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évolution du ski alpinisme

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évolution du ski alpinisme - Page 3 Empty Re: évolution du ski alpinisme

Message par Invité Mer 29 Déc 2010 - 21:09

Merci, mais c'est normal de se poser des questions si on veut entraîner correctement. J'ai une belle bibliothèque et puis avec internet il n'y a plus de limites.

J'avoue que cela prend beaucoup de temps (20h/sem) et souvent je sature car je me colle de 50 à 60 séances d'entrainement par semaine (toutes enregistrées à la polar et toutes visionnées).

Par compte cela représente un gros retour d'expérience et c'est important.

Et puis les satisfactions l'emportent largement.

En fait j'avais prévu de faire une topo sur la biomécanique du coureur à pied pour Nico pendant mes vacances, j'avais déjà sélectionné les petits schémas qui vont bien. Il me pardonnera je le ferai plus tard Crying or Very sad

Et pour revenir au ski il y a un exemple que j'ai en tête qui concerne 2 coureurs que certains connaissent bien, il s'agit de C Dubouloz et de W Bon Mardion : ils ont tous les 2 des VO2 élevées (82 et 86), et il est arrivé qu'ils s'entrainent ensemble à pied et à ski.

Charles prenant l'avantage à pied sur des 12x1' par exemple, puis en inversant à ski, William prenait nettement l'avantage. Y compris sur une pente similaire. On voit donc que les qualités requises sont différentes, pourtant Charles n'était pas une bille en ski alp (avec une technique correcte) et William sait également courir à pied (2h03' au Nid d'Aigle par exemple).

La question qui en découle est quelles qualités l'un a t il de plus que l'autre pour un sport et vice versa pour l'autre sport ? C'est aussi la clé de l'entrainement croisé : savoir comprendre ce qui est bon dans une discipline pour s'en servir dans une autre discipline. Tant que je n'aurai pas compris cela ça n'ira pas Suspect

Comme dit Seb, on est loin de tout maîtriser mais c'est ce qui est excitant finalement, si l'entrainement se limitait à coucher quelques séances sur une feuille de papier il y a longtemps que j'aurais arrêté.

Bon, pour le ski c'est pas gagné What a Face

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évolution du ski alpinisme - Page 3 Empty Re: évolution du ski alpinisme

Message par schtroumphette Mer 29 Déc 2010 - 21:26

moi aussi je dis bravo jl; quelle chance on a de t ' avoir sur ce forum Very Happy

c ' est vraiment sympa de te décarcasser comme ca pour nous et tout cela a titre gratuit ; tu mériteras une bonne bière offerte au trail de faverges ou le cubit si tu le désires ...

et merci a skippy aussi .
schtroumphette
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évolution du ski alpinisme - Page 3 Empty Re: évolution du ski alpinisme

Message par Invité Mer 29 Déc 2010 - 21:35

Merci Rachel mais pour l'instant je n'ai encore rien trouvé Very Happy

En tout cas si, j'ai trouvé quelque chose sur les peaux :

http://www.colltex.com/pdf/slf_bericht_f.pdf





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évolution du ski alpinisme - Page 3 Empty Re: évolution du ski alpinisme

Message par Olive M Jeu 30 Déc 2010 - 9:51

jl a écrit:


En fait il faudrait ajouter les oscillations du CDG (admettons toujours 10 cm), admettons qu’ils ‘agisse d’un km vertical avec une pente de 35 % (comme dans l’exemple initial en ski) et que le coureur développe une foulée de 80 cm (c’est probablement beaucoup moins mais on pourra se comparer au ski comme cela), on aura toujours nos 3782 pas et ça va donner :
1000 de dénivelé + 3782 x 0.1 m = 1378.2 m de D+. Soit 1378 x 70 x 9.81 = 964 600 joules.


Je reviens dans 2/3 j. Dans l'attente si vous voyez des erreurs ou oublis (pour les courageux Very Happy ) ....
Bonne lecture study

Si ça peut t'aider jl,

Pour le calcul du coût énergétique des "oscillations" du centre de gravité : tu considères que le centre de gravité se déplace verticalement de 10 cm à chaque foulée sur le plat, il faut donc bien prendre en compte ses 10 cm dans le calcul du travail du poids ( m*g*h où h = 0,10 m à chaque foulée )

En revanche, lorsqu'il y a une pente à 35% ( soit environ 20°) par exemple ( ski-alpi), le déplacement du centre de gravité se fait à chaque pas sur une verticale à la pente, il faut introduire donc un facteur de correction de cos 20° dans le calcul de la dépense énergétique ( angle entre le vecteur poids et la normale au sol ) soit m*g*h*cos 20° à chaque pas. ( soit une diminution de 6 % environ ).

Olive M

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http://weboliv.perso.sfr.fr/

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évolution du ski alpinisme - Page 3 Empty Re: évolution du ski alpinisme

Message par Invité Jeu 30 Déc 2010 - 10:44

Merci Olive,

Je pense que cela fait d'ailleurs moins de 10 cm, je vais essayer de faire une mesure ...

j'ai trouvé des trucs bien costauds sur le ski de fond et la course à pied.

http://biomekanikk.nih.no/xchandbook/ski2.html

http://www.freidok.uni-freiburg.de/volltexte/2770/pdf/These_Caroline_Divert.pdf

... (ça c'est l'étude dont Benoît parlait).

