L’article précédent explorait le concept de synergies musculaires et leur lien avec la position de pédalage (assis/danseuse).
Ces synergies, au nombre de quatre, sont une suite coordonnée de contractions musculaires permettant un pédalage fluide et efficace, optimisant ainsi la puissance développée à chaque tour de pédalier. Nous avions également établi que, dans les situations nécessitant des pics de puissance telles que les départs, les relances ou les attaques, la danseuse était le choix préférentiel pour faire la différence.
De nombreux chercheurs se sont penchés sur l’impact du poids, de la pente, de la cadence et de l’intensité sur le choix de la position de pédalage. Mais ce qui nous intéresse ici, c’est ce qui se passe spécifiquement en montée. Pourquoi certains cyclistes grimpent-ils toujours assis, d’autres changent-ils de position en permanence, tandis que certains semblent ne jamais vouloir s’asseoir ? C’est ce que nous allons décrypter.
Les travaux de Turpin et al. (2016), ont porté la preuve que pour des personnes non cyclistes, la transition spontanée entre pédalage assis et danseuse, se produisait aux alentours de 580 W, soit 80 à 85 % de leur puissance maximale.
Un détail intéressant, car ces valeurs restent bien supérieures aux intensités généralement produites en montée. Et soyons honnêtes, à 580 W en côte, je doute de tenir plus de 90 secondes… et vous probablement pas non plus !
La danseuse : quand et pourquoi l’adopter pour booster vos performances ?
Maintenant que nous avons répondu au pourquoi prendre un départ en position debout sur le vélo ou pour changer de rythme et surprendre son adversaire (article précédent), intéressons-nous à ce qui nous pousse spontanément à basculer en cours de sortie de la position assise à la danseuse.
Qu’est ce qui fait de nous un « chien fou » ou un « danseur » ? Pourquoi le corps nous pousse-t-il spontanément à nous lever de la selle dans certaines situations ? Quels mécanismes se mettent en place pour justifier ce choix ?
Tout d’abord essayons de comprendre à quel moment nous passons en danseuse. La position en danseuse génère des puissances plus élevées que la position assise, souvent privilégiée à basse intensité. Bien que l’activation musculaire et la dépense énergétique augmentent avec la puissance dans les deux positions, ces augmentations sont plus rapides en position assise. La position debout deviendra alors avantageuse à haute intensité, prolongeant la durée de l’effort jusqu’à épuisement.
Une étude menée par le groupe de recherche français cité dans l’article précédent (Watier et al. 2017.), a essayé d’évaluer les conditions dans lesquelles nous passons spontanément d’une position à l’autre sur notre vélo. Utilisant le même protocole que celui présenté, ils ont trouvé deux résultats principaux.
- Premier résultat (figure 1), plus la cadence de pédalage augmente, plus la transition assis/danseuse se fait à de hautes puissances. L’évolution du poids influence également, mais dans une moindre mesure, la puissance à laquelle on passe spontanément en danseuse.
- Deuxième résultat (figure 2), il semble que le coût musculaire s’adapte en fonction de la puissance demandée et de la position sur le vélo. La position debout serait privilégiée pour réduire ce coût musculaire, rendant l’activité électromyographique (EMG) plus économique, notamment pour des puissances comprises entre 80 et 100 % de la puissance atteinte au moment de la transition assis/debout. Selon les auteurs, ce choix spontané, très proche de la réalité, illustre un principe de minimisation des fonctions de coût, guidé par un système nerveux central capable de percevoir et d’anticiper avec précision le niveau d’activité musculaire. Il serait intéressant d’examiner si, en fonction de leur expertise, les cyclistes parviennent à ajuster parfaitement leur position pour atteindre la puissance à partir de laquelle la danseuse optimise les coûts musculaires.
Il semblerait au regard de cette étude, que l’adoption spontanée de la position danseuse soit celle qui permette de limiter l’activité musculaire mais encore une fois nous ne sommes toujours pas à des intensités utilisées en montée et il va bien falloir que l’on se décide à adopter la bonne stratégie de position.
Quand la danseuse devient-elle plus intéressante ?
Dès les années 90, les chercheurs se sont penchés sur la question du cout mécanique des positions sur le vélo, en montée. Des chercheurs, notamment français, ont poursuivi cet élan montrant que l’économie de pédalage évoluait en fonction de l’intensité de l’effort et qu’il fallait un niveau d’intensité supérieur à > 70 % VO2max pour que ce rendement soit intéressant lorsque nous pédalons en danseuse.
