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L’aspiration marche-t-elle quand on court ?

dimanche 21 octobre 2012

Tout le monde sait que l’aspiration (appelée aussi "drafting" , ou "aspiration-abri", technique qui consiste à se coller au coureur juste devant pour profiter de l’aspiration) est cruciale en vélo. Les résultats d’une étude classique sur le sujet [1] a trouvé que le fait d’être derrière un groupe de huit cyclistes qui avancent à 40km/h fait que vous consommez 39% d’énergie en moins que si vous étiez devant.

Mais qu’en est-il à propos de la course à pieds. La résistance au vent est beaucoup moins importante à ces vitesses plus réduites. Ainsi, est-ce que cela fait une différence ? Et si oui, de combien ?

La première question à régler est quel est le cout en énergie de la résistance à l’air. Il y a peu d’études sur le sujet et avec des estimations différentes, la plus fiable date de 1980, publiée dans le Journal of Applied Physiology [2] qui déclare : "Le cout en énergie, quand on surmonte la résistance à l’air durant une course à pieds, pendant une journée calme à l’extérieur, a été calculée à 7,8% pour un sprint (à 10m/s ou 36 km/h), à 4% pour une distance moyenne (à 6m/s ou 21,6 km/h) et à 2% pour un marathon (5m/s ou 18 km/h)".

Ce sont des quantités d’énergie importantes, et bien entendu, si vous courrez en vent contraire, le cout est encore plus grand. Une vitesse de 5m/s est égale à environ 18 km/h, ainsi il est plus sûr de supposer que l’aspiration-abri n’est pas très pertinente à des vitesses de 13,8 km/h ou plus lentes, à moins qu’il y ait un vent fort.

La seconde question est de savoir si l’on peut réellement bénéficier de la technique qui consiste à se placer juste derrière le coureur qui précède. L’étude canonique ici est plutôt cette étude publiée dans le Journal of Physiology en 1971 [3] qui couvre avec force détails tous les aspects de la course à pieds et de la résistance à l’air, et dont voici l’un des graphiques clé :

Il montre la consommation d’oxygène (qui est essentiellement équivalente à la consommation d’énergie) pour un coureur qui court seul à 16 km/h dans une soufflerie, contre le même coureur qui court au même rythme un mètre derrière un autre coureur dans la même soufflerie. Il est assez évident qu’il y a une grande économie d’énergie grâce à l’aspiration.

L’auteur de l’étude a fait des calculs pour déterminer qu’à un rythme de 22,5 km/h, le fait de profiter de l’aspiration d’un coureur situé à un mètre devant, un jour calme, permet d’économiser environ 80% de l’énergie qui serait autrement dépensée à lutter contre la résistance de l’air. Cela correspond à environ 1 seconde pour 400 mètres à ce rythme, et plus encore les jours de grand vent.

La question finale est : où faut-il se positionner pour obtenir la position d’aspiration optimale ? Voici les calculs du même auteur de l’étude susmentionnée, les mesures de la pression atmosphérique dynamique pour une personne qui se situe à différentes distances d’une autre personne en courant sur un tapis de course dans une soufflerie :

Les nombres les plus intéressants ici sont les pourcentages, qui nous disent quelle quantité de pression atmosphérique vous ressentez à cette position comparée à la valeur prise devant le sujet.

On peut voir qu’entre 40 et 80 cm derrière le coureur, il n’y a virtuellement pas de vent ressenti. À 100 cm, il y a une très légère augmentation, mais vous êtes toujours protégé, et cette distance est probablement tout près de la limite de proximité à laquelle on peut convenablement courir. On peut aussi voir que se déplacer sur le côté du coureur nous expose très rapidement à la pression : se décaler de 40 cm sur le côté voit une légère augmentation, et à 70 cm sur le côté on n’en tire pratiquement plus aucun bénéfice.

Si l’on veut précisément calculer la quantité de bénéfice que l’on obtient à la vitesse X quand le vent souffle à la vitesse Y en venant d’un angle Z, les choses se compliquent très rapidement. Mais l’estimation donnée, qui est d’une seconde par tour à un rythme de 22,50 km/h pendant une journée calme, donne une bonne idée de l’importance de l’effet, et pourquoi il est si difficile de rester en tête d’une course de distance moyenne du départ jusqu’à l’arrivée.

Références :

[1] Energy expenditure during bicycling. McCole SD, Claney K, Conte JC, Anderson R, Hagberg JM. J Appl Physiol. 1990 ;68(2):748-53.

[2] Effects of wind assistance and resistance on the forward motion of a runner. J Appl Physiol. 1980 Apr ;48(4):702-9.

[3] The Influence of wind resistance in running and walking and the mecanical efficiency of work against horizontal and vertical forces. The Journal of Physiology, Mars 1, 1971, 213, 255-276.


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