Mesure de la puissance sur le vélo de course: 9 powermeters en test

Thèmes abordés dans cet article

• Le powermètre : En bref
• Ce que les mesures apportent
• Comment TOUR teste les powermeters
• Les powermeters en test individuel

Le premier coureur cycliste de niveau mondial à avoir reconnu la valeur des manivelles de mesure spéciales a été Greg LeMond. L'Américain, qui a remporté trois fois le Tour entre 1986 et 1990, a été électrisé par les possibilités de ces manivelles, que l'inventeur Ulrich Schoberer a complétées dans son atelier en sous-sol à Jülich. LeMond a ainsi pu mesurer objectivement ses performances pendant la course et il s'est vite rendu compte qu'il n'était plus obligé de passer toujours plus d'heures en selle pour continuer à s'améliorer - mais qu'il pouvait utiliser beaucoup plus efficacement les séances d'entraînement intensives avec les valeurs sous les yeux. La classe plutôt que la masse. C'était en 1991.

Le powermètre : En bref

Les powermeters sont des appareils de mesure qui permettent d'enregistrer la puissance de pédalage du cycliste pendant qu'il roule. Les prix commencent à 599 euros. Les données de puissance enregistrées (exprimées en watts) sont transmises à l'ordinateur sur le guidon ou au téléphone portable. Une fois analysées, elles servent principalement à gérer l'effort lors de l'entraînement et de la course, mais peuvent également être utilisées pour optimiser le matériel.

L'entreprise SRM de Schoberer est aujourd'hui encore le principal fournisseur de powermeters des professionnels : huit équipes ont couru lors de la Tour de France 2016 avec le produit d'Allemagne. Mais à côté de cela, une scène florissante de nombreux autres fournisseurs s'est développée. La puissance de pédalage est mesurée à peu près partout sur le vélo : sur l'étoile de la manivelle, la manivelle, l'arbre du pédalier, la pédale, le moyeu de la roue arrière et la semelle de la chaussure.

Le principe de mesure de la plupart des appareils est basé sur la transformation en signaux électriques de la déformation élastique d'un élément mécanique sous l'effet de la force du pas. Toutes les balances électroniques fonctionnent ainsi. Le vélo présente toutefois le handicap d'être déplacé dans un environnement difficile : Il est exposé à l'eau qui fouette, aux coups brutaux et aux températures changeantes. De plus, les appareils doivent tenir compte de l'incroyable dynamique de la force musculaire : Un powermètre pour cyclistes doit produire des valeurs propres dans la plage de 100 à 2000 watts et avoir des réserves pour représenter des pics d'effort encore plus élevés. Un scénario d'horreur pour des mesures précises. Pour les cyclistes amateurs, 170 watts de puissance continue au lieu de 150 sont déjà un monde. Les professionnels, en revanche, veulent que les puissances intermittentes de 480 ou 500 watts soient représentées avec précision ; ou savoir si la puissance de pointe en sprint est de 1450 ou 1490 watts.

Les valeurs mesurées montrent les progrès

Cela nous amène au cœur de ce dont il s'agit : saisir la performance en chiffres exacts. Est-ce que je me suis amélioré ? Des valeurs de mesure précises donnent une réponse satisfaisante. Si le doute s'installe quant à l'exactitude du chiffre, tout l'effort de mesure ne vaut rien, car cela rend caduque l'objectivation du sentiment et des classements, et on peut alors s'en passer.

Dans le sport professionnel, les powermeters qui mesurent au niveau ou autour du pédalier dominent. Le principe SRM de mesure dans l'étoile de la manivelle est copié depuis l'expiration du brevet, ce qui fait pression sur les prix. SRAM (ou Quarq) et Power2max proposent des appareils nettement moins chers avec un principe de mesure comparable ; on les trouve également dans les équipes professionnelles qui ne sont pas officiellement sponsorisées. Outre les huit équipes SRM, neuf autres équipes ont utilisé des powermeters à manivelle d'autres fabricants lors du Tour 2016. Aucune équipe n'a utilisé de pédales de mesure.