Dans les 2 cas il n'y a PAS de prise en compte de l'influence des masses au bout des pieds dans les calculs. L'équation le plus évoluée tient compte des longueur et masses des cuisses et des jambes mais pas des pieds+chaussure.

Par compte il y a des mesures avec et sans chaussures (comme l'évoquait Benoit).

Enfin par le calcul c'est impossible pour moi (trop complexe et trop de données qui m'échappent).

J'espérais trouver des études toutes faites sur le coût énergétique en ski de fond sur plat et on aurait ainsi peut être pu extrapoler la perte liée à cause d'un surpoids du matériel au bout des pieds ...

Même avec une erreur de 30 %, si on montre qu' 1 kg de + occasionne par exemple + 20 % de dépense énergétique d'une composante qui ne représente elle même que 25 % du travail total, et bien on ne fera qu'une erreur de 0.3 fois (0.2+0.3) = 1.8 %. Et on sera capable déjà de savoir si on parle en minute ou en seconde.

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évolution du ski alpinisme - Page 3 Empty Re: évolution du ski alpinisme

Message par Invité Jeu 30 Déc 2010 - 22:50

Et pour revenir au ski il y a un exemple que j'ai en tête qui
concerne 2 coureurs que certains connaissent bien, il s'agit de C Dubouloz et
de W Bon Mardion : ils ont tous les 2 des VO2 élevées (82 et 86), et il est
arrivé qu'ils s'entrainent ensemble à pied et à ski.

Charles prenant l'avantage à pied sur des 12x1' par exemple, puis en inversant
à ski, William prenait nettement l'avantage. Y compris sur une pente similaire.
On voit donc que les qualités requises sont différentes, pourtant Charles n'était
pas une bille en ski alp (avec une technique correcte) et William sait
également courir à pied (2h03' au Nid d'Aigle par exemple).

Là on touche à l'inné et la spécificité de chaque discipline !!!

Quelques pistes:

A cylindré égale un athlète va mieux performer que l'autre dans sa discipline
de prédiléction. A chacun de trouver le sport où il est "natif".
Intuitivement on va vers le sport où on a les plus grosses dispositions, alors
le mental prend le relai et on accroit notre potentiel. C'est un cercle
vertueux.

Entre le cyclisme et le ski alp la différence est flagrante chez certains athlètes. D'autres sont parfaitement équilibrés, performant dans les 2 sports.

Beaucoup d'athlètes qui viennent de la CAP font ce constat. Ces athlètes ont des données physiologiques flatteuses (VO2MAX, VMA ...) mais se trouvent battus par des cyclistes intrinsèquement moins forts qu'eux.

Extrait de VO2:

Trop gros moteur pour le cyclisme ???
On parle de sujet sain dans ce qui suit. !!!

Je crois qu'une VO2MAX trop élevée n'est pas nécessairement optimal pour le
cyclisme. Contrairement à des sports portés ou une grande masse musculaire est
en jeu le cyclisme nécessite de la force dans les cannes et une vélocité. Cela
signifie un minimum de fibres rapides. Un ratio 40% FT et 60 ST semble un bon
compromis.

Les gros moteurs ( VO2MAX 90) sont bardés de ST ~80% et souffre d'un déficit de
puissance. Il sauve cependant les meubles en montagne. Donc une VO2MAX de 75/80
doit permettre de briller à un niveau pro. Pour le ski de fond par exemple pas
de haut niveau si on n'approche pas les 90.

Également l'aspect biomécanique est important. Certains sont nés pour courir,
d'autres skier ou pédaler.

PHYSIOLOGIE MUSCULAIRE



  • La
    typologie musculaire

    Selon la typologie musculaire (ratio fibres rapides ou lentes) le
    coureur sera plus ou moins véloce. Le coureur à
    dominante fibres rapides sera véloce et celui à
    dominante fibres lentes le sera moins. Naturellement le cycliste se
    cale dans sa zone de confort. On verra par la suite sur les courbes cela
    représente un delta de 10-15 RPM
    pour les efforts sous le seuil anaérobie (SV2), et beaucoup
    plus lors de sprint (~ 30 RPM).Les gens très endurants sont en général
    bardés
    de fibres lentes, par contre ils n'ont pas les plus puissants (PMA
    relativement faible par rapport à leur moteur) et ne sont pas
    explosifs. Florian Rousseau, il doit avoir une majorité de fibres
    rapides: il est
    fort et véloce donc puissant. Par contre je ne serais pas surpris si
    sa
    VO2max est relativement faible.

  • L'élasticité
    musculaire
    Un muscle même au
    repos est étiré. Il est "tendu" à
    chaque extrémité au niveau des tendons.
    Lors de la phase concentrique le muscle se raccourci. Un muscle
    élastique reviendra beaucoup plus vite à se
    position de repos lors de sa participation antagoniste au mouvement.
    Donc un muscle élastique est plus véloce. CQFD !!!

  • la souplesse articulaire
  • La
    viscosité musculaire

  • La raideur des tendons et position des attaches
  • la souplesse articulaire

Le système neuromusculaire évoluent et s’adaptent en fonction des stimuli et sollicitations. Donc du sport pratiqué !!!




