mercredi 4 mai 2016

Validité des Watts sur Strava

Bonjour à tous,

Voici un petit article pour tenter d'approfondir une question qui revient souvent pour les utilisateurs de Strava:
"Est ce que les Watts calculés sur Strava sont justes?"

Tout d'abord pour savoir si les Watts calculés sont justes il faut savoir de quoi dépend ce calcul...
Le calcul théorique dépend de beaucoup de paramètres:

Au niveau du coureur/vélo:
  • Le poids du coureur
  • Le poids du vélo
  • Le poids additionnel (vêtements, accessoires, bidons et autres...). On l'oublie souvent mais il est loin d'être négligeable par rapport au poids du vélo...
  • Le type de vélo (route, cyclocross, MTB)
  • Le diamètre de section des pneus.
  • Le rendement des pneus.
  • La position du coureur (en haut, sur "les cocottes", en bas du cintre...) autrement dit son coefficient de pénétration dans l'air.
Au niveau de l'environnement extérieur:
  • De la distance effectuée
  • De l'altitude de départ et d'arrivée, d'où laquelle on déduit (avec la distance) la pente moyenne.
  • De la direction et force du vent (pour, contre, de coté ect...). 
  • De la température (oui oui on va plus vite l'été !)
Cela fait beaucoup de paramètres!

Le détail de l'algorithme utilisé par Strava utilisé a été récemment détaillé ici:
https://support.strava.com/hc/en-us/articles/216917107-How-Strava-measures-Power
Comme indiqué dans le lien vous remarquerez que certains facteurs sont inconnus de Strava: la direction du vent, la position sur le vélo, le type de pneu et tout poids additionnel. Seul le poids du coureur et le poids du vélo semblent être pris en compte donc ni effet de la température ni du vent qui sont pourtant des éléments determinants pour le calcul de la puissance.

Il est donc tres peu pertinent d'effectuer la comparaison sur un segment plat à cause de l'effet du vent (qu'il soit en favorable ou défavorable d'ailleurs). Pour les mêmes raison si vous roulez en peloton, l'effet du drafting (aspiration) aboutira toujours à des valeurs trés largement surestimées par rapport à la réalité.


FIG1: Segment test - avec capteur de puissance





Pour tenter d'y voir plus clair je me suis amusé à comparer les valeurs mesurées par mon capteur de puissance (un power2max type S) aux valeurs théoriques calculées par Strava sur un segment "test" et que je fréquente souvent et bien connu des franciliens: la cote de Beulle dans les Yvelines (https://www.strava.com/segments/4320208). Cette cote fait 3km à 5% de moyenne (max 9%). A ce pourcentage moyen et une vitesse d'environ 25km/h on lutte déjà à 75% contre la gravité (voir ici: http://alex-cycle.blogspot.fr/2013/02/the-sum-of-parts.html et là: https://www.gribble.org/cycling/power_v_speed.html). A ce jour je l'ai faite 18 fois. Je peux le voir sous l'onglet "Mes résultats (FIG 1). L'éventail des conditions testées est assez large en ce qui concerne la saison, la température, le temps du segment, poids du cycliste (vêtements, poids des bidons ect), conditions de vent ect...


Maintenant comme je possède toujours les fichiers originaux (.FIT de mon Garmin) j'ai utilisé ce petit outil en ligne (https://www.fitfiletools.com/#/top) qui permet de modifier/enlever les champs du fichier de données (FC, Puissance, cadence, ect..) . Dans mon cas pour pouvoir comparer j'ai utilisé "Field Stripper" pour enlever les données de puissance de mes fichiers. Je dispose donc de 2 jeux de 18 fichiers dont seulement le premier contient la valeur de puissance réellement mesurée par mon capteur. Il s'agit maintenant d'uploader sur Strava les 18 fichiers "sans puissance" et comme la date et le reste des données sont identiques (poids notamment) Strava va simplement estimer la puissance à partir de leur modèle. Les résultats sont résumés en Figure 2-5.

