable de 3 watts par kilos sur des efforts prolongés permettrait à n'importe quel bûcheron, maçon ou cycliste de pouvoir trottiner dans 9 à 10km/h, au dessus de 10 ça commencerait à être fatiguant.
Pour des gens qui ne font que marcher et courir, donc spécialisés, si on compte 20% de mieux, la forme correcte serait d'être au milieu de l'endurance vers 12km/h.
Ce qui serait épuisant, 20 à 30% de plus, serait simplement du 12 à 13 km/h et chez les coureurs du 15, qui correspond à 75% des limites humaines de très haut niveau de leur catégorie.

9-3 QUEL EST LE NIVEAU PHYSIQUE "NATUREL".

À la louche: entre 50 et 75% de la forme d'un athlète, entre 40 et 60% du niveau international donné par les records des athlètes de haut niveau.
Il reste en souvenir de la forme physique "de la plupart des gens" de l'époque d'avant le tout moteur (avant 1970) la pente des sentiers historiques, conçue pour du 4 à 5km/h... En parcourant ces sentiers à marche normale, on retrouve les anciens 900m/h de vitesse verticale qui était la vitesse de grimpée standard de "monsieur tout le monde", généralement au dessus de 2.5 watts par kilos de possibilité d'effort continu contre 1 actuellement.
Monsieur Tout-le-monde était capable de faucher un pré, ce qui demande facilement 150 voir 200 watts pendant 3 à 5 heures de suite.
Il semble que les limites humaines soient entre 1500 et 1800m/h de vitesse ascensionnelle dans les épreuves "idéales" où la seule difficulté est de monter son poids. 900m/h en endurance, et 1200 en forçant représentent 72% de 1650 qui correspondent à une allure de compétition de haut niveau,
Quand à 900m/h qui est utilitaire, par rapport au 1200m/h d'un athlète de haut niveau s'entraînant sans forcer, ça fait aussi 70%.
LE NIVEAU PHYSIQUE "NATUREL" serait donc dans les 70% du niveau physique correspondant à une condition d'athlète de son âge.

L'écart entre la moyenne de la population (15 à 30% de "forme physique" par rapport aux athlètes, grosso modo aptitude à tenir du 6km/h pendant 2 heure) tend à augmenter: la moyenne des gens descendait encore ces dernières années avec le mode de vie tout voiture alors que le professionnalisme repousse un peu plus les limites basses des sélections pour prétendre à un niveau sportif et s'affubler du titre "d'athlète" officiellement.

OBJECTIF À ATTEINDRE pour être "normalement en forme" 50 à 70% de l'athlète.
Puisque la marche normale sur le plat correspond à 1 watt par kilos, pouvoir marcher "partout" normalement en montagne, sans perdre de temps dans les montées, parcourir même les sentiers raides vers 4 km/h, demande jusqu'à 4 watts par kilos. Cet ordre de grandeur serait donc l'objectif à atteindre pour être en "pleine forme" et être en situation de confort en exploitant 2.5 watts par kilos comme les gens ordinaires d'avant les années 1970.
On avait vu que nous devrions nous tenir dans les 3 watts par kilos pour les hommes et dans les 2 watts par kilos pour les femmes jusqu'à 60 ans, en endurance.
Cela signifie disposer de plus de 3 fois plus de possibilités physiques que le sédentaire, l'athlète lui étant 4 fois plus fort: 3 sur 4 vers 66%, entre 50 et 75% donc. Cette aptitude permet de marcher "normalement" en montagne, transformant en simple promenade de santé ce qui serait une expédition de plusieurs jours pour les touristes ne disposant que de 0.7 watts par kilos...