  • Apprentissage intramusculaire versus intermusculaire

<blockquote>
Lors d’exercice
de force pure, en général le mouvement se fait à une vitesse constante
en appliquant une charge importante. Appliqué à notre sport, cela veut
dire pédaler à une cadence de 40 TPM et appuyant très fort sur les
pédales. On améliore la coordination intramusculaire, c'est-à-dire l’ensemble des UM dans un muscle.

Lors de
mouvement explosif, comme un sprint, on doit accélérer une masse ou une
charge. Dans notre sport c’est la capacité à augmenter la fréquence de
pédalage en un temps très court. Avec un un grand braquet bien sûr. On
améliore la coordination intermusculaire.

On voit
l’intérêt de pratiquer des sprints et des exercices de force même pour
un sport d’endurance qui a priori ne fait pas appel à des qualités
explosives. Sauf pour les pistards ou les purs sprinters.

</blockquote>

  • Apprentissage du système nerveux central (SNC)
    Comme vu précédemment, le SNC communique au SNP par l'intermédiaire d'un motoneurone, un signal électrique qui va activer des unités motrices (UM). L’intensité et la fréquence de pulsation de varient en fonction de la puissance requise pour une action.

    Ce qui est
    remarquable, c’est que le SNC/SNP s’adapte avec le temps. Les 2 premiers
    mois d’un entraînement en force, il n’y a pas d’hypertrophie
    musculaire, cependant on observe un gain de force. Ce gain provient
    uniquement de l’amélioration de la commande électrique. Si on fait des
    mesures EMG (
    électromyogramme)
    on observe un accroissement de la fréquence de pulsations des unités
    motrices ainsi qu’un pic électrique plus précoce. Cela veut dire que le
    temps d’installation de la force est meilleur.


Pour résumé il existe une foule de paramètres qui font qu'un athlète s'exprime mieux dans un sport donné.
On ne peut réduire la performance au VO2MAX.

Ivan

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Message par Invité Jeu 30 Déc 2010 - 23:03

Désolé pour la mise en page !!! Embarassed

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Message par Invité Ven 31 Déc 2010 - 8:13

Merci Ivan. Je suis bien d'accord avec cela. C'est d'ailleurs pourquoi je suis toujours surpris lorsque certains tentent de transférer une hiérarchie dans un sport à un autre sport, on voit souvent cela chez les sportifs.

Pour revenir aux 2 lascars, en fait tous 2 sont skieurs à la base. Simplement l'un a fait des progrès phénoménaux à pied alors que la course à pied ne servait que de simple prépa pour le ski. Par compte les progrès en ski ont été ''normaux'' on va dire.

Ce qui m'a le plus étonné est qu'il y a eu plus de progrès à pied après l'entrainement de ski qu'après les entrainements à pied scratch en clair à chaque sortie d'hiver après la période de ski, la VO2 est montée très largement, les chronos à pied se sont beaucoup améliorés (une fois la phase d'adaptation musculaire de un mois passée) et ce dans des proportions plus importantes qu'après les 5 mois de courses à pied. Et cela s'est répété 4 ans.

Bref plus de progrès à pied entre octobre et avril (période ski), qu'entre avril et septembre (période course à pied).

Il a été très clair que c'est le ski qui avait amélioré la VO2 et pas la course à pied.

Pour en revenir à la différence entre les 2 sports il y a peut être aussi la contribution des membres supérieurs qui peut faire la différence.

Mais je m'interroge toujours quand même : quand on voit les gabarits de certains skieurs (Buffet, Gachet, Bon Mardion), il y a quand même une possibilité pour des coureurs lourds d'être devant en ski et beaucoup moins à pied.

Est ce que c'est le fait d'être un sport glissé ou plutôt de pouvoir se servir des membres supérieurs qui autorise cela ? il y a aussi le fait de travailler plus en force, William me disait qu'à la Pierra Menta dans les portages il arrivait à revenir sur Jornet Troillet alors qu'en course à pied il est moins fort qu'eux (et ça se comprend affraid ), seulement on était sur des pentes très soutenues, avec de la neige brassée et un poids sur le dos. Il faut être costaud.


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Message par Invité Ven 31 Déc 2010 - 13:53

Je comprends mieux ton interrogation jl.

A mon humble niveau même constatations pour le vélo. Après une saison de ski
alp ( je garde 2 x HT par semaine), il me faut 6/8 semaines pour retrouver mon
potentiel en vélo. Si je tourne le jambes tout l’hiver je ne vais pas plus vite l'été, même moins vite !!!

D’ailleurs Jérôme Coppel fait du bi-quotidient l’hiver : matin ski de fond, après midi HT. Voir http://vo2cycling.fr/index.php?/ENTRAINEMENT/1153-Vélo-et-ski-de-fond.html

Ceux du ski alp sont tous sur un vélo ou à faire du trail en été.

Je suis un convaincu de la 1ère heure des vertus du multisports, entraînement croisé en choisissant 2 sports complémentaires

Avantages :



  • Nouveaux stimuli et le corps de l'athlète réagit, s'adapte et cela peut amener un gain en perf. sur une autre discipline.
  • Rééquilibrage corporel. A trop se spécialiser on appauvrit forcément les parties musculaires moins sollicitées dans sa discipline cible.
  • Fraîcheur mentale et la motivation lorsque l'on switch d'aune discipline à l'autre.