Si nous nous penchons sur les échelles d’intensités permettant de définir les zones de travail, 70 % de VO2max est bien en deçà de notre SSTP, mais également de notre PMA. À vrai dire, nous sommes aux environs de notre seuil aérobie (transition zone 2/3 ESIE).
En tout cas, ce qui est certain c’est qu’un lien existe entre l’intensité de l’effort et le coût métabolique du pédalage, en danseuse, en montée. De plus, le passage en danseuse associé à une augmentation de la pente, va engendrer une activation musculaire supérieure et potentiellement augmenter le cout métabolique diminuant ainsi l’économie de pédalage par rapport à la position assise.
L’équipe anglaise menée par Marco Arkesteijn et composé de grands chercheurs en cyclisme que sont Simon Jobson, James Hopker et le regretté Louis Passefield, a voulu objectiver ces interactions (Arkesteijn et al. 2016.).
Pour ce faire, elle a demandé à un groupe de 10 cyclistes locaux, de réaliser un test sur tapis roulant, en vélo, consistant à rouler à 50 et 70 % PMA, sur une pente à 4 ou 8 % en position assise ou danseuse et ceux durant 5 minutes.
Ils ont comme dans les précédentes études, enregistré l’activité électromyographique des membres inférieurs (Tibial antérieur TA, Soléaire SOL, Gastrocnémien médial GM, Gastrocnémien latéral GL, Vaste médial VM, Vaste latéral VL, Rectus Féloris RF, Glutéus maximus Gmax), mesuré les échanges gazeux et enregistré la puissance développée.
La figure 3, issue de leur travail, montre que l’efficacité de pédalage est plus faible en danseuse et que cet écart est plus important à basse intensité. Cela serait lié à une augmentation de l’activité des muscles extenseurs des genoux que sont les VM et VL, dont le cout métabolique de fonctionnement est très important, afin d’augmenter la production de puissance.
À l’inverse les muscles TA, GL, GM et SOL sont moins sollicité en danseuse et à haute intensité. Concrètement, lorsque vous êtes dans une montée, aux environs de votre SV1, si vous sentez une grosse difficulté musculaire au niveau de vos mollets en restant assis et que vous optez pour la position danseuse qui vous soulagera, cela signifie que vous :
- Augmenterez votre cout énergétique
- Diminuerez votre efficacité de pédalage
- Et avez certainement un travail important à entreprendre sur le renforcement musculaire de ces muscles du bas de la jambe (TA, SOL, GM, GL).
De plus, l’activité des vastes (VL et VM) augmente de 60 à 40 % respectivement à 50 et 70 % PMA. Ceci tendrait à montrer, que plus l’intensité s’approche de PMA, moins la différence d’activation des vastes serait différente entre les deux positions.
L’équipe française du professeur Duc (Duc et al. 2008) avait montré une différence de 20 % d’activation entre les positions assise et danseuse à 80 % PMA. Hansen et Waldeland en 2008, estimèrent un bénéfice de la position danseuse à partir de 94 %PMA.
Amis cyclistes privilégiez la position assise le plus longtemps possible en montée hormis si vous souhaitez faire la différence sur quelques dizaines de secondes, et si vos mollets brulent en position assise, foncez en salle de musculation, du travail musculaire vous attend.
On observe la même chose chez des cyclistes ?
Rivalité anglaise oblige, une équipe de chercheurs français menée par Frédéric Grappe de la Groupama FDJ (Bouillod et al. 2018), a elle aussi voulu évaluer les couts mécaniques et énergétiques des positions assises et en danseuses mais cette fois ci avec des cycliste « élites » (VO2max de 71,4 ± 8,0 ml/min/kg pour le groupe).
Encore une fois, les tests furent réalisés sur un tapis roulant afin de mieux calibrer les pentes et les efforts demandés. Leur test consista en la réalisation d’efforts sur des pentes de 5 ; 7,5 et 10 % à des intensités de 3,8 ; 4,2 et 4,6 W/kg, pour un total de 9 séries de 2 × (30 s assis / 30 s en danseuse).
Furent analyser les échanges gazeux, calculés les couts mécaniques, les résistances de roulement et mesurés les mouvements du vélo grâce à un outils combinant accéléromètre, gyroscope, magnétomètre et capteur de pression.
Suivez ce raisonnement en cascade que je vous propose. Leurs résultats montrent un coefficient de roulement et des résistances à l’avancement supérieurs en danseuse et avec l’évolution de l’intensité.
Ceci est lié au fait de se positionner debout sur les pédales et de faire basculer davantage le vélo de droite à gauche, ce qui nécessite en moyenne 13 W de plus en danseuse.