9-4 Partir sans sac à dos.
Risque mortel pour le touriste, et sans importance pour l'athlète ou celui qui en est proche...
En effet, si on est peu puissant, en montagne, on se traîne, mais aussi on est plus fragile. On doit emporter plus d'affaires, et ce chargement réduit encore la vitesse de progression, et on a moins de possibilité de régulation thermique. Pour un athlète qui trotte en montagne dans une vallée perdue derrière un col, en tenue légère, le passage d'un nuage avec la chute des températures de 20° à 0° n'est pas un problème alors qu'une situation similaire peut être mortelle pour un touriste qui n'a qu'une condition physique de sédentaire.
La différence semble incroyable mais elle s'explique ainsi:
L'athlète surpris par une chute de 20° de température et seulement équipé d'une tenue légère passe simplement de la marche à la course à pieds et profite d'un chauffage thermique de 900 watts (en consommant 1000 à 1200 kcal/heure): un tel effort est pour lui de l'endurance exploitable, parfois même possible plusieurs heures d'affilée. Il grimpe le col et revient rapidement au bercail, et cela sans même avoir froid, et il rentre en une ou deux heures en rythme de course alors qu'en "ballade" un tel trajet peut représenter une journée de marche. Un sédentaire, par contre dans la même tenue et au même endroit prend froid, car il ne peut produire que 100 à 200 watts de chaleur, pas plus, car sa faible puissance aérobie, sa faible capacité à utiliser de l'oxygène, donc à carburer limite également la production de chaleur, et en plus, au lieu de se soustraire rapidement du lieu hostile, il en a encore pour 3 à 4h de marche forcément lente puisque qu'il n'a pas la possibilité d'aller plus vite. Il se peut alors qu'il ait le temps de mourir de froid si il fait 20° de moins par ce que le nuage est venu alors qu'il était partit sans sac et que son corps ne peut pas chauffer beaucoup.

Est t'il possible de rester 1h en slip par -5°?
Pour l'athlète oui. Pour un entraînement de puissance aérobie c'est même la température idéale sans ventilateur. Un sédentaire qu'on laisserait fermé dans une chambre froide pour une heure à -5 degrés avec un slip et une machine à ramer en crèverait presque et serait bon pour l'hôpital......
Un autre moyen de survivre aux températures froides est de pratiquer le yoga de la chaleur, qu'on apprend ainsi que le yoga du rêve et d'autres du genre lors de retraites de 3 ans dans les monastères tibétains... Résultat obtenu parfois qui garde sa part de mystère, pas facile car sinon on économiserait volontiers le chauffage.

9-5 Les Kcal, en voilà une unité.
On en parle partout, c'est souvent l'unité par défaut des compteurs des engins de fitness... mais la notion grand public qui y est associée est vague et souvent, du matériel de sport indique carrément des données fantaisistes. Il y a du pas sérieux avec cette notion importante, aussi attardons nous un peu dessus.Ces Kilos-Calories signifient tout de même quelque chose car une Kcal, ce qu'il faut pour élever de 1° un litre d'eau, c'est aussi 4180 joules. L'intérêt des joules, c'est que 1 watts c'est un joule par seconde, 1wh c'est 3600 joules. Bon, vous me direz que ça vous avance bien.
Si vous dépensez 1000 kcal par heure et que vous nagez dans une piscine, si la chaleur n'est pas évacuée à mesure, c'est comme si vous aviez monté de 1° 1200 litres d'eau (soutirer 1000 litres d'eau, un mètre cube, les chauffer de 1° et les reverser dans la piscine est l'équivalent de faire nager 1h un athlète dedans...) Vu la contenance d'une piscine on comprend pourquoi l'eau reste froide... L'énergie musculaire est incroyablement faible comparée à l'énergie des moteurs. Par exemple le pétrole c'est à peu près 11000 kcal/litre (variable suivant la qualité, c'est pour l'ordre de grandeur). 1Kg de nourriture donne entre 4000 et 9000 kcal quand c'est des aliments très denses genre sucre + gras.
Vous pouvez pourtant commencer à relier cette connaissance avec les données du test d'effort que vous passez parfois chez le docteur, ou parfois dans le milieu sportif, quand on affiche la puissance en watts. La différence c'est qu'alors, ce ne sont pas des watts que l'on dépense, mais ceux que l'on produit, réellement mesurés et qui signifient votre performance sportive. Il peut cependant y avoir des différences: 18% pour les rameurs fixés au sol, 23 à 25% pour les vélos.
Quel intérêt direz-vous de connaître les watts?
Pour savoir de combien de watts/kilos vous disposez sur une durée de l'ordre de 1h, possible en endurance: pouvoir avoir 3 watts par kilos durant 1h c'est bien, 0.7 à 1, c'est insuffisant. 1 watt c'est environ 3.45 kcal/heure.

