Noël m’a apporté un nouveau gadget: un capteur de puissance de course à pied Stryd. A la base, la bestiole se comporte comme un pod permettant de calculer la distance parcourue, l’allure, la cadence. Et elle le fait plutôt bien sans calibrage.
Sur le papier, la bestiole calcule le travail effectué lors de la course et est capable de fournir une estimation de la puissance.
Stryd, appuyé par certains gourous de la puissance, indique qu’actuellement les entrainements sur la fréquence cardiaque et la vitesse n’est pas le meilleur des indicateurs. C’est mal! Il y a une latence entre l’effort et la mesure cardiaque. Donc il est difficile d’ajuster son effort par rapport à sa capacité sans se mettre dans le rouge. La puissance en revanche, elle, est une indication fiable. C’est bien!
La puissance est utilisée en cyclisme depuis pas mal de temps. Si en cyclisme, la mesure de la puissance consiste à déterminer la force appliquer à la pédale (facile!), en course, il en est tout autrement et c’est loin d’être une promenade dans le parc tant les coureurs que nous sommes gesticulent dans tous les sens! Tout le défi reste de pouvoir calculer la puissance d’un coureur.
En gros, il faut déterminer l’énergie que nous dépensons pour avancer à vaincre la gravité, les frottements de l’air, le vent… L’énergie est composée de l’énergie cinétique, de l’énergie potentielle et de l’énergie dissipée par les frottements.
Certains ont pensé mettre des capteurs dans les deux semelles, d’autres fournir deux pods fixés sur les chaussures. Pour Stryd, c’est un pod, fixé sur une chaussure.
Nous sommes d’accord que la théorie, c’est bien, mais en pratique comment tout cela se calcule ? La vitesse, l’altitude, la cadence ? Et puis quel échantillonnage pour les mesures ? Quelle est la précision au final du truc ?
Essayons de nous poser les questions, sans forcement avoir les réponses et d’élaborer des hypothèses. A défaut d’avoir toutes les réponses, l’exercice sera intéressant. Jouons au: Comment on fait pour ?
En théorie, la puissance est fonction de l’Énergie:
Energie Dépensée(t) = Masse x v(t) x v(t) /2 + mg Variation(Altitude) + Energie frottements
- La masse du coureur
- Sa vitesse
- Son élévation
- Les frottements: Surface du coureur, vitesse de l’air…
En détail, on aurait besoin:
- La masse du coureur,
- Sa vitesse,
- La longueur de foulée,
- La cadence,
- La trajectoire, l’amplitude et l’angle de chaque foulée
- L’énergie perdue en déplacement vertical (oscillation verticale)
- L’énergie perdue en déplacement latéral
- La pente
- Le temps de contact au sol
- La force d’impact au sol
- La force du vent (favorable ou défavorable)
- La nature et le rendement du sol ou des chaussures.
Comment ça peut marcher?
Poids du coureur: Facile, ça prend une balance! Il est mentionné dans certains articles de ne pas toucher à ce paramètre afin de pouvoir comparer les puissances aux fils du temps indépendamment de la masse. Ça veut dire qu’il faut suivre la puissance par kg, plutôt que la puissance fournie.
Longueur de foulée: La longueur de foulée doit être estimée avec la durée séparant deux impacts au sol et l’intégration des accélérations (vitesse). Bien sûr, on divisera par deux!
Cadence: On mesure le nombre de choc. Un choc va être détecté par l’accéléromètre qui va fournir une variation importante et brève sur sa mesure. Dans l’absolu, il faut que la mesure soit plus rapide que le contact au sol qui est de 250ms environ.
La trajectoire, l’amplitude et l’angle de chaque foulée: Utilisation d’une intégration double des accélérations et des données du gyroscope sur la durée d’une foulée.
Oscillation verticale: Utilisation des accélérations entre chaque foulée
Énergie perdue par déplacement latéral: Utilisation des accélérations entre chaque foulée
La pente: Utilisation du baromètre
Le temps de contact au sol: Utilisation des accélérations sur le temps de chaque pas
La force d’impact au sol: Utilisation des accélérations
La force du vent (favorable ou défavorable): Mystère sur cette mesure. Soit un anémométre ou mesure de la force exercée sur une surface?
- La vitesse peut être mesurée par un anémomètre. Il s’agit d’une ailette montée sur un roulement à bille qui tourne. Ensuite, il s’agit de mesurer la vitesse de rotation, probablement par un électro-aimant.
- Mesurer la vitesse suivant les 3 axes: Il faut certainement orienter l’anémomètre suivant le sens du vent et déterminer l’orientation par rapport au niveau du sol. Bref, tout ça alors que le coureur est en train de courir.
- Enfin, tout ça dans une composante de 10g de 2cm carré…
- => Je pense que la mesure est une vague estimation de la vitesse.
- Un capteur mécanique me semble risqué car la poussière risque de gripper la machine.
- L’échantillonnage est primordiale si on veut une quelconque précision.
La nature et le rendement du sol ou des chaussures: La mesure des frottements de la chaussure sur le sol ne peut pas être fourni par Stryd. Si cette mesure remonte, il ne peut s’agir que d’une prédiction. On peut imaginer que sur une sol glissant, certaines accélérations vont avoir un comportement particulier près des contacts. On peut imaginer que sur un sol mou, le temps de contact sera inhabituel… La difficulté réside sur la qualité des données et surtout leur analyse.
Vitesse: La vitesse est estimée en utilisant le couple accélérométre / Gyroscope. La vitesse est calculée par intégration. D’où l’importance de l’échantillonnage.
Altitude: La variation d’altitude est calculé avec un capteur barométrique
L’échantillonnage des mesures n’est pas précisé par le fabriquant, de même que la fréquence des données fournies.
On voit qu’il y beaucoup de calcul à faire pour arriver à fournir une estimation de la puissance. A mon sens la précision va résulter des composants utilisés, de l’échantillonnage des mesures mais surtout l’interprétation qui est faite des mesures brutes!
Un beau défi. Est-ce que Stryd sera à la hauteur ?
*** EN COURS DE RÉDACTION ***