Les plus du ski alp pour la CAP :
·


  • Pas traumatisant sport glissé (Pour la CAP faire attention aux articulations: chevilles, genoux. C'est en effet avec âge plus traumatisant que les sports portés.)
  • Muscles du haut très sollicités ( tonicité gainage)
  • VO2 maximal car tout le corps travaille
  • Explosivité en descente
  • Hypoxie ?
C'est une excellente façons construire les bonnes fondation pour une saison de CAP.

Ivan

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Message par Invité Dim 2 Jan 2011 - 20:07

Bonjour tout le monde,

Et voilà, suite et fin concernant les recherches sur les pertes de temps liées au poids du matériel en ski alpinisme. Je n’ai pas débouché, certains calculs étant compliqués et surtout il manque des éléments, voici à date, on fera peut être mieux la prochaine fois mais il y a quelques éléments de réflexion.

Rappel : on émet l’hypothèse qu'un coureur de 70 kg monte 1000 m de D+ en 40’ sur une pente de 35 %.

S’il monte de 1000 m sur une pente à 35 % il parcourt 1000/0.35 = 2857 m en horizontal.

La distance à parcourir est de rac² (1000²+2857²) = 3026 m.
On considère que le skieur fait des pas de 0.8 m, il lui faut donc faire 3026/0.8 = 3782 pas.

Lors du déplacement le skieur a tendance à onduler (son centre de gravité monte et descend à chaque pas sur l’axe vertical).

La perte de temps liée à un surpoids au bout des pieds s’estime selon 2 composantes, l’une est liée à l’énergie à dépenser pour lutter contre la gravité (axe vertical).

La seconde est liée à la nécessité à chaque pas d’imprimer une force telle que l’ensemble skieur+équipement puisse récupérer la vitesse perdue tant que son propre CDG se situe en arrière de la jambe d’appui.

A ce moment là il lutte contre les frottements ski/neige et contre l’inertie générée par son propre poids et celui de son matériel situé au bout des jambes augmentant le moment d’inertie. Cette perte de temps se considère à mon avis sur l’axe horizontal (sur les 2857 m).

La perte de temps sur l’axe vertical est facile à estimer, on multiplie P (homme+matériel) x G x D+.

Avec un matériel ski+fix+chaussure ‘’standards’’ de 4.8 kg (les paires) + 1 kg de vêtement, cela donne ;

(70+4.8+1)*10 (9.81 en fait)*1000 = 758 000 j, il doit fournir 758 000 / 40 / 60 = 316 W.

Si en plus on tient compte d’ondulations de 5 cm, il faut fournir 0.05 (m) * 3782 (pas) * (70+4.8+1) (poids) * 10 = 143 330 j / 40 (mn) /60 (sec) = 60 W supplémentaires.

Avec des ondulations de 10 cm, cela fait donc le double (120 W), je crois qu’il ne faut pas négliger les ondulations du CDG dans les calculs de puissance par compte je pense aussi qu’une partie est restituée par les cycles d’étirements/raccourcissements des chaines musculaires (et peut être aussi grâce aux skis).

Maintenant si le skieur possède un matériel léger de 3 kg, cela donne ;
(70+3+1)*10*1000 = 740 000 j soit 308 W à fournir.

Si on prend en compte les ondulations on a toujours + 60 W pour 5 cm et + 120 W pour 10 cm.

Si donc le coureur avec matériel léger gravit ses 1000 m de D+ en 40’, pour faire la même chose avec le matériel le plus lourd il mettra :
758 000 j / 308 w = 2461 s, soit 41’01’’.

Perte de temps = 1’01’’ pour l’énergie potentielle, selon la prise en compte ou non des ondulations cela peut varier de quelques secondes ….

Maintenant il faudrait considérer la perte de temps sur l’axe horizontal ce qui est beaucoup plus compliqué. Il faudra connaitre exactement la gestuelle et avoir le coef de frottement ski/neige.

On peut tenter de calculer le moment d’inertie des membres inférieurs par rapport à l’axe d’articulation de la hanche.

Les tables des biomécaniciens donnent les poids des segments en fonction du poids de corps et la position du centre de gravité de chaque membre en fonction de leur longueur.

Par exemple une cuisse fait 10 % du poids de corps, une jambe 4.65 % et un pied 1.045 %.

La position du CDG d’une cuisse se situe à 43.3 % de sa longueur par rapport au bassin.

J’ai essayé de repérer les CDG sur moi-même sachant que je mesure 1.78 m et d’adopter une position moyenne de skieur (c’est vrai que je suis en position statique alors que le mouvement est par nature dynamique, c’est juste pour voir).

Puis j’ai mesuré les distances entre les CDG des cuisse, jambe et pied en position skieur et calculé le moment d’inertie pied nu, puis avec matériel lourd et matériel léger d’un coureur de 70 kg.

Les positions des CDG cuisse, jambe et pied ont été mesurées à 0.3 m, 0.67 m et 0.95m de la hanche.