Le fait que ce soit justement l'équipe Sky, très professionnelle et dotée de moyens financiers importants, qui utilise la technique de mesure de Stages, qui ne saisit que la puissance de la jambe gauche, est surprenant. Cette technique est certes moins chère, mais aussi moins précise, car la puissance d'une jambe n'est multipliée que par deux. Comme les deux jambes ont rarement la même force et que, par conséquent, la part de la jambe droite et de la jambe gauche dans la puissance totale varie, cette mesure est clairement en retard sur l'état actuel des concurrents. Stages travaille toutefois depuis longtemps sur la mesure des deux jambes, des prototypes ont été utilisés lors du Tour de France de l'année dernière.

Powermeter sur le vélo de course : le culte du chiffre des entraîneurs

Plus de 25 ans d'expérience en matière de données de performance ont marqué et transformé le cyclisme. Leur évaluation a été constamment affinée et, aujourd'hui, les cyclistes font partie des athlètes d'endurance les plus étudiés. Cela s'explique par le fait que la puissance de pédalage reflète directement ce dont un coureur est capable dans une situation donnée. C'est à la fois si simple et si complexe. On peut peut-être mieux comparer cela aux données télémétriques des voitures de course, qui montrent à chaque seconde aux ingénieurs sur le bord de la piste ce qui se passe dans la voiture.

Les entraîneurs professionnels évaluent aujourd'hui les forces et les faiblesses des coureurs à l'aide d'une multitude d'indicateurs. Ils peuvent ainsi décider quel parcours convient à quel coureur, qui doit rouler à quel moment et à quelle position pour que l'équipe soit la plus rapide possible lors d'un contre-la-montre par équipe, quand la charge d'entraînement devient trop importante et, et, et ... Les powermeters ont donné naissance à un culte du chiffre dans le secteur de l'entraînement et ne cessent de l'alimenter.

Ce que nous apportent les valeurs mesurées par le wattmètre pour vélo de course

Les coureurs professionnels utilisent des powermeters à l'entraînement pour appliquer les consignes de leurs entraîneurs, mais aussi en course pour répartir leur force. En outre, les données servent indirectement à améliorer l'aérodynamisme, même sans mesures en soufflerie. En effet, une position assise plus aérodynamique permet normalement au coureur de rouler plus vite à puissance égale ou de fournir moins de watts pour atteindre une vitesse donnée. Les sportifs amateurs peuvent Powermeter utiliser de la même manière : Celui qui se penche sur les chiffres peut gérer lui-même son entraînement ou donner ses données à un entraîneur qui peut ainsi planifier l'entraînement avec plus de précision et mieux le contrôler. L'avantage le plus important et le plus immédiat est de pouvoir saisir exactement ses propres zones d'entraînement ou d'intensité et donc de pouvoir les appliquer avec précision. De plus, les progrès dans la forme peuvent être reconnus objectivement. Le planificateur d'entraînement TOUR, qui est joint chaque année en supplément à l'édition de février, décrit cela avec précision.

Les programmes d'analyse des données, comme le logiciel open source Golden Cheetah, sont devenus si complets et détaillés que l'on peut passer au crible ses enregistrements d'entraînement et de compétition de toutes les manières possibles. Mais on peut aussi s'y perdre...

Les powermeters : Un banc d'essai de 600 à 2600 euros

Pour notre test, nous avons invité toutes les entreprises concernées. Huit fabricants ont envoyé neuf wattmètres dans la course, dont cinq nouveaux développements : SRM Origin, Rotor 2Inpower, Power2max NG, SRAM Quarq Red DZero et Stages Carbon. De plus, nous avons pu tester pour la première fois les manivelles Infocrank de Verve. À cela s'ajoutaient la pédale Vector 2 révisée de Garmin et la pédale P1 de PowerTap. Le moyeu classique G3 de PowerTap complète le champ de test avec une fourchette de prix de 600 à 2600 euros. Le nouveau powermeter Shimano, présenté au début de l'année, n'a malheureusement pas été disponible à temps. Nous n'avons pas eu de succès auprès de Pioneer, qui n'assure plus la distribution en Europe, de 4i, qui n'a pas répondu à notre invitation, et de BePro, qui n'a pas voulu envoyer d'appareil.