UN PEU DE PHYSIQUE: les watts c'est une puissance, les kilocalories c'est une quantité d'énergie (de la puissance cumulée pendant un certain temps est de l'énergie). On passe d'une quantité d'énergie en une puissance en la divisant par le temps 3.45 kcal/heure est donc une puissance... C'est à peu près 4 watts dépensé par les muscles dont 3 en chaleur et 1 en mouvement.
Pour passer d'une puissance à une quantité d'énergie on multiplie par le temps. Les watts.heure sont donc un cumul d'énergie.
Je m'attarde sur des notions énergétiques car cela vous aidera peut être à mieux comprendre où va votre effort quand vous vous déplacer. J'insiste aussi sur la comparaison entre les moteurs et nous. Le rendement est voisin (3 part de chaleur pour 1 part d'énergie motrice), mais compte tenu du gabarit la consommation d'énergie est de l'ordre de 20 fois plus.

L'unité watts.heure est je pense la plus lisible pour vous, car des watts on en voit partout et à la différence des kilocalories des compteurs de fitness, ils sont plus justes puisque directement mesurés, quand ils le sont sérieusement... Mais quel rapport avec un appareil qui n'est pas branché sur l'électricité? Ça serait disons, la quantité d'électricité qu'il faudrait pour l'alimenter si il marchait à cette source d'énergie là. Les watts ne sont pas reliés qu'à l'énergie électrique, mais nous sommes habitués à ne pas les rencontrer ailleurs. On pourrait aussi traduire en tonne équivalent pétrole ou en équivalent litre de gasoil (cela sera détaillé dans le chapitre sur la propulsion musculaire). On s'aperçoit alors que la consommation d'énergie primaire d'un pays tel la France représente... 50 fois celle mise en jeu par notre métabolisme!
Vu que le rendement des muscles est de 25%, chaque watts.heure que l'on fourni en énergie mécanique correspond à consommer 3.45 Kcal de plus que au repos: les 3 quart de l'énergie étant dégagée en chaleur: un effort de 1000kcal dégage donc 750Kcal de chaleur et produit 250 fois 4180/3600 = 290 watts.heure = 38 km à vélo, et c'est ce qu'un athlète moyen fait effectivement en une heure (en pratique il tient du 38 sur de la route plate et liste mais fait du 30 à 34 de moyenne compte tenu de la variabilité du terrain... 290 sur 33km/h = 8.8wh/km = la consommation d'énergie d'un vélo conduit par un "bourrin". On peut la traduire en litre d'essence sachant qu'on tire environ 3000 watts.heure d'un moteur par litre d'essence: cela donne un peu moins de 30 centilitres au 100! Et encore, car le vélo à une allure plus modérée (vers 20 à 25km/h) consomme moins, entre 6 à 7.5wh/km, et ce pour un poids total entre 80 et 100Kg: un verre à boire d'essence= l'énergie de 100km à vélo (ou une journée de travail physique)!
On comprend l'énorme gaspillage que nous faisons en abusant de moteurs : c'est si facile qu'on n'a pas fait beaucoup d'efforts d'économie.

Autre traduction, si cet effort mécanique consiste à monter une pente avec 83Kg en tout (75Kg + vélo) et 85% de rendement en gain d'altitude, ça fait 1206m/h: On monte une sacrée montagne. Si c'est pour monter 10 fois plus lourd avec le même rendement, au lieu de 0.3 litres d'essence, c'est 3 litres de plus, pour une très petite voiture. Un quatre quatre de 2 tonne laissera bien 6 litres dans la montée d'une pente de 1200m... On ne récupérerait cette énergie que si on trouvait, en haut de la montagne, une route qui descend peu à peu permettant de rouler sans les freins durant 100km, sans pédaler ni freiner.

