[Entrainement] Impact vent sur vitesse

gui_gui · Message par **gui_gui** » 13 mars 2011 7:41

Ce serait assez banal de dire qu'on va plus vite avec vent de dos que vent de face ! Pourtant on en fait tous l'expérience, et on ne sait jamais vraiment quel va être l'impact du vent sur le chrono.
D'un côté il y a le vent, quantifié en kilomètres par heure, et qui se déplace selon un angle par rapport à notre trajectoire…
De l'autre côté, il y a le patineur, qui fournit un effort (je ne sais pas quelles sont les unités de mesure mais le résultat c'est une certaine vitesse acquise)…
Blague à part, quelles sont les méthodes pour quantifier l'impact du vent sur la vitesse en patinage ?
Par exemple hier, je me fais 97 km (48,5 aller retour) vers le NE. Le vent venait de S, SSW, environ 40 kmh, avec rafales à 60 kmh. Donc un aller "assisté" à 27,3 kmh de moyenne, (malgré des arrêts sur certains passages) avec pointes de vitesse super grisantes. Un retour avec une énorme claque constante qui vous stoppe net si vous faiblissez. 19,5 kmh de moyenne et un patinage court en amplitude, donc un effort à fournir considérable.
Total, j'ai l'impression d'avoir fourni 3 fois plus d'efforts au retour qu'à l'aller. Mais "3 fois plus", ce n'est qu'une façon de parler, et il existe certainement une méthode logique pour quantifier cet effort…

sanglier76 · Message par **sanglier76** » 13 mars 2011 16:55

Oui ça doit exister mais il faudrait trouver un bon mathematicien ...
en cherchant un peu il y a cela qui s'applique aux avions :

http://www.volez.net/aerodynamique-tech ... avion.html

Seule certitude,je prefere quand il n'y a pas ou peu de vent !

YouTube · Message par **alfathor** » 13 mars 2011 17:24

La résistance de l'air varie en fonction du carré de la vitesse.
Si tu roules à 20 km/h et que tu as un vent de 20 à l'heure de face, c'est comme si tu roulais à 40 km/h. Pour les calculs, je laisse faire les matheux

sanglier76 · Message par **sanglier76** » 13 mars 2011 17:30

euh avec le vent de face je roule pas à 40km/h...pour l"effort donné oui je suis d'accord avec un vent de face de 20 km/h,pour rester moi à 20km/h, je fournit un éffort comparable à si je roulait à 40 km/h...

youb solo · Message par **youb solo** » 13 mars 2011 17:31

vous avez ca sinon

http://sportech.online.fr/sptc_idx.php? ... r_esx.html

gui_gui · Message par **gui_gui** » 13 mars 2011 18:56

Si on traçait une courbe, avec, en abscisse : la vitesse du vent, et en ordonnée, l'effort à fournir par le patineur, que verrions-nous ? Voilà une courbe que j'aimerais voir.
Alors déjà, je ne sais pas quelle fonction définit une telle courbe… problème.
Ensuite, je ne sais pas pourquoi mais j'ai comme l'intuition que cette courbe aurait la forme d'une parabole : alors que la vitesse du vent augmente de façon régulière, l'effort à fournir, lui, augmente de façon beaucoup plus importante, à la manière d'une parabole… En tout cas pas un truc linéaire.
Mais les maths et moi hein…

nitox · Message par **nitox** » 13 mars 2011 21:22

Bonjour
Juste un petit conseil , ne jamais commencer son entrainement vent dans le dos, mais plutôt vent de face car nous sommes frais au départ et donc plus disposer à faire des efforts , alors q'au retour, quand nous sommes un peu sec, le vent de dos est un allier précieux pour nous ramener à bon port.
Mais j'imagine que tu savais tous ça et que tu as fait ton circuit volontairement dans ce sens?

gui_gui · Message par **gui_gui** » 14 mars 2011 6:40

nitox a écrit :Bonjour
Juste un petit conseil , ne jamais commencer son entrainement vent dans le dos, mais plutôt vent de face car nous sommes frais au départ et donc plus disposer à faire des efforts , alors q'au retour, quand nous sommes un peu sec, le vent de dos est un allier précieux pour nous ramener à bon port.
Mais j'imagine que tu savais tous ça et que tu as fait ton circuit volontairement dans ce sens?