Ces deux conditions vont augmenter la sollicitation musculaire sur le haut du corps (cout mécanique) et vont demander une fourniture en oxygène et en énergie supérieure visiblement assurée par un renfort de la glycolyse. Vous suivez toujours ?
Un des sous-produits de la glycolyse est le CO2 et les protons (H+) issus de la transformation de l’acide lactique en lactate, qu’il va falloir tamponner. Afin d’assurer ce processus d’élimination, la fréquence respiratoire augmente en danseuse, ainsi que la ventilation pulmonaire et la fréquence cardiaque.
Évidence, puisque les muscles agissants sont plus nombreux et que pour leur fonctionnement, ils ont besoin d’oxygène supplémentaire mais aussi il faut éliminer cette acidité et cela passe par l’expiration.
Voici par contre la chose intéressante qui arrive. Bien que le cout mécanique de la tache soit systématiquement supérieur à cause d’une augmentation du balancier du vélo en danseuse, d’une position plus avancée sur le vélo et des forces appliquées sur la roue avant plus importantes, le cout énergétique lui, reste le même entre les positions assises et danseuses a inclinaison et intensité équivalente, les VO2 sont quasiment les mêmes.
C’est-à-dire que le cout énergétique assis ou en danseuse à 5 % et 3,8 W/kg sera le même, à 7,5 % de pente et 3,8 W/kg le cout énergétique sera supérieur mais équivalent entre assis et danseuse.
Ce qui est à noter également c’est que les QR maximums sont entre 0,97 et 1,05 ce qui correspond en théorie au second seuil ventilatoire et légèrement au-delà soit environ de 90 % PMA. Ce qui signifie que le complément nécessaire pour réaliser l’effort en danseuse vient bien d’une contribution « anaérobie » à l’effort.
En conclusion, amis cyclistes, si vous ne faites aucun renforcement musculaire et avez peu de qualités anaérobies arrêtez de faire du vélo 😜. Non je vous taquine bien entendu.
Vous l’aurez compris, les personnes ayant tendance à facilement changer de position sur leur vélo, lors d’une montée, sont souvent celles qui ont une facilité à utiliser leur glycolyse anaérobie et tolèrent bien ces variations de rythme et de position. Mais qui dit renfort anaérobie, dit vidange plus rapide des substrats énergétiques et obligation d’éliminer l’excès d’acidité, donc cette stratégie est à utiliser avec parcimonie. Maintenant si vous vous mettez en danseuse car musculairement c’est trop difficile de supporter l’effort sur les mollets et qu’en plus vous n’avez pas de grandes qualités anaérobies, vous vous tirez une balle dans le pied.
Retenez tout de même que pour s’améliorer en montée, le renforcement musculaire à minima des mollets (gastrocnémiens) ainsi que du tibial antérieur et du soléaire parait fondamental et peut se réaliser sur vélo et en salle de musculation.
Aussi vous l’avez vu, une oscillation excessive du centre de masse en danseuse va augmenter le cout mécanique et énergétique de la tâche à réaliser. Un renfort des muscles paravertébraux, abdominaux (transverse, obliques, grand droit de l’abdomen), du diaphragme et du carré des lombes est primordial afin d’apporter de la stabilité dans votre gestuelle.
N’oubliez pas non plus les biceps, car c’est grâce à eux que l’on maintien et son vélo, et son haut de corps. Le recours à des efforts anaérobies, vous le comprenez maintenant, va également vous aider à améliorer se pouvoir tampon du muscle, pour neutraliser l’acidité produite, issue de la glycolyse anaérobie.
Enfin n’hésitez pas lors de vos entraînements à alterner les positions assises et danseuse en montée, même si vous n’’aimez pas ça, ou même à faire le pied, le milieu ou la fin de vos ascensions en danseuse.
Et la cadence dans tout cela ?
Une équipe de chercheurs de l’université du Queensland en Australie (Wilkinson et al. 2020) a examiné l’impact des postures et des cadences à des puissances supérieures à PMA.
Quinze participants (8 cyclistes amateurs et 7 pratiquants sportifs), après avoir évalué leur puissance maximale au cours de 5 sprints de 3 s, ont pédalé sur un ergomètre instrumenté à 50 % de leur puissance maximale instantanée, à des cadences de 70 et 120 tr/min, en positions assise et en danseuse. Pourquoi ces choix ?