9-6 Ordre de grandeur de la quantité d'énergie à fournir pour différents moyens de locomotion.
7.5 wh/km pour du vélo seul à allure "normale", 9 à 10 en compétition seul, 7.5 en peloton.
20wh/km en kayak (kayak de mer vers 9 km/h)
16 à 20wh/km en skiff (vers 13-14 km/h entraînements, 25 en course, la consommation augmente considérablement, comme le carré de la vitesse)
12 à 30wh/km pour de la marche et la course (plaine, montagne, marche tout terrain vers 20). Dans le cas de la marche à pieds, la consommation n'augmente pas avec la vitesse. Même courir n'augmente pas cette consommation. On y trouve plus fatiguant par ce que si on dépasse la zone d'endurance cet effort coûte plus. Mais si on courre en endurance, courir 12km n'est pas plus fatiguant que marcher 12km. La course pourrait être un mode de transport (dans la société, problème de gestion vestimentaire d'ordre thermique).
10wh/km/personne pour le train corail, 40 pour le TGV: pour vous dire que le train consomme à peu près comme de la propulsion musculaire. Comme il va bien plus vite les puissances mises en jeu sont de l'ordre de 5 fois plus, mais des trains encore plus économiques pourraient descendre à 3wh/km et permettre à des puissances de l'ordre de la propulsion musculaire de dépasser le 50km/h: aller en vélo-train à 50km/h serait facile.

40wh/km/barque (endurance vers 6 à 8km/h seul, 8 à 9km/h à deux, compétitions vers 10km/h)
150wh/km/voiture

Et pour avoir la consommation d'énergie en amont, il faut diviser par le rendement. Un humain consomme 3.45 kcal pour fournir 1 wh d'énergie mécanique.
Une autre manière de considérer ce "problème" est de se dire "une part sur 4" est du mouvement, et "3 parts sur 4 de la chaleur dégagée", donc si on fait un effort de 300 watts, on dégage 3 fois plus en SUPPLÉMENT de chaleur que ce qu'on produit en effort "utile" soit 900 watts, la puissance d'un chauffage d'appoint!
(Le métabolisme de base dégage entre 60 et 100 watts thermiques, le total d'un athlète moyen est donc 1 kilowatts... de chaleur, à comparer avec une plaque électrique: même ordre de grandeur!)

On verra ainsi qu'avec ces multiplications de chaleur dégagé et d'air respiré viennent le problème vestimentaire et la gestion de la pollution de l'air. Étant donné que si on est en équilibre thermique au repos, en pesant 75Kg, l'ajout de 750 kcal qui ne serait pas évacuées serait supérieur (et non égal on n'est pas fait à 100% d'eau et rien n'a autant d'inertie thermique que l'eau) à une hausse de température de 10 kcal par kilo... soit 10° environ, 11 ou 12 peut être. On évacue heureusement une partie de cette chaleur par les poumons. Si cela représente un tiers des échanges thermiques, il reste tout de même plus de 6° à évacuer en gérant avec les vêtements et en transpirant. En respirant 10 à 15 fois plus qu'au repos, en 1h20 d'entraînement on respire autant qu'en 24h au repos: 1600m d'ascension font respirer autant que une journée entière de sédentarité. Le lieu de pratique COMPTE AUTANT que le lieu de vie.
Si on choisi mal son heure et son lieu, par exemple en allant pratiquer dans une salle de sport voisine d'une grande route aux heures de pics de circulation, c'est comme si ON HABITAIT au bord de cette route qui circulerait autant que pendant le pic de circulation, mais 24 heures sur 24: c'est donc PIRE que d'y habiter!
Pour ce qui est de la dissipation thermique un athlète moyen peut rester en slip par 0° à coté d'un ventilateur si il fait son entraînement sur une machine ergométrique (une machine qui mesure son effort), il est aussi bien plus sensible au point de rosée qui conditionne la température d'une peau mouillée au vent si il fait humide il est plus difficile d'évacuer sa chaleur. Ainsi, 28° et 100% d'humidité (assez fréquent en été dans une région marécageuse) sont comme du 37° en air sec.
En clair avoir chaud quand on fait du sport est d'autant plus marqué qu'on possède de la puissance en endurance, car si on est seulement capable d'une puissance, même élevée quelques minutes on n'a pas le temps d'accumuler de la chaleur autant qu'un effort qui se prolonge au delà de 10 minutes.
Le changement climatique est très sensible pour un athlète d'endurance, car plus que la température ambiante, c'est le point de rosée qui a augmenté un peu de partout sur la planète du fait d'un gradient de température moins marqué entre les région d'altitude et de plaine, du au CO2 qui en captant les infrarouges rayonnés par le sol chauffe l'air dans sa masse (c'est aussi la raison du réchauffement plus marqué des nuits que des jours). Il faut plus d'humidité pour que commence le bourgeonnement des nuages qui évacuent cette chaleur humide.
La sensation de chaleur serait ainsi liée à la concentration de CO2 à cause du gradient thermique de l'atmosphère. Un air humide ne signifie pas forcément "climat humide": la terre peut très bien tendre à se dessécher alors que le point de rosée est élevé. Avec la hausse du CO2, donc la baisse de gradient thermique et baisse de la convection, il faut une plus grande humidité de l'air pour maintenir la même quantité de pluies.
Le climat change et cela se sent encore plus quand on fait du sport...

