Imaginez que vous commencez à pédaler à partir de Début de l’étape 12 de Tour de France cette année. Votre première tâche consiste à parcourir environ 20,6 miles (33,2 km) jusqu’au sommet Col du Galibier dans les Alpes françaises à une altitude d’environ 4 281 pieds (1 305 m). Mais ce n’est que la première des trois grandes randonnées de votre journée. Ensuite, vous faites face au sommet Col de la Croix de Fer puis terminer l’étape de 102,6 milles (165,1 km) en affrontant le célèbre Alpe d’Huez grimpe avec 21 virages serpentins.
Le jour le plus propice de ma vie, je ne serais peut-être même pas en mesure de terminer l’étape 12 – et encore moins de le faire dans les cinq heures environ dont un vainqueur aurait besoin pour terminer le voyage. Et l’étape 12 n’est qu’une des 21 étapes à franchir en 24 jours de tournée.
je suis physicien du sportet j’ai déjà après le Tour de France pendant près de deux décennies en utilisant des données de terrain – comme je l’ai décrit pour l’étape 12 – et les lois de la physique. Mais je n’arrive toujours pas à imaginer les capacités physiques requises pour terminer la course cycliste la plus célèbre au monde. Seule une poignée d’humains d’élite ont pu terminer les étapes du Tour de France dans un temps mesuré en heures et non en jours. La raison pour laquelle ils peuvent faire ce dont nous ne pouvons tous que rêver est que ces athlètes peuvent générer d’énormes quantités de puissance. La puissance est la vitesse à laquelle les cyclistes brûlent de l’énergie et l’énergie qu’ils brûlent provient de la nourriture qu’ils mangent. Et pendant le Tour de France, le cycliste vainqueur brûlera l’équivalent d’environ 210 Big Mac.
Le cyclisme est un jeu de watts
Pour faire avancer le vélo, le coureur du Tour de France transfère l’énergie de ses muscles, à travers le vélo et aux roues qui repoussent vers le sol. Plus le cycliste peut dépenser de l’énergie rapidement, plus la puissance est grande. Ce taux de transfert d’énergie est souvent mesuré en watts. Les cyclistes du Tour de France sont capables de générer de grandes quantités d’énergie pendant une très longue période de temps par rapport à la plupart des gens.
Pendant environ 20 minutes, un cycliste récréatif en forme peut constamment 250 watts à 300 watts. Les cyclistes du Tour de France peuvent gagner plus de 400 watts pour la même période. Ce pro peut même jusqu’à 1000 watts pendant une courte période sur une pente raide – à peu près assez de puissance courir four micro-onde.
Mais toute l’énergie qu’un cycliste du Tour de France met dans son vélo ne se transforme pas en mouvement vers l’avant. Les cyclistes luttent contre la résistance de l’air et perdent la friction entre les roues et la route. Ils sont aidés par la gravité sur les pentes, mais ils doivent lutter contre la gravité lors de l’escalade.
J’ai combiné toute la physique liée à la puissance du cycliste ainsi que les effets de la gravité, de la résistance de l’air et du frottement dans mon modèle. En utilisant tout cela, j’estime qu’un vainqueur typique du Tour de France devrait produire une moyenne d’environ 325 watts sur environ 80 heures de course. Gardez à l’esprit que la plupart des cyclistes amateurs seraient heureux s’ils pouvaient générer 300 watts en seulement 20 minutes !
Transformez la nourriture en kilomètres
Alors, d’où ces cyclistes tirent-ils toute cette énergie ? La nourriture, bien sûr !
Mais vos muscles, comme n’importe quelle machine, ne peuvent pas convertir 100% de l’énergie alimentaire directement en production d’énergie – les muscles peuvent être n’importe où 2 % d’économie lorsqu’il est utilisé pour des activités telles que la natation et 40 % d’économie sur le cœur. Dans mon modèle, j’utilise une efficacité moyenne de 20 %. Connaissant cette efficacité ainsi que la production d’énergie nécessaire pour gagner le Tour de France, je peux alors estimer la quantité de nourriture dont le cycliste vainqueur aura besoin.
Les meilleurs cyclistes du Tour de France qui terminent les 21 étapes brûlent environ 120 000 calories au cours de la course, soit une moyenne de près de 6 000 calories par étape. Sur certaines des étapes de montagne les plus difficiles – comme l’étape 12 de cette année – les coureurs brûleront près de 8 000 calories. Pour compenser cette énorme perte d’énergie, les coureurs mangent de délicieux aliments comme rouleaux de confiture, barres énergétiques et « gelée » alléchante pour ne pas gaspiller d’énergie à mâcher.
Tadej Pogačar a remporté le Tour de France 2021 et 2020 et ne pèse que 146 livres (66 kilogrammes). Les cyclistes du Tour de France n’ont pas beaucoup de graisse à brûler pour obtenir de l’énergie. Ils doivent constamment mettre de l’énergie alimentaire dans leur corps afin de pouvoir dépenser de l’énergie à un rythme qui semble surhumain. Alors cette année, en regardant l’étape du Tour de France, faites attention au nombre de fois que les cyclistes mangent – vous connaissez maintenant la raison de tous ces grignotages.
Ceci est une version mise à jour de l’histoire initialement publiée le 24 juin 2021.
Jean-Éric Goffprofesseur de physique, Université Universitas de