70 rpm correspond généralement à la cadence spontanée que nous adoptons en montée en danseuse, certains peuvent bien entendu monter plus haut que cette valeur mais rare sont ceux capable de passer les 90 rpm. 120 rpm correspond à la cadence théorique optimale pour produire un sprint en danseuse et c’est ce qui fut trouvé dans cet échantillon de personnes lors de l’étude. Donc si vous voulez sprinter comme un pro, il va déjà falloir être capable de rouler en danseuse à 120 rpm et d’ajuster votre braquet pour produire la plus haute puissance.
Comme fréquemment, associé à ce protocole, le mouvement a été capturé par 8 caméras et 45 marqueurs positionnés sur tout le corps afin de comprendre ses mouvements au cours de l’effort et une panoplie d’électrode de surface mesurant l’activité électrique musculaire des membres inférieurs (Gmax, RF, BF, VL, GM et SOL).
Les résultats montrèrent un groupe capable de produire une puissance maximale de 1605 ± 368 W…
Hé les gars, on est d’accord, ils ne sont pas grimpeurs ! Ils ont réalisé en moyenne leurs tests à 800 W soit 10,74 W/kg. Honnêtement à 70 rpm et 800 W, je pense que ma durée d’exercice va frôler les 15s mais n’ira guerre plus loin, d’ailleurs il était demandé aux sportifs de pédaler à minima 10s… On est bon, j’aurai pu participer.
La figure 4 donne un aperçu de la proportion de puissance apportée par chaque articulation des membres inférieurs en fonction du moment du cycle de pédalage, de la position sur le vélo et de la cadence.
Dans toutes les conditions, le cycle de pédalage débute par une production de puissance principalement due à l’extension du genou. Avec une contribution plus importante de ces muscles à 70 qu’à 120 rpm traduisant une perte de 15% de puissance (Figure 5). S’en suit une action des muscles extenseurs de la hanche et ceux des fléchisseurs plantaires. La hanche aura un rôle majoré de 10 % durant cette phase du cycle de pédalage en danseuse et la cheville de 5 %.
L’augmentation de la cadence de pédalage va engendrer elle aussi une activation 18 % supérieures des muscles de la hanche associé à une baisse de 10 % environs des muscles des deux autres articulations. Il est intéressant de noter que la puissance des fléchisseurs plantaires (GM et SOL) est plus importante à 70 rpm avec une activité électrique inférieure à celle constatée à 120 rpm, ceci signifiant une plus grande efficacité d’action.
Une fois le point mort bas passé (180°), c’est l’activation des fléchisseurs de genou et de hanche qui prend le relai avec une activation plus importante à 120 rpm qu’à 70 rpm.
En résumé, si vous grimpez les bosses assis sur la selle et que vous n’avez pas recours à la danseuse, cela signifie certainement que vous avez des qualités de force intéressantes. Si maintenant ce n’est pas un choix car vous n’arrivez pas à vous mettre en danseuse, cela signifie certainement que vous avez des faiblesses au niveaux des muscles de la hanche (extenseurs), les fléchisseurs de genou et un travail probable à entreprendre sur vos chaines postérieures.
Malheureusement il est visiblement difficile pour vous de les activer sur le vélo, résultat, direction la salle de musculation avec un travail isolé sur ces muscles. C’est parti pour le banc à ischio-jambiers ou la machine à adducteurs.
Maintenant si votre cadence diminue au fil de la montée ou chute drastiquement par rapport à votre cadence spontanée sur le plat, la question du manque de force se pose. En effet, la relation force/vitesse est un continuum, si vous êtes dans l’incapacité de maintenir votre cadence pour un braquet donné et une pente semblable, c’est de force que vous manquez.
Généralement pour couronner le tout la plupart d’entre nous baissons encore une dent voire davantage en espérant se relancer…. Erreur fatale, l’arrêt ou la baisse de puissance est imminente. Alleé, avouez les plus de 40 ans, c’est vous que je décris… on vous connait par cœur.
En revanche, vous allez peut-être opter pour la danseuse, dans ce cas précis, vous serez certainement en capacité de prolonger votre effort à la même intensité mais sur une courte durée supplémentaire.
En résumé, si vous grimpez les bosses assis sur la selle et que vous n’avez pas recours à la danseuse, cela signifie certainement que vous avez des qualités de force intéressantes.
Si maintenant ce n’est pas un choix car vous n’arrivez pas à vous mettre en danseuse, cela signifie certainement que vous avez des faiblesses au niveaux des muscles de la hanche (extenseurs), les fléchisseurs de genou et un travail probable à entreprendre sur vos chaines postérieures.