On peut ainsi estimer assez simplement la consommation calorique avec des repères de puissance. Simplement pour fixer les idées, considérons qu'une personne athlétique peut consommer 1200 Kcal/heure et faire 10h de sport par semaine en plus de 5 à 10h d'activité physique modéré et utilise facilement 8 à 10 fois plus de kilocalorie qu'une personne qui tente de faire une cure de fitness sans avoir d'entraînement. Une personne non entraîné, sédentaire peine à faire plus de 200 à 300kcal/h et a aussi du mal à soutenir un effort longtemps.
Par rapport à un athlète c'est de l'ordre de 4 fois moins fort 3 fois moins longtemps = 12 fois moins.
Remarquez que l'aptitude à brûler les kilocalories donne, pour les personnes de poids moyen, une idée de l'aptitude à gagner de l'altitude dans le cas de la marche à pieds dans des sentiers de montagne ou de vélo dans des cols: il faut en effet brûler 1 kcal pour monter son poids de 1 mètre environ.
On a ainsi des repères assez faciles à collecter: le dénivelé positif c'est autant de kilocalories en plus ajoutés aux 40 kcal/km que demandent à peu près la marche sur le plat. Faire le parallèle entre ces données, faire le lien entre des performances constatées sur le terrain et le métabolisme peut franchement nous aider à gérer notre pratique sportive, et même l'alimentation, surtout si c'est alors une remise en forme qui implique de contrôler ses progrès.
Si vous obtenez une bonne progression en gérant bien votre pratique il vous sera possible d'acquérir des aptitudes athlétiques pour faire "sans faire exprès" 4 à 8 fois mieux qu'en faisant une corvée de fitness "banalisé" non gérée (du sport en salle sans gérer, en tentant d'oublier cela avec de la musique) qui ne donne comme maigre résultat que celui de maigrir un peu et quelques 30% de progrès (au lieu de 300% parfois)...

Si on a de l'aptitude à consommer des calories, on a de la puissance, on peut se bouger.
Pour la puissance c'est comme si, par rapport à une personne en forme le sédentaire portait sur son dos un chargement équivalent a son poids, voir le double de son poids... on est plus libre et on peut réguler son métabolisme, et manger une nourriture plus saine (plus de féculents, céréales et légumineuses). Le rapport puissance d'une personne simplement entraîné, même pas au niveau de l'athlète est 2 fois supérieur à celui d'un sédentaire, même 3, et il peut pratiquer 4 fois plus longtemps, disons que le potentiel de consommer des kilocalories est DÉCUPLE.
Le débit alimentaire devient assez important pour ne plus avoir de carences en oligo éléments et du coup on peut manger plus simple et moins cher.
On parle parfois de "calories grasses" traduction, "tirées des graisses". C'est sur le bas de l'endurance, en régime de "lipolyse" qu'on utilise effectivement le gras. Entre un quasi athlète et un sédentaire la différence est encore plus impressionnante que pour le total de calories car le sédentaire n'a pas de bas d'endurance et n'utilise pratiquement que des sucres: 40 minutes d'une seule séance d'entraînement de l'athlète met en jeu autant de lipides que la pratique intensive de 8h de Fitness d'un sédentaire déterminé à perdre son bid... On comprend le peu d'effet du fitness, du moins au début et la délicate gestion alimentaire chez les gens qui veulent maigrir alors qu'un athlète peut se faire des grosses bouffes.
Pour fixer des ordres de grandeur, sur les 1000 à 1200 kcal/heure que consomme un athlète, 300 à 500 proviennent des graisses, et même 600 à 800, si cet athlète descend la cadence à 600-800 kcal/heure, alors que sur les 200 à 300 kcal/heure que consomme le sédentaire, 30 à 50 seulement proviennent des graisses.
L'athlète en compétition ne consomme que des sucres (pour 1500 à 1700 kcal/heure) mais là encore, il diffère beaucoup du sédentaire, il utilise beaucoup les graisses pour reconstituer une partie de son stock de sucres (le sucre est du glycogène musculaire en grande partie, c'est ce stock que l'on augmente temporairement par un régime dissocié avant les compétitions de type marathon)