Sur un banc d'essai nouvellement construit, nous avons pu pour la première fois comparer directement des wattmètres à manivelle entre eux dans des conditions de laboratoire. Cela nous a également permis d'étudier comment les appareils réagissent aux sauts de température, par exemple lors du passage de l'intérieur à l'extérieur ou lors du franchissement de hautes montagnes. Si le système est sensible à la température, les valeurs mesurées peuvent être faussées. De plus, nous avons effectué de nombreux parcours comparatifs sur route et sur route, avec deux à quatre powermeters sur le vélo, afin de pouvoir comparer directement les valeurs mesurées dans de nombreuses situations. Nous avons analysé un spectre de puissance allant de 150 à 1200 watts et nous ne nous sommes pas contentés de regarder les valeurs moyennes, mais nous avons également analysé en détail les données brutes pour voir s'il y avait des valeurs aberrantes. Cela permet également de voir si les écarts relatifs sont constants - c'est-à-dire conditionnés par l'appareil - ou s'ils dépendent de la puissance.

Certains appareils fournissent des valeurs très similaires

Lors des tests en laboratoire, les résultats des six powermeters à manivelle se situent dans une fourchette de plus ou moins deux pour cent. Les fabricants ont longtemps indiqué cette résolution comme standard. Entre-temps, certains promettent une précision de plus ou moins un pour cent ; Rotor indique même plus ou moins un watt. Nous ne savons pas lequel de ces appareils se rapproche le plus de la puissance effectivement fournie avec ses valeurs de mesure : le travail de mesure nécessaire avec un capteur calibré à très haute résolution serait extrêmement important et coûteux. Pour des raisons similaires, nous n'avons pas non plus pu montrer si tous les appareils d'un même fabricant fournissaient des valeurs de mesure identiques. Pour cela, nous aurions dû tester un grand nombre d'appareils par rapport à une référence. Nous disposions toutefois de deux modèles d'Infocrank, dont l'un nous a servi de référence pour comparer directement les valeurs de mesure de différents appareils. Nous avons remarqué que les valeurs du SRM, du Quarq et du Rotor étaient particulièrement proches les unes des autres.

Le moyeu Powertap bon marché fonctionne bien, à quelques exceptions près, et s'est montré stable sur des milliers de kilomètres lors du test de longue durée. Les valeurs brutes du moyeu varient toutefois plus que celles de tous les autres appareils. Les pédales P1 de Powertap mesurent environ dix watts de moins sur toute la plage de puissance. Cela a un impact relativement plus important pour les faibles puissances que pour les puissances élevées ; dans ce cas, les pédales sont exemplaires par rapport aux power-mètres de manivelle dans les limites des spécifications - et imbattables lors du passage d'un vélo à l'autre. Les expériences avec la pédale Vector 2 de Garmin sont moins convaincantes. La pédale gauche de l'échantillon de test n'a pas donné assez d'indications à plusieurs reprises. Elle a dû être réinitialisée à plusieurs reprises, même en cours de route, et n'a pas été une source de données fiable. Dans les forums, les utilisateurs décrivent des expériences similaires.

Acquisition à long terme

Notre test montre qu'il n'est pas nécessaire de prendre l'appareil le plus cher pour obtenir des données utilisables. Mais aussi que l'assurance qualité ne fonctionne pas chez toutes les entreprises. Selon notre estimation, la mesure correcte de la performance devrait être au premier plan. Des fonctionnalités telles que la mesure séparée de la jambe gauche et de la jambe droite ou l'analyse de la foulée sont intéressantes, mais pas toujours fiables ; lorsque nous avons utilisé deux appareils en parallèle sur un vélo, nous étions rarement d'accord sur la jambe qui était la plus forte et qui pédalait "plus rond".

Notre conseil : Ceux qui envisagent l'achat d'un powermeter devraient considérer cela comme un investissement à long terme, que l'on peut utiliser pendant une dizaine d'années. Un appareil fonctionnant selon le principe SRM, avec des manivelles interchangeables (construction modulaire), nous semble être la meilleure variante à long terme pour allier précision, durabilité et compatibilité avec le cadre. Pour ceux qui cherchent des informations détaillées au-delà des valeurs en watts, il faut regarder les Infocranks ou les nouvelles manivelles Rotor.