I p nu = I cuisse (10 kg*0.3m²) + I jambe (4.55*0.67²) + I pied (1.015*0.95²).
= 0.9 + 2.04 + 0.916 = 3.86 kg.m²

Si on ajoute le poids d’un matériel de ski ‘’moyen’’ (2.4 kg) :
I pied passe à (1.015+2.4) * 0.95² = 3.08 kg.m²
I total = 0.9 + 2.04 + 3.08 = 6.02 kg.m²

Si on n’ajoute que le matériel ‘’top niveau’’ (1.5 kg) :
I p = (1.015+1.5)*0.95² = 2.27 kg.m²
I total = 0.9+2.04+2.27 = 5.21 kg.m²

On obtient donc une réduction du moment d’inertie de 5.21/6.02 = - 13.5 % avec le matériel ultra léger.

Ensuite cela se gâte, je ne sais pas si on peut considérer qu’une réduction du moment d’inertie de 13.5 % entraine une réduction du travail à fournir de 13.5 %.

Il faudrait calculer l’énergie cinétique mais il manque pas mal de paramètres :

Le coef de frottement ski/neige (mesuré entre proche de 0 et 0.1 en ski alpin et ski de fond selon les neiges), mais avec des peaux ?

L’accélération de chaque pied même si l’on peut peut être se dire qu’un pied va au minimum 2 fois la vitesse du skieur s’il n’a pas de temps d’arrêt (ce qui donne sur l’axe horizontal 2.857 km en 40’ = 4.28 km/h, le pied va donc au mini au double => 8.56 km/h.

Le pas faisant 0.8 m, le pied accélère au minimum de 0 à 8.56 km/h en 0.8 m.

Il faut donc fournir une force F sur une durée suffisante pour vaincre l’inertie skieur+matériel + le frottement ski/neige.

t (durée du pas) est égale à 40’ (durée de la course), divisée par le nombre de pas (3782), cela fait 0.635 ‘’. Mais le temps de propulsion est plus court car on ne propulse pas tant que le CDC ne se trouve devant le pied d’appui.

Ensuite il faudrait estimer la différence de travail interne à fournir dans l’hypothèse matériel lourd et matériel léger. On pourrait peut être ensuite estimer l’écart de temps que cela représente.

Bon, en tout cas je m’arrête là pour l’instant ….

J’ai quand même l’intuition que cela représente moins que la minute perdue à vaincre l’énergie potentielle.

Le total fait peut être 1’30’’ là je ne sais pas, en tout cas c’est sûr qu’à un certain niveau c’est absolument décisif.

Pour rappel il y a eu 14’’ d’écart sur le podium des ch du monde de verticale race 2009 entre le 1er et le 3ème:

1 JORNET Kilian 39:50.8
2 BRUNOD Dennis 39:57.5
3 PERRIER Florent 40:04.3

Voilà, il est temps de rattaquer le boulot maintenant Mad on fera peut être mieux l'année prochaine Sad

En complément voilà ce qu'on trouve sur le site de Gignoux :


Biomécanique

Des études scientifiques ont étés menées par des chercheurs scandinaves pour comprendre la raison pour laquelle les Kenyans étaient plus performants que les autres en course à pied.
On pourrait penser qu’ils se sont adaptés à l’absence de moyen de locomotion et que de courir tous les jours pour aller à l’école ou pour se rendre au village le plus proche les a rendu performants en athlétisme.
Cette explication a été scientifiquement invalidée ainsi que d’autres suppositions concernant une composition musculaire différente après avoir effectué des biopsies du muscle et comparé à d’autre sujets.
L’explication est en fait très simple elle tient au fait que le volume du pied des Kenyans est inférieur à celui d’autres peuples et que par conséquent la masse de leurs membres inférieurs est plus faible !!!!!! Des mesures statistiques ont étés effectuées très simplement : l’athlète mettait le pied dans un sceau d’eau et on mesurait la différence de hauteur soit le volume, CQFD.
En ski de rando on dit souvent que la dépense énergétique d’1 kg supplémentaire au niveau des pieds correspond à environ 5 kg dans le sac.
En vérité la réalité est pus complexe et elle dépend beaucoup de la vélocité du mouvement.
Lorsque la cadence est très faible le handicap n’est pas si important bien qu’au moins proportionnel au surpoids par rapport à la masse totale .Par contre lorsque la cadence augmente la différence devient très importante et le handicap réel.

On peux imager de la manière suivante :
Essayez de joindre vos mains sous l’eau ….. pas de problème
Essayez de claquer des mains sous l’eau …… impossible.
C'est une image car les phénomènes physiques sont différents (frottement et inertie).
Eh bien maintenant essayez de courir avec des boulets au pieds ………. bon je pense que je n'ai pas besoin de faire un dessin ….


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évolution du ski alpinisme - Page 3 Empty Re: évolution du ski alpinisme

Message par Invité Lun 3 Jan 2011 - 14:00

[quote="jl"]
Si en plus on tient compte d’ondulations de 5 cm, il faut fournir 0.05 (m) * 3782 (pas) * (70+4.8+1) (poids) * 10 = 143 330 j / 40 (mn) /60 (sec) = 60 W supplémentaires.

Avec des ondulations de 10 cm, cela fait donc le double (120 W), je crois qu’il ne faut pas négliger les ondulations du CDG dans les calculs de puissance par compte je pense aussi qu’une partie est restituée par les cycles d’étirements/raccourcissements des chaines musculaires (et peut être aussi grâce aux skis).