Malheureusement il est visiblement difficile pour vous de les activer sur le vélo, résultat, direction la salle de musculation avec un travail isolé sur ces muscles. C’est parti pour le banc à ischio-jambiers ou la machine à adducteurs.
Alors chien fou, forçat ou danseuse ? Comme toujours, je ne peux vous recommander que le bon sens et l’écoute active de votre corps. Il nous dit tout. Allez promettez moi de l’écouter !!!
Certains en sont parfois totalement incapables et il ne faut pas hésiter à les guider surtout si vous constatez de fortes baisses de régime au cours de vos sorties. Retenez tout de même que le passage spontané chez des novices de la position assise à danseuse se situe aux environs de 580 W.
Ce n’est qu’à PMA que les couts mécaniques et énergétiques se valent entre les deux positions chez des cyclistes confirmés et cela vous guidera dans vos choix lors de vos sorties. En deçà de ce marqueur, le recours à la danseuse ne parait pertinent que si vous souhaitez surprendre et distancer vos camarades de sorties (Cf schéma résumé).
Si malgré tout, la danseuse est nécessaire à plus basse intensité du renforcement musculaire sera à prévoir.
Je ne peux décemment pas vous laisser sur ces mots sans vous proposer des séances à réaliser à la maison, ce sera l’objet du prochain article, alors restez connecté.
Cyril GRANIER
Docteur en sciences du sport
Pour aller plus loin :
- Arkesteijn M, Jobson S, Hopker J, Passfield L. The Effect of Cycling Intensity on Cycling Economy During Seated and Standing Cycling. Int J Sports Physiol Perform. 2016 Oct;11(7):907-912. doi: 10.1123/ijspp.2015-0441.
- Bouillod A, Pinot J, Valade A, Cassirame J, Soto-Romero G, Grappe F. Influence of standing position on mechanical and energy costs in uphill cycling. J Biomech. 2018 Apr 27;72:99-105. doi: 10.1016/j.jbiomech.2018.02.034. Epub 2018 Mar 7. PMID: 29559241.
- Caldwell, G. E., Hagberg, J. M., McCole, S. D., & Li, L. (1999). Lower Extremity Joint Moments during Uphill Cycling. Journal of Applied Biomechanics, 15(2), 166-181. Retrieved Dec 8, 2024, from https://doi.org/10.1123/jab.15.2.166
- Caldwell, G. E., Li, L., McCole, S. D., & Hagberg, J. M. (1998). Pedal and Crank Kinetics in Uphill Cycling. Journal of Applied Biomechanics, 14(3), 245-259. Retrieved Dec 8, 2024, from https://doi.org/10.1123/jab.14.3.245
- Costes A, Turpin NA, Villeger D, Moretto P, Watier B. Influence of Position and Power Output on Upper Limb Kinetics in Cycling. J Appl Biomech. 2016 Apr;32(2):140-9. doi: 10.1123/jab.2014-0295. Epub 2015 Nov 17. PMID: 26575861.
- Duc S, Bertucci W, Pernin JN, Grappe F. Muscular activity during uphill cycling: effect of slope, posture, hand grip position and constrained bicycle lateral sways. J Electromyogr Kinesiol. 2008 Feb;18(1):116-27. doi: 10.1016/j.jelekin.2006.09.007. Epub 2006 Nov 22. PMID: 17123833.
- Hansen, E. A., & Waldeland, H. (2008). Seated versus standing position for maximization of performance during intense uphill cycling. Journal of Sports Sciences, 26(9), 977–984. https://doi.org/10.1080/02640410801910277
- Turpin NA, Costes A, Moretto P, Watier B. Can muscle coordination explain the advantage of using the standing position during intense cycling? J Sci Med Sport. 2017 Jun;20(6):611-616. doi: 10.1016/j.jsams.2016.10.019. Epub 2016 Nov 17. PMID: 27889272.
- Watier B, Costes A, Turpin NA. Modification of the spontaneous seat-to-stand transition in cycling with bodyweight and cadence variations. J Biomech. 2017 Oct 3;63:61-66. doi: 10.1016/j.jbiomech.2017.08.003. Epub 2017 Aug 10. PMID: 28823464.
- WILKINSON, ROSS D.; LICHTWARK, GLEN A.; CRESSWELL, ANDREW G.. The Mechanics of Seated and Nonseated Cycling at Very-High-Power Output: A Joint-Level Analysis. Medicine & Science in Sports & Exercise 52(7):p 1585-1594, July 2020. | DOI: 10.1249/MSS.0000000000002285