Comment TOUR teste les wattmètres pour vélos de course

Il n'est pas possible de déterminer la précision absolue des appareils avec un effort raisonnable. Mais pouvoir comparer directement les valeurs mesurées est également très instructif. C'est ainsi que nous avons testé pour la première fois des powermètres à manivelle en comparaison directe sur un nouveau banc d'essai. L'un des modèles Infocrank a servi de référence et nous avons comparé les valeurs de mesure de tous les autres systèmes à manivelle - dont un deuxième modèle Infocrank. Le résultat montre à quel point les systèmes diffèrent les uns des autres et comment l'écart de chaque appareil varie en fonction des différentes puissances de pédalage. Le montage permet également de refroidir le système de test et de vérifier comment un saut de température de 15 degrés se répercute sur le résultat de la mesure. De plus, nous avons comparé tous les powermeters entre eux lors de nombreux tests (sur route et sur route). L'éventail des puissances se situait entre 150 et 1200 watts. Pour les valeurs de mesure, nous avons analysé aussi bien les valeurs moyennes lissées que les ensembles de données brutes des appareils. Pour la collecte des données, nous avons utilisé des ordinateurs Garmin-Edge-520 avec des réglages identiques. Les analyses ont été effectuées dans Excel et Golden Cheetah.

Les powermeters en test individuel

Powertap P1

Un powermètre à pédale pour une véritable mesure gauche-droite. Les P1 se vissent facilement et rapidement et ont toujours fourni des valeurs un peu trop basses, mais stables, lors du test. La surface de pédalage est plus haute au-dessus de l'axe de rotation que sur les pédales normales. Cela a une influence négative sur le pédalage, mais on peut s'y habituer. Les cales de pédales ne sont officiellement pas compatibles avec Look, mais chez nous, cela a parfaitement fonctionné. Un vrai plug & play : pour ceux qui roulent avec plusieurs vélos et veulent toujours mesurer leurs performances, la P1 est sans alternative.

• prix : 1299 euros
• poids : 439 grammes/paire sans plaques
• Logiciel : App PowerTap, mise à jour du firmware possible
• connexion : ANT+, Bluetooth LE
• Batterie* : par pédale 1 x AAA, 60 heures
• Précision* : pas d'indication
• Cadence de pédalage : à partir de la rotation de la pédale

+ facile à changer, données cohérentes, stable en température
- courte durée de vie de la batterie

Garmin Vector 2

Garmin propose également un powermètre à pédale pour une véritable mesure gauche-droite, qui doit être monté avec une clé dynamométrique. Les émetteurs sont fixés sur les axes des pédales et reliés par des fiches dans les axes des pédales. Même si les pièces d'usure, y compris le corps de pédale, sont interchangeables : Tout cela semble bien filigrane. Un test à long terme devrait permettre de déterminer si cela permet de parcourir un nombre de kilomètres à cinq chiffres. En théorie, la pédale est capable de saisir de nombreuses données relatives au pédalage, mais en pratique, elle n'a pas réussi à déterminer des valeurs de watts raisonnables ; nous en avions déjà fait l'expérience en 2014 lors du test du Vector 1. Ce n'est pas idéal pour les changements fréquents de vélo à vélo.

• prix : 1149 euros
• poids : 359 grammes/paire sans plaques
• Logiciel : Analyse des données, mise à jour du micrologiciel via le dongle ANT+.
• connexion : ANT+
• Batterie* : par pédale 1 x CR 2032, 175 heures
• Précision* : pas d'indication
• Cadence de pédalage : à partir de la rotation de la pédale

+ léger, nombreuses grandeurs de mesure
- peu fiable

Powertap G3

Un classique éprouvé depuis des années avec une technique de mesure très légère. Le moyeu est une pièce solide qui a déjà parcouru quelques milliers de kilomètres de test sans problème. Les valeurs mesurées diffèrent la plupart du temps d'un à deux pour cent du niveau SRM. Ce qui frappe, ce sont les données brutes qui ont tendance à sauter - ce qui est mauvais pour l'entraînement de la sensation de vitesse (pacing). Le moyeu permet également de déterminer automatiquement la vitesse correcte. Outre le moyeu, des roues prêtes à l'emploi sont disponibles. Pour mesurer les performances sur plusieurs vélos, le moyeu Powertap constitue une alternative très avantageuse aux pédales et est nettement plus précis que n'importe quelle mesure effectuée sur un seul pied.

