Quantification de l'efficacité de pédalage (GE/PE) : comment devenir un cycliste plus économe en effort

Introduction

Deux cyclistes ayant tous deux un FTP de 250 W peuvent afficher des temps très différents sur un même parcours. Outre les facteurs aérodynamiques, « l’efficacité du pédalage » constitue une autre différence clé. Plus l’efficacité est élevée, moins d’énergie est nécessaire pour produire la même puissance — ce qui signifie qu’avec le même budget énergétique, on peut pédaler plus longtemps ou à une puissance plus élevée. Quantifier l’efficacité du pédalage est un élément important de la science de l’entraînement cycliste.

Deux indicateurs principaux de l’efficacité

Efficacité mécanique totale (Gross Efficiency, GE)

La GE est définie comme suit : puissance mécanique de sortie (W) / apport énergétique métabolique (W) × 100 %

L’apport énergétique métabolique est calculé à partir de la consommation d’oxygène et du quotient respiratoire (QR). La GE des cyclistes professionnels se situe généralement entre 22 et 26 %, celle des amateurs bien entraînés entre 18 et 22 %, et celle des personnes non entraînées peut descendre jusqu’à 15 %.

Efficacité du pédalage (Pedaling Effectiveness, PE)

La PE désigne spécifiquement la proportion de la force de pédalage qui « contribue efficacement à la rotation du manivelle » :

• Parmi les forces appliquées lors du pédalage, seule la force tangentielle perpendiculaire à la manivelle est efficace
• Les forces parallèles à la manivelle (vers l’intérieur, vers l’extérieur) sont des « forces inefficaces » qui gaspillent de l’énergie
• Les compteurs de puissance modernes (tels que Garmin Vector, Favero Assioma) peuvent mesurer les indices d’efficacité du pédalage (Pedal Smoothness & Torque Effectiveness)

Facteurs physiologiques influençant l’efficacité du pédalage

1. Composition des fibres musculaires

L’efficacité de la phosphorylation oxydative des fibres musculaires lentes de type I est supérieure à celle des fibres de type II. Des études (Coyle et al., 1992) montrent que plus la proportion de fibres de type I est élevée, plus la GE est généralement élevée.

2. Densité mitochondriale

La chaîne de transport d’électrons des mitochondries est au cœur de la conversion de l’énergie aérobie. Après l’entraînement, la densité mitochondriale augmente, produisant plus d’ATP pour une même consommation d’oxygène.

3. Technique de pédalage

La « fluidité » du pédalage (Pedal Smoothness) reflète la régularité de la production de force aux points morts (positions à 12 h et 6 h). Des exercices techniques peuvent améliorer considérablement l’efficacité du pédalage dans la zone des points morts.

4. Choix de la cadence

Les recherches montrent que chaque individu possède une « cadence d’efficacité optimale » (Preferred Cadence Efficiency) qui lui est propre. Pour la plupart des cyclistes, 80–100 tr/min constitue la plage d’efficacité optimale, mais les différences individuelles sont significatives.

5. Qualité du Bike Fit

Une hauteur ou une position de selle inadaptée entraîne une dissipation d’une grande partie de la force de pédalage dans des directions « non tangentielles », réduisant directement la PE.

Comment quantifier sa propre efficacité de pédalage

Outil 1 : Compteur de puissance + analyse des échanges gazeux

La méthode la plus précise nécessite de mesurer la VO2 (consommation d’oxygène) en environnement de laboratoire, combinée aux données du compteur de puissance pour calculer la GE. Plusieurs départements de sciences du sport d’universités taïwanaises disposent de cet équipement, pour un coût d’environ 3 000 à 6 000 NT$ par session.

Outil 2 : Indices de pédalage du compteur de puissance

• Torque Effectiveness (efficacité du couple) : > 75 % est considéré comme bon
• Pedal Smoothness (fluidité du pédalage) : > 20 % est considéré comme bon
• Ces données peuvent être consultées sur Garmin Connect ou la plateforme Wahoo

Outil 3 : Test sous-maximal de consommation d’oxygène

Mesure de la fréquence cardiaque à l’état stable à une puissance fixe (par exemple 200 W). Plus la fréquence cardiaque est basse, moins la consommation d’oxygène est élevée à puissance égale, ce qui reflète indirectement une amélioration de l’efficacité.

Méthodes d’entraînement pour améliorer l’efficacité du pédalage

Entraînement technique 1 : Exercice de pédalage à une jambe

Sur un home-trainer fixe, déchaussez un pied et pédalez uniquement avec l’autre jambe pendant 30 à 60 secondes, en ressentant la transmission de force dans la zone des points morts. C’est l’exercice technique le plus efficace pour améliorer la fluidité du pédalage.

Entraînement technique 2 : Exercice à cadence élevée

Maintenez une intensité aérobie légère (Zone 2) à 100–110 tr/min pendant 5 à 10 minutes. L’entraînement à cadence élevée oblige chaque coup de pédale à être rapide et efficace, contribuant à améliorer la coordination neuromusculaire.

Entraînement physiologique : Sorties longues en Zone 2

L’entraînement en Zone 2 est la méthode fondamentale pour améliorer la GE — il augmente la densité mitochondriale, améliore la proportion d’oxydation des graisses et permet au système aérobie d’utiliser plus efficacement chaque molécule d’oxygène.

Entraînement de force : Renforcement des muscles des membres inférieurs

Les squats, les squats sur une jambe et le soulevé de terre roumain permettent de renforcer les grands fessiers et les quadriceps, rendant les muscles principaux du pédalage plus puissants, réduisant la charge des muscles auxiliaires et améliorant l’efficacité globale.

Conseils pratiques

• Suivez régulièrement votre fréquence cardiaque sur un même parcours à consommation d’oxygène comparable : à puissance Zone 2 identique, une diminution progressive de la fréquence cardiaque est une preuve directe d’amélioration de l’efficacité
• Évitez l’écueil du « pédaler fort » : la sensation de force n’égale pas une haute efficacité ; seul un pédalage relâché et fluide permet de maximiser la GE
• Surveillez l’équilibre gauche/droite : si le compteur de puissance affiche une différence gauche/droite supérieure à 10 %, il faut en rechercher la cause (Bike Fit, déséquilibre musculaire, blessure ancienne)
• Les longues distances forgent l’efficacité : l’efficacité s’améliore naturellement avec le cumul des heures de pratique, il n’y a pas de raccourci

Conclusion

L’efficacité du pédalage est la capacité la plus difficile à observer à l’œil nu dans la performance cycliste, mais celle qui mérite le plus d’investissement. Passer d’une GE de 18 % à 22 % signifie pouvoir produire plus de puissance avec la même énergie, ou consommer moins d’énergie à puissance égale — ce qui est particulièrement crucial pour la performance dans la seconde partie des épreuves de longue distance (comme la montée est du Wuling). L’efficacité est le fruit d’années d’entraînement et de l’accumulation technique ; elle ne se précipite pas, mais chaque séance d’entraînement consciente s’accumule.

Lectures complémentaires sur le sujet

• Efficacité du pédalage : le bilan énergétique de la mécanique du pédalage et de la contraction musculaire
• Adaptations à l’entraînement de l’efficacité cycliste (GE) : étude de l’impact de la technique de pédalage sur la dépense énergétique
• Mesure et amélioration de l’efficacité du pédalage (Gross Efficiency) : le taux de conversion énergétique de la technique de pédalage
• La science de l’efficacité du pédalage cycliste : analyse des bénéfices combinés de la technique de pédalage, de l’aérodynamique et de l’équipement