A mon avis les meilleurs ils sont quasi sur un rail, cela est même beau à voir, c'est du moon walk. Donc 5 cm c'est un grand maximum, il me semble que c'est moins.

Maintenant il faudrait considérer la perte de temps sur l’axe horizontal ce qui est beaucoup plus compliqué.

Il faudra connaitre exactement la gestuelle et avoir le coef de frottement ski/neige.

On peut tenter de calculer le moment d’inertie des membres inférieurs par rapport à l’axe d’articulation de la hanche.

Les tables des biomécaniciens donnent les poids des segments en fonction du poids de corps et la position du centre de gravité de chaque membre en fonction de leur longueur.

Par exemple une cuisse fait 10 % du poids de corps, une jambe 4.65 % et un pied 1.045 %.

La position du CDG d’une cuisse se situe à 43.3 % de sa longueur par rapport au bassin.

J’ai essayé de repérer les CDG sur moi-même sachant que je mesure 1.78 m et d’adopter une position moyenne de skieur (c’est vrai que je suis en position statique alors que le mouvement est par nature dynamique, c’est juste pour voir).

Puis j’ai mesuré les distances entre les CDG des cuisse, jambe et pied en position skieur et calculé le moment d’inertie pied nu, puis avec matériel lourd et matériel léger d’un coureur de 70 kg.

Les positions des CDG cuisse, jambe et pied ont été mesurées à 0.3 m, 0.67 m et 0.95m de la hanche.

I p nu = I cuisse (10 kg*0.3m²) + I jambe (4.55*0.67²) + I pied (1.015*0.95²).
= 0.9 + 2.04 + 0.916 = 3.86 kg.m²

Si on ajoute le poids d’un matériel de ski ‘’moyen’’ (2.4 kg) :
I pied passe à (1.015+2.4) * 0.95² = 3.08 kg.m²
I total = 0.9 + 2.04 + 3.08 = 6.02 kg.m²

Si on n’ajoute que le matériel ‘’top niveau’’ (1.5 kg) :
I p = (1.015+1.5)*0.95² = 2.27 kg.m²
I total = 0.9+2.04+2.27 = 5.21 kg.m²


On obtient donc une réduction du moment d’inertie de 5.21/6.02 = - 13.5 % avec le matériel ultra léger.

Ensuite cela se gâte, je ne sais pas si on peut considérer qu’une réduction du moment d’inertie de 13.5 % entraine une réduction du travail à fournir de 13.5 %.

Travail = Force x déplacement.
A mon avis oui. Car la force du moment d'inertie M = I x accélération angulaire. donc la force est proportionnelle à I !!!


Il faudrait calculer l’énergie cinétique mais il manque pas mal de paramètres :

Le coef de frottement ski/neige (mesuré entre proche de 0 et 0.1 en ski alpin et ski de fond selon les neiges), mais avec des peaux ?

Il me semble que l'étude coltex peut servir de base. Coef entre 0.1 et 0.4 selon type de peau et température de la neige. Ne pas oublier de ne considérer que la moitié du poids de corps, même moins si la pente est très raide !!!

L’accélération de chaque pied même si l’on peut peut être se dire qu’un pied va au minimum 2 fois la vitesse du skieur s’il n’a pas de temps d’arrêt (ce qui donne sur l’axe horizontal 2.857 km en 40’ = 4.28 km/h, le pied va donc au mini au double => 8.56 km/h.

Le pas faisant 0.8 m, le pied accélère au minimum de 0 à 8.56 km/h en 0.8 m.

Cela me parait une bonne approche. On a donc l'accélération angulaire de l'ensemble cuisse,jambe pied,chaussure ski. On a donc la force pour vaincre l'inertie de la poussée complète !!!

Il faut donc fournir une force F sur une durée suffisante pour vaincre l’inertie skieur+matériel + le frottement ski/neige.

t (durée du pas) est égale à 40’ (durée de la course), divisée par le nombre de pas (3782), cela fait 0.635 ‘’. Mais le temps de propulsion est plus court car on ne propulse pas tant que le CDC ne se trouve devant le pied d’appui.

Ensuite il faudrait estimer la différence de travail interne à fournir dans l’hypothèse matériel lourd et matériel léger. On pourrait peut être ensuite estimer l’écart de temps que cela représente.

C'est fait automatiquement avec le moment d'inertie qui va immanquablement augmenter avec du matos plus lourd. Pour la gravité c'est aussi de facto.

Par contre il manque une donnée importante, la poussé des bâtons. C'est ce qui amène la partie glisse. En ski de fond classique il parle de 20/25% du poids de corps pour la force exercé sur les bâtons. C'est là que les pros font la différence. Ils ont un moteur pour appuyer avec les haut du corps. Sans bâton point de glisse. C'est pour cela que les bons donnent l'impression de mieux glisser. Une pierre deux coups, ils diminuent encore l'ondulation du mouvement.


On progresse, on progresse ...

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Message par Invité Lun 3 Jan 2011 - 21:42

Pour la bâtons tu as raison JL. Mon pote de Centrale m'a bien confirmé que ça ne compte pas car il ne bouge pas Wink

J'ai commencé un ch'ti fichier Excel, des que c'est opérable je te mets le lien !!!