• prix : 599 euros
• poids : 325 grammes
• Logiciel : Mise à jour du firmware via USB
• connexion : ANT+, Bluetooth LE
• Batterie* : 1 x CR 2032, environ 60 heures en mode test
• Précision* : +/- 1,5 pour cent
• Cadence de pédalage : calculé à partir des pics de couple

+ relativement bon marché, robuste
- courte durée de vie de la batterie, affichage nerveux

Verve Infocrank

Les manivelles Verve sont conçues comme des barres de pesage et peuvent ainsi mesurer séparément la jambe gauche et la jambe droite. Cette technique nécessite des manivelles forgées relativement massives et lourdes, disponibles avec un arbre BB30. La construction est conçue sans compromis pour le travail de mesure, avec des aimants séparés pour la gauche et la droite, qui sont bien placés sur les capuchons de palier ; avec le dernier firmware, il est possible de supprimer les aimants. Verve est le fournisseur officiel de British Cycling et de l'UCI. Des manivelles très courtes et extra longues sont en préparation, ainsi qu'une analyse de couple. Système professionnel robuste avec résolution gauche-droite.

• prix : 1599 euros
• poids : 865 grammes (175 mm, 52/36)
• Logiciel : en préparation, mise à jour du micrologiciel via le dongle ANT
• connexion : ANT+
• Batterie* : par manivelle 2 x SR 44, 500 h
• Précision* : +/- 1 pour cent
• Cadence de pédalage : Aimant (62 grammes) ou calculé à partir du couple de rotation

+ mesure gauche-droite, facile à utiliser, stable en température
- relativement lourd, pas de construction modulaire

Rotor 2Inpower

Les Espagnols combinent deux principes de mesure fondamentalement différents pour créer un powermeter : Des jauges de contrainte dans la manivelle droite et dans l'axe du pédalier mesurent séparément la force de la jambe gauche et de la jambe droite. Particulièrement utile pour les utilisateurs des plateaux ovales Q-Ring, car ils peuvent ainsi mieux régler leurs plateaux (sous le point "Optimum Chainring Angle", OCA). La batterie interne est alimentée par une prise magnétique. Nous avons parcouru environ mille kilomètres avec la manivelle et elle a fonctionné sans problème. Un complément intéressant pour les fans de Q-Ring.

• prix : 1499 euros (sans les feuilles)
• poids : 851 grammes (175 mm, avec lame Aero 53/38)
• Logiciel : Logiciel d'évaluation du rotor, mise à jour du firmware
• connexion : ANT+, Bluetooth LE
• Batterie* : batterie interne, 300 heures
• Précision* : +/- 1 watt
• Cadence de pédalage : Capteur d'accélération

+ mesure gauche-droite, stable en température
- relativement lourd, pas de construction modulaire

Stages Carbon GXP

La manivelle Stages remplace la manivelle gauche de série ; elle ne mesure que la puissance de la jambe gauche et la multiplie par deux. La précision de la mesure est donc en principe limitée. Le capteur de mesure se trouve à l'intérieur de la manivelle et est extrêmement léger : le poids supplémentaire n'est que de huit grammes par rapport à la manivelle SRAM-Red. La liaison radio via ANT+ est toutefois aussi trouée qu'un fromage suisse et la qualité des données varie fortement. Dans des conditions de laboratoire, une mesure réussit et montre que le principe de mesure peut en principe fonctionner. Mais sous cette forme, il n'est guère utilisable.