Volontairement, non, car je ne décide ni de la météo ni de la géographie des lieux ! Mais la piste cyclable sur laquelle je m'entraîne est globalement orientée sur un axe SSW - NNE. J'habite à Metz, qui est situé à l'extrémité SSW. Par conséquent, je suis bien obligé de démarrer de là.
Quand je regarde la météo et que je vois que le vent vient de : N, NNE, NE, c'est ce que je préfère car je l'aurai dans le dos au retour. Mais je ne vais pas annuler une sortie sous prétexte que j'aurai du vent dans le nez au retour, même fort. L'endurance, c'est aussi savoir ménager ses réserves pour le retour.
Sinon, pour mon histoire de courbe, là, si un matheux se sent de s'y intéresser, ça m'intéresserait aussi ! Et à me relire, j'ai employé le terme de courbe en parabole, je sais que c'est un abus de langage puisque je ne connais pas les caractéristiques de cette courbe. Mais elle ressemble peut être à une (moitié de) parabole : une partie montante.
Peut-être même qu'à partir d'une certaine force de vent, l'effort à fournir devient tel qu'on ne peut plus avancer. Quelle que soit la puissance de l'effort fourni, on n'avance plus. Au delà donc d'une certaine valeur de vitesse de vent, la courbe n'est donc plus définie.

cba_x · Message par **cba_x** » 15 mars 2011 1:38

Allez, c'est moi qui m'y colle.

Alors, quand on patine 3 forces s'opposent à nous:
- la trainée (résistance à l'avancement dans l'air)
- le roulement au sol
- et la pente de la route

Si on les multiplie par la vitesse, on obtient des puissances qu'on peut détailler ainsi :
- Trainée : 1/2*rho*S*Cx*V^3
où rho est la densité de l'air, ici 1.225, et S*Cx est le coefficient de trainée (multiplié par une surface de référence) et a été évaluée entre 0.3 et 0.65 pour un skieur de fond selon qu'il est penché ou debout.
Ca doit être valable pour nous aussi.
V est la vitesse par rapport à l'air, c'est à dire qu'avec le vent de face, on ajoute la vitesse du vent à sa propre vitesse et qu'avec le vent dans le dos, on la retranche.
Elle est exprimée en m/s (on divise les km/h par 3.6 pour avoir des m/s

)

- Roulement au sol : m*g*Cr*V
où m est la masse en kg du patineur (et de son équipement), g est l'accélération de la pesanteur et vaut 9.81, et Cr est le coefficient de roulement qu'on peut estimer à 0.002 pour une roue de roller sur une route en bon état. (j'ai trouvé 0.003 pour un vélo sur une route en bon état)
Et V est la vitesse à laquelle on roule.

- Enfin, la pente : m*g*h/t
où m est toujours la masse totale en kg du patineur, g=9.81, h représente le dénivelé positif du parcours (en mètres) et t le temps en secondes.

Et en les additionnant, on obtient la puissance totale (en Watt).

Si on veut s'amuser (ou faire de la diététique

), on peut alors en déduire, l'énergie consommée (en kcal) pendant la durée de l'exercice, avec la formule suivante :
E=P/4180*t/0.24
où P est la puissance précédemment calculée, t est la durée (en s) de l'exercice et 0.24 représente le rendement du muscle (eh oui, 24% c'est pas beaucoup

)

Et voilà, maintenant, je vous laisse tracer toutes les courbes que vous voulez, moi, je vais au dodo.

sanglier76 · Message par **sanglier76** » 15 mars 2011 15:15

La je débranche....
Faut bac+6 pour ce topic !!

Hub · Message par **Hub** » 15 mars 2011 16:09

cba_x a écrit :V est la vitesse par rapport à l'air, c'est à dire qu'avec le vent de face, on ajoute la vitesse du vent à sa propre vitesse et qu'avec le vent dans le dos, on la retranche.

Le truc, c'est que le vent est rarement complètement de face ou de dos.

Je me souviens d'avoir un jour lu une explication convaincante comme quoi même un vent travers à la trajectoire avait un impact défavorable sur la traînée, ce qui n'est pas immédiatement intuitif.

gui_gui · Message par **gui_gui** » 15 mars 2011 16:48

En effet ça fait beaucoup de paramètres, et pour la courbe je n'ai que 2 axes (x et y), soit effort fourni par le patineur en y (plus ça monte plus c'est dur) et en x on a la vitesse du vent (plus on va à droite plus ça souffle).
Mais bon même en ne considérant que ces 2 paramètres je n'arrive même pas à concevoir un début de commencement de fonction. J'ai toujours été nul en maths. Mais j'aime les jolies courbes quand même !