Trop fort JL !!! cheers

Ivan

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Message par paul Mar 4 Jan 2011 - 8:26

Skippy dit : Trop fort jl

Vous seriez encore plus fort tous les 2 (jl et Skippy) si tout le monde comprenait ce que vous écrivez !Car je crains que la majorité des lecteurs ne pige rien !!!!

Donc, un peu de simplicité et de modestie ferait rudement du bien

A bon entendeur…



Paul

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Message par Invité Mar 4 Jan 2011 - 9:38

Paul (comment ?),

primo :

Il est bien nécessaire d'exposer comment les calculs se font pour que justement les spécialistes en physique ou autres soient capables de corriger les erreurs que je ne prétends pas éviter.

Je pense qu'il s'agit d'une démarche plutôt modeste car je peux tout à fait me faire contrer devant chacun et j'en prends le risque pour faire avancer un peu le schmilbic.

deuxio :

J'y ai passé un temps non négligeable et je n'ai pas que cela à faire. Je pense que la majorité se fout des explications mais n'attend que le résultat.

S'il quelqu'un veut une explication sur un point précis et bien nous pourrons la donner. Il suffira de demander....

Enfin ce n'est pas ton genre d'intervention qui encourage à faire des efforts pour répondre à des questions que certains se posent.

Je n'aurai aucun souci à les faire pour moi la prochaine fois.

Merci pour cette leçon que tu essaies de donner Monsieur le moralisateur (anonyme bien sûr).

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Message par schtroumphette Mar 4 Jan 2011 - 10:01

ouah la ;

nous avons la chance d ' avoir sur ce forum des intervenants de qualité , et on apprends de nombreuses choses grace a eux;

et moi , je comprends très bien leurs propos .
schtroumphette
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Message par Invité Mar 4 Jan 2011 - 12:54

Paul sort de ce corps !!! lol!

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Message par Benoit Mar 4 Jan 2011 - 13:14

Et ben Jl, je vois que tu n'as pas mis tes neurones en sommeil entre les 2 fêtes, contrairement à moi, en fait t'as déja fait l'essentiel du boulot, merci pour nous! Juste sur l'accélération du pas, si longueur de chaque pas est de 0,8m pas certain que l'accélération se fasse sur toute la longueur, j'avais même estimé qu'elle se faisait plus sur la première moitié seulement, et que la seconde moitié du pas bénéficiait de l'inertie imprimée par l'énergie accumulée par la vitesse prise lors de la phase d'accélération jusqu'au passage sous le CDG??? Je ne suis vraiment pas expert en ski-alp, mais c'est ce que je ressens en ski de fond technique classique!

Paul, la courtoisie c'est l'une des marques de fabrique imprimée par les fondateurs de ce forum, on aimerait bien conserver ce qu'on ne trouve que trop peu ailleurs: le respect !
Benoit
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Message par Invité Mar 4 Jan 2011 - 15:46

Oui je suis d'accord que c'est surement moins de 0.80 m, par compte pour impulser avec le pied il faut obligatoirement que le CDG soit devant celui ci, donc je ne crois pas que l'accélération puisse se faire dès le début, ou alors uniquement par les bâtons.

Point à éclaircir ....

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Message par Invité Mar 4 Jan 2011 - 15:59

C'est la partie la moins évidente a modéliser je trouve.

Avec les moments d'inertie I donnés par JL on peut trouver l'énergie pour lancer cette foutue jambe. L’énergie cinétique de rotation 1/2 * I * (VitAng)2. Ne reste plus qu'a diviser par le temps pris pour faire un pas ??

S'il y a accélération ou vitesse qui varie ( cela revient au même) l'énergie est la même si on trouve une vitesse moyenne non ?

Ivan

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Message par Invité Mar 4 Jan 2011 - 16:09

Si jamais j'ai posé ( humblement) le raisonnement de JL sous Excel.

Même si on est encore loin d'un modèle fiable cela permet de jouer avec les variables et de voir les effets sur la puissance à fournir. FICHIER

C'est un draft, si vous constatez des erreurs n'hésitez surtout pas.

Ivan

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Message par Benoit Mer 5 Jan 2011 - 5:49

Skippy a écrit:C'est la partie la moins évidente a modéliser je trouve.

Avec les moments d'inertie I donnés par JL on peut trouver l'énergie pour lancer cette foutue jambe. L’énergie cinétique de rotation 1/2 * I * (VitAng)2. Ne reste plus qu'a diviser par le temps pris pour faire un pas ??

S'il y a accélération ou vitesse qui varie ( cela revient au même) l'énergie est la même si on trouve une vitesse moyenne non ?

Ivan

L'énergie dépensée au cours de la phase d'accélération peut effectivement être identique à celle nécessaire pour obtenir une vitesse moyenne sur un segment donné mais là où ça change c'est sur l'énergie restituée lors de la phase de décélération..... Donc pas certain qu'on puisse se contenter de calculer en fonction de la vitesse moyenne...
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Message par Invité Mer 5 Jan 2011 - 6:15

A mon avis on peut prendre la moyenne, et la décélaration est due aux frottements et donc déjà intégrée dans le calcul de la force de frottement.