• prix : 799 euros
• poids : 175 grammes (175 mm)
• Logiciel : App StagesPower, mise à jour du firmware possible
• connexion : ANT+, Bluetooth LE
• Batterie* : CR 2032, 200 heures
• Précision* : +/- 2 pour cent
• Cadence de pédalage : Capteur d'accélération

+ léger et invisible, prix
- Liaison radio instable, mauvaise qualité des données

SRM Origin

Nouveau modèle haut de gamme de l'inventeur du Powermeter, en coopération avec Look. Super léger, avec arbre BB30 interchangeable. Conception modulaire (manivelles interchangeables) et donc à l'épreuve du temps. Pédales pivotantes pour un réglage rapide des manivelles Look en carbone sur différentes longueurs (170/172,5/175 mm). L'accent est entièrement mis sur la saisie propre des données avec 16 jauges de contrainte dans le spider et un aimant pour saisir la cadence de pédalage sans interférence. La manivelle fonctionne avec n'importe quel appareil ANT+ ; l'ordinateur SRM PowerControl VIII en option permet toutefois une meilleure gestion des données. Système haut de gamme pour les professionnels.

• prix : 2618 euros
• Poids : 658 grammes (52/36 Shimano)
• Logiciel : Analyse des données, mise à jour du firmware via un ordinateur PC-VIII
• connexion : ANT+
• Batterie* : installé, 1 400 heures
• Précision* : +/- 1 pour cent
• Cadence de pédalage : Aimant

+ léger, transparence des données, construction modulaire, logiciel
- Prix, pas de résolution gauche-droite

Sram Quarq Red DZero

S'intègre visuellement sans problème dans le groupe Red avec des manivelles en carbone. De manière analogue au SRM, l'appareil mesure le couple entre la manivelle et la pale et calcule la cadence avec des capteurs d'accélération ainsi que l'équilibre gauche-droite à partir du couple. Disponible au choix avec un arbre BB30 ou -24 mm. Bonne application. En cas de sauts de température, le point zéro se déplace, ce qui a entraîné jusqu'à 20 watts d'écart lors de notre test (15 degrés de différence). SRAM indique qu'elle compense la température par le calcul. Parmi les capteurs de manivelle du test, le meilleur rapport qualité/prix.

• prix : 1075 euros
• poids : 751 grammes (175 mm, 52/36)
• Logiciel : App Qalvin Bluetooth LE, mise à jour du firmware possible
• connexion : ANT+
• Batterie* : CR 2032, 200 heures
• Précision* : +/- 1,5 pour cent
• Cadence de pédalage : calculé

+ prix, construction modulaire
- sensible à la température

Power2max NG rotor 3 D 24

Un capteur de manivelle selon le principe SRM, qui s'adapte à toute une série de manivelles ; il se charge par mini-USB, un bouchon en caoutchouc ferme la prise. Le signal de mesure brut est plus instable que sur les powermeters comparables, le calcul de la cadence au moyen d'un accéléromètre en est probablement la cause. La compensation de température a parfaitement fonctionné lors du test. Également disponible en version BB30. Le modèle précédent Type-S est nettement moins cher : il fonctionne avec des piles, est spécifié avec une précision de +/- 2 %, mais offre sinon des caractéristiques de performance comparables (capteur avec manivelle en aluminium à partir de 690 euros). Un système sans souci pour les conducteurs conscients des coûts.

• prix : 1257 euros
• poids : 795 grammes (175 mm, 52/36)
• Logiciel : Mise à jour du firmware possible
• connexion : ANT+, Bluetooth LE
• Batterie* : batterie interne, 150 heures
• Précision* : +/- 1 pour cent
• Cadence de pédalage : Capteur d'accélération

+ température stable
- affichage nerveux

Comparaison des powermeters à manivelle

Le site Graphique montre à quel point les valeurs mesurées par les wattmètres à manivelle sont dispersées. Les valeurs d'un modèle Infocrank servent de référence (ligne horizontale à zéro) - les points colorés montrent les écarts des valeurs mesurées par les autres appareils (et le deuxième Infocrank) à 100, 200 et 300 watts (entraînement sur une jambe). À 300 watts, les valeurs s'écartent entre +2,3 et -1,5 % - pas mal, mais un peu plus que ce que certains indiquent. Le SRM, le Quarq et le Rotor (rose, en partie masqué) sont extrêmement proches les uns des autres. Le deuxième infocrank s'en écarte le plus (bleu clair). Qui mesure correctement ? Tout porte à croire que les valeurs correctes se trouvent là où s'agglutinent les points colorés.