ça c'est bête alors

Régis · Message par **Régis** » 15 mars 2011 16:58

alfathor a écrit :La résistance de l'air varie en fonction du carré de la vitesse.
Si tu roules à 20 km/h et que tu as un vent de 20 à l'heure de face, c'est comme si tu roulais à 40 km/h. Pour les calculs, je laisse faire les matheux

Ca dépend aussi de ta position et si tu portes un casque aérodynamique bien sur.

Plus il y a de vent de face, plus en a tendance à se plier naturellement pour y faire face, il y a donc moins de prise au vent.

Il me semble qu'il y avait déjà eu une discussion dessus et un patineur avant été dans une soufflerie. Je ne trouve plus rien à ce sujet.

En tout cas, bon entrainement face au vent.

Il y en a qui mettent aussi une sorte de parachute dans le dos pour s'entrainer et avoir plus de force.

cba_x · Message par **cba_x** » 15 mars 2011 22:23

Voici donc 3 images.
Elles illustrent 3 cas de figure : vent de face de 20km/h, sans vent et avec un vent favorable de 20km/h.

Sur chaque graphique, vous verrez 3 courbes : la puissance totale, la puissance aérodynamique (due au vent) et la puissance de roulement.
(pour simplifier, j'ai supposé qu'on roulait sur du plat, il n'y a donc pas la puissance pour monter la cote)

gui_gui · Message par **gui_gui** » 15 mars 2011 22:51

Merci beaucoup !
La première courbe, celle où le vent de face est de 20kmh, montre clairement que la puissance que doit fournir le patineur augmente de façon non linéaire : c'est une belle courbe qui montre combien il est difficile de lutter contre le vent.

Hub · Message par **Hub** » 15 mars 2011 23:00

Euh, un être humain normalement constitué est très probablement incapable de développer 1000W de puissance et plus... (ce qui est cohérent avec mon impression que même les plus testostéronés ne pourraient pas rouler à 40km/h contre 20km/h de vent).

C'est quoi la Pmax d'un bel athlète?

gui_gui · Message par **gui_gui** » 16 mars 2011 6:38

Oui, ceci est théorique, bien sûr qu'à partir d'un certain effort demandé, il faut être Superman ! Le graphique indique juste quelle serait la puissance nécessaire pour rouler contre le vent. Il serait judicieux de donner quelques exemples de puissance en terme de watts pour comparaison.

gui_gui · Message par **gui_gui** » 16 mars 2011 9:35

En tout cas chapeau cba_x, tu es un vrai matheux !
Très bonne idée d'avoir mis en abscisse non pas la vitesse du vent mais la vitesse du patineur.
Il faut donc une courbe par vitesse de vent donnée.
Je vais encore te demander un truc… j'abuse…
Ce serait de mettre sur le même graphique au moins 5 courbes :
1- vitesse de vent favorable (de dos) 20 km h
2- vitesse de vent favorable (de dos) 10 km h
3- vitesse de vent nulle 0 km h
4- vitesse de vent défavorable (de face) 10 kmh
5- vitesse de vent défavorable (de face) 20 km h

en ne considérant uniquement que la puissance totale (aéro + roulement)

Ensuite, pour les questions de type : "oui mais le vent n'est pas exactement dans l'axe, il est en biais… il faut calculer la vitesse exacte du vent… ben oui, si un vent est de 20 kmh mais qu'on le reçoit sur les 3/4 à droite, il n'est plus de 20 kmh. Là interviennent des calculs d'angles. Pour simplifier, on considérera des vents uniquement dans l'axe de déplacement.

Heu au fait si le vent souffle de 3/4 face à 20 kmh, à quelle vitesse il me souffle en réalité ?

non vraiment j'abuse… mais c'est juste pour me faire une idée !

franck_kg · Message par **franck_kg** » 16 mars 2011 10:55

Bah! ma métode est plus simple.
Tant que t'arrive à aller de l'avant, c'est que c'est bon

Et quand tu commence a reculer, c'est qu'il est temps de rentrer chez toi

Hub · Message par **Hub** » 16 mars 2011 11:09

cba_x a écrit : - Roulement au sol : m*g*Cr*V
où m est la masse en kg du patineur (et de son équipement), g est l'accélération de la pesanteur et vaut 9.81, et Cr est le coefficient de roulement qu'on peut estimer à 0.002 pour une roue de roller sur une route en bon état. (j'ai trouvé 0.003 pour un vélo sur une route en bon état)
Et V est la vitesse à laquelle on roule.

Mmmmhhhh, ton coef de 0.002 me paraît un peu "tiré d'un chapeau". Faut voir (état de la route, poids du patineur, dureté des roues,...), et tu le multiplies par le nombre de roues au sol (4) ?