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Message par Olive M Sam 8 Jan 2011 - 17:12

Là, c'est parti pour battre le record du sujet le plus long depuis l'existence du forum.....Smile
Je viens de lire les 3 dernières réponses, j'apporte ma pierre ( enfin plutôt un petit caillou là ) :
- quand on "lance" la jambe ( c'est à dire la partie sous le genou ? ), l'énergie à fournir pour lui communiquer une vitesse angulaire w est bien de 1/2 * J * w2; pas de vitesse moyenne à considérer, simplement la différence entre les vitesses angulaires finale et initiale ( Ec = 1/2 * J * (wf-wi)2 )
- reste à calculer le moment d'inertie J ( et non pas I ) : pas simple sur une forme telle que la jambe plus le pied mais c'est jouable en assimilant la jambe à un cylindre et le pied à une sphère.
- lors de la phase de vitesse décroissante, il n'y a pas d'énergie restituée au skieur mais une conversion d'énergie cinétique acquise par la jambe en chaleur notamment ( dissipation liée aux forces de frottements ).
- voilà, maigre contribution car le mouvement de rotation de la jambe autour du genou est seulement une partie du mouvement global.

Et puis de toute façon, il n'y a plus de neige, il est temps de passer aux calculs appliqués à la course à pied Smile

Olive M

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Message par Invité Sam 8 Jan 2011 - 19:08

- quand on "lance" la jambe ( c'est à dire la partie sous le genou ? ),
l'énergie à fournir pour lui communiquer une vitesse angulaire w est
bien de 1/2 * J * w2; pas de vitesse moyenne à considérer, simplement la
différence entre les vitesses angulaires finale et initiale ( Ec = 1/2 *
J * (wf-wi)2 )

Oui mais on peut considérer que la jambe n'a pas de vitesse angulaire au début du mouvement. Ce n'est pas comme en vélo. donc on peut prendre le vitesse finale non ?


- reste à calculer le moment d'inertie J ( et non pas
I ) : pas simple sur une forme telle que la jambe plus le pied mais
c'est jouable en assimilant la jambe à un cylindre et le pied à une
sphère.

Oui mais cela n'est pas très utile, on peut prendre des parallélépipèdes. Les objets ( cuisse, jambe, chaussure) ne sont pas animés autour de leur propre axe. Tu cites sphère pour pied+chaussure, mais en fait le pied ne tourne pas sur lui même il est juste animé et tourne autour de la hanche. Je ne sais pas si j'ai été clair ???

Après en discutant avec JL il nous semble évident d'apporter une amélioration selon le pourcentage de la pente. Sur le plat ou dans un raidar la répartition des masse sur les skis est vraiment différente, de même le mouvement est assez différent.

A suivre ...

Ivan

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Message par Olive M Sam 8 Jan 2011 - 20:34

Skippy a écrit:- quand on "lance" la jambe ( c'est à dire la partie sous le genou ? ),
l'énergie à fournir pour lui communiquer une vitesse angulaire w est
bien de 1/2 * J * w2; pas de vitesse moyenne à considérer, simplement la
différence entre les vitesses angulaires finale et initiale ( Ec = 1/2 *
J * (wf-wi)2 )

Oui mais on peut considérer que la jambe n'a pas de vitesse angulaire au début du mouvement. Ce n'est pas comme en vélo. donc on peut prendre le vitesse finale non ?

Oui v finale mais pas la v moyenne. Olive


- reste à calculer le moment d'inertie J ( et non pas
I ) : pas simple sur une forme telle que la jambe plus le pied mais
c'est jouable en assimilant la jambe à un cylindre et le pied à une
sphère.

Oui mais cela n'est pas très utile, on peut prendre des parallélépipèdes. Les objets ( cuisse, jambe, chaussure) ne sont pas animés autour de leur propre axe. Tu cites sphère pour pied+chaussure, mais en fait le pied ne tourne pas sur lui même il est juste animé et tourne autour de la hanche. Je ne sais pas si j'ai été clair ???

Tu as raison pour les moments d'inertie, d'ailleurs j'y pensais et je revenais sur le forum pour corriger ma bétise quand j'ai lu ta réponse, par contre, je ne considérais dans mes précisions que le mouvement de rotation du pied+jambe (au-dessousdu genou) autour du genou, on verra ensuite pour le reste mais plus délicat car le pied ne tourne pas autour de la hanche ( la distance pied-hanche varie ).
Je disais dans un précédent message que le mouvement du pied est complexe et composé de translation et rotation : rotation autour d'un axe situé à l'avant du pied ( d'où l'importance de la répartition de la masse supplémentaire ), et translation selon la direction du sol ( en ski ). Tout ceci est intéressant, mais ça devient difficile à écrire ici où on s'explique "avec les mains", je veux dire sans équations. Or ça mérite de se poser autour d'une feuille ( ou d'un tableau noir pour les plus nostalgiques ! Wink ) et de poser ces équations qui sont plus informatives que 500 phrases d'explications. Olive.


Après en discutant avec JL il nous semble évident d'apporter une amélioration selon le pourcentage de la pente. Sur le plat ou dans un raidar la répartition des masse sur les skis est vraiment différente, de même le mouvement est assez différent.

A suivre ...

Ivan
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