9-7 le VO2max.
C'est un terme que vous verrez souvent, il est similaire à la cylindrée d'un moteur. Puisque 60 litres d'oxygène utilisé = 350 Watt.heures, le VO2 correspond à la puissance qu'on peut tirer du métabolisme aérobie. Sachant qu'on est dans la zone d'endurance vers 75%, connaissant le rendement des muscles et la consommation du métabolisme de base, avec cette valeur de VO2max alors on a une idée du rapport puissance/poids sur lequel compter pour des efforts d'endurance, utilisable au quotidien.

La traduction? Chaque litre d'oxygène utilisé par minute correspond à 350 watts d'énergie aérobie au service de l'organisme soit 21000 joules/mn ou 5 kcal /mn (un peu moins en montagne, 20% de moins vers 2000m)
1 litres d'oxygène par minute = 301.4 (disons 300) kcal/mn.
52.5 mlO2/Kg/mn donnent à 75 Kg 3.9 litres par minute et 1181 kcal/h, en enlevant le métabolisme de base, environ 1077, en traduisant en mouvement avec 23% de rendement, comme en vélo, cela donne 287 watts...

9-8 Retrouver le VO2max sans la mesurer.
Généralement, le VO2 est proportionnelle à la fréquence cardiaque mais seulement en dessous du seuil aérobie/anaérobie, Il en est de même pour la puissance musculaire qui est la somme du métabolisme de base relativement constant, et de la consommation supplémentaire: C'est une relation de la forme Puissance = KFréquence_cardiaque(Fréquence - Fréquence-zéro-watts). Il suffit de retrouver le coefficient et la relation entre le VO2 et la fréquence cardiaque est une belle droite. Au seuil ou la fréquence cardiaque refuse de monter par rapport à la puissance on commence à faire de l'anaérobie, c'est le seuil.
On fait alors un test d'effort SEULEMENT en endurance et on prolonge la droite de régression linéaire à la valeur de la FC-max.
On considère que le métabolisme que le métabolisme lié à à l'effort fait 4 fois la puissance mécanique.
Fréquence - Fréquence-zéro-watts est la RÉSERVE CARDIAQUE
À 75% réserve cardiaque, si FCrepos = 50 FCmax vers 180
75% de (185-50) = FC-75%réserve = 135*0.75+55= 156 pulses à 75% réserve cardiaque.
Si alors on a 300 watts la puissance de participation maximale aérobie sera 400 watts (si on pousse un test à la FC max on mesurera 440 watts mais on tiendra que 5 minutes, en raison de l'apport de 10% puissance anaérobie, mais si on reste en dessous du seuil on a sensiblement l'effort stabilisé vers une valeur proportionnelle à la réserve cardiaque. Très près de la fréquence cardiaque de repos, on trouvera peu de watts, le simple fait de se lever, de tourner une cuillère dans son bol ou de se maintenir debout)
400 watts fois 4 = 1600.
À cette valeur on ajoute le métabolisme de repos, qui ferait environ 1500kcal/jour et environ 1 watt par kilos
Un litre d'oxygène par minute = 350 watts
On a 1600 + 75 = 1675 = 4.8 litres/minute

Donc VO2max = 1712/350 = 4.8 litres/minutes, divisé par le poids = 63 ml/mn/kg.