On remarque immédiatement que l'algorithme utilisé par Strava surestime systématiquement les Watts. La différence brute peut atteindre des valeurs non négligeables (jusqu'à 70W pour des puissance comprises entre 300 et 400W sur 6-8') soit une erreur relative entre 5 et 25%. En moyenne sur le jeu de 18 fichiers la difference relative est de 13.4%. Comme attendu les conditions peuvent faire varier fortement les estimations par rapport à la réalité. On atteint ici une limite des algorithmes d'estimation. Néanmoins avec une précision de 13% en moyenne ce n'est finalement pas si mal d'autant que le biais est assez systematique malgré une forte variation. Cela nous apprend aussi une chose: pour s'entrainer dans une zone de façon précise, le capteur de puissance avec des precisions de mesure d'environ +-2% est indispensable.


FIG2: Comparaison des mesures entre capteur de puissance et algorithme Strava.
FIG3: Puissance générée par le cycliste (W) vs Date.
Rouge: mesurée par capteur de puissance Bleu: puissance estimée par Strava

FIG 4: Power (W) vs Segment Time (s)
FIG 5: Puissance estimée par Strava vs Puissance mesurée par capteur de puissance.

samedi 5 décembre 2015

Comment avoir une estimation de la VO2max à partir d'un test de PMA?

Bonjour à tous,

Nous allons voir ici comment estimer rapidement la VO2max à partir d'un test de PMA bien effectué.

Rappel: PMA = Puissance Maximale Aérobie.
C'est la puissance atteinte à la consommation maximale d’oxygène (qu'on appelle VO2max), qui est la quantité maximale d’oxygène qu’un organisme peut utiliser par unité de temps au cours d’un exercice musculaire intense et d’une durée égale ou supérieure à trois minutes. La VO2 max c'est donc un volume d'oxygène consommé par unité de temps (Litres par minutes) pour lequel on tient compte du poids total de l'athlète (pour pouvoir comparer). Ainsi l'unité habituellement utilisée est ml/mn/Kg.

Pour être bien certain du test il vaut mieux faire 5' d'effort à puissance maximale (à fond à fond).
De plus afin avoir une mesure fiable de la puissance délivrée par le cycliste il faut être équipé d'un capteur de puissance (obligatoire) et bien calibrer son capteur au préalable (trés important!!). Pour les conditions de test le Home Trainer parait ici trés intéressant car il permetra de reproduire l'effort au fur et à mesure de la saison pour comparer. De plus vous utilisez votre vélo vous êtes donc à priori dans des conditions intéressantes sans avoir besoin de réglages qui puissent influer sur votre rendement du point de vue bio-mecanique. Evidemment l'ideal est de faire un vrai test d'effort en laboratoire qui lui va directement mesurer avec un masque le volume d'oxygène utilisé.

La mesure de la VO2max via un test de PMA date déjà d'il y a un certain temps (cf A. Coggan dans: http://www.trainingandracingwithapowermeter.com/2010/06/how-to-estimate-vo2max-using-power.html) et la validité de la méthode est excellente si l'effort est bien maximal sur l'ensemble des 5 minutes i.e épuisement total des reserves anaerobie vers 2-3'. Ainsi à partir de la 3ème minute vous êtes censés être à V02max. Par precaution on prend la moyenne entre la 4 ème et 5 ème minute du test même si certaines publications récentes suggèrent de mesurer la VO2max un peu plus tôt vers 4'-4'30 (http://www.fredericgrappe.com/wp-content/uploads/2015/08/pinotpart2.pdf).

Concrètement il faut faire 5' à fond en partant dés les premières secondes à des valeurs proches de votre record sur 5' (CP5).
J'insiste, vous devez commencer fort (ne PAS garder toutes vos forces pour la dernière minute mais se donner a fond durant tout le test de 5' même si ce sont les 60 dernières secondes qui vont être utilisées pour l'estimation de la VO2max). Pour tout ceux qui ont déjà fait ce genre de test: c'est épuisant et on doit finir complètement carbonisé au bout des 5'... limite à ne plus pouvoir pédaler... d'où l'utilité du Home trainer... et d'un bon échauffement...
Ensuite utiliser la formule:
VO2max (ml/min/Kg) = (0.0108*P+0.007*Poids)*1000/Poids
P = Puissance moyenne (en Watts) des 60 dernières secondes du test (I.e entre 4' et 5')
et
Poids = poids du jour à mesurer juste avant le test. 

Exemple pour moi:
J'ai fait 414 W en moyenne sur 5' donc ma PMA (record) est de 414W. Mais les 60 dernières secondes donnent
P = 407W de moyenne.
Poids du jour = 65.5Kg
Ensuite:
(0.0108*407+0.007*65.5)*1000/65.5 = 74.1ml/min/Kg