Nous avons Athlètes VO2max entre 62 et 80 ml/mn/kg.
Sédentaires VO2max entre 15 et 35.
Et une valeur fixe de l'ordre de 1 watts/kilo pour rester en vie sans bouger.
Pour vivre sans difficultés cardiorespiratoire au repos, il faut au moins 2 watts/kilos, (pour digérer, parler... ne pas vivre "le coeur à fond")
Le VO2max pourrait s'estimer ainsi avec les watts possibles en endurance vers la limite des efforts devenant fatiguant en 1 heure (75% de réserve cardiaque, vers 150 à 160 pulsations)
(Puissance en haut de l'endurance)/0.75*4+1)/0.350 = résultat en ml d'oxygène par minute par kilo)
Sédentaire 0.5 watts par kilos donne VO2max probable 10 ml/mn/kg.
On dit "malade" en dessous de 15.
La plupart des gens 1 watts/kilo VO2max probable 18 ml/mn/kg.
Les sportifs moyen 2 watts/kilo VO2max probable 33 ml/mn/kg.
Les "non sportifs non sédentaires" 3 watts/kilo VO2max probable 48 ml/mn/kg.
Les athlètes polyvalents (sport concernant le bas et le haut du corps) 4 watts/kilo VO2max probable 63 ml/mn/kg.

Les athlètes musclés donc un peu plus lourds sont généralement entre 60 et 70, 70 étant des VO2max ordinaire chez les rameurs de niveau international, devraient avoir 4.4 watts par kilo à 75% d'effort.

Est ce le cas: prenons un tri athlète qui ferait du "70 de VO2", pesant 75Kg?
Ça ferait 330 watts vers 150 à 160 pulsations, soit près de 1'50 au 500m sur un ergomètre rameur "concept 2" et pour un rameur de 75Kg alors en B2 (le type d'effort correspondant à 75-77% un peu fatiguant, mais largement possible 1h.
Limites humaines à 50 ans? Un athlète de 52 ans Gregory Trahar, à Eindhoven pour le marathon sur rameur a fait 2h37 en février 2010 pour moins de 75Kg... Cela donne une idée des limites humaines: il a du fournir plus que 4.2 watts/kilos durant 2h37, et cela permettrait de se maintenir entre 15 et 16 km/h en course à pieds donc courir à pieds le marathon entre 2h48 et 2h38 pour UN RAMEUR. Le même niveau chez un COUREUR seulement (différences morphologiques), en ajoutant 3 à 4km/h environ donne du 18 à 19km/h et pas loin de 2h13... à l'âge de 52 ans).
Considérant 85% de l'énergie en conversion de gain d'altitude ça lui permet de monter à 1370m/h (à pieds sur un sentier raide ou en vélo léger sur une pente raide avec 95% de rendement (mais le poids du vélo!)

Les athlètes d'endurance très maigres (cyclistes et coureurs de fond) 5 watts/kilo VO2max probable 80 ml/mn/kg et...
Enfin Les athlètes "douteux" tels coureurs cyclistes de niveau mondial
6 watts par kilos VO2max probable 94... On a même estimé ainsi 99 pour ne pas dire 100 pour Contador en 2009 lors d'une montée réalisée à 24km/h à 1900m/h de vitesse ascensionnelle, après 200km "d'échauffement".
(En endurance pas encore pénible ça lui ferait 390 watts pour 65Kg... ce que fait presque à bloc un athlète amateur de 75Kg).

Est ce le cas? Considérant 85% de l'énergie en conversion de gain d'altitude, ça nous donne du 1871m/h... facilement atteint donc dans une pente qui serait très forte (du 15% par exemple), mais moins dans une pente douce qui exige déjà de brasser de l'air en roulant à plus de 20

On ainsi un ordre de grandeur de le VO2max en fonction du rapport puissance sur poids observé lors d'un effort soutenu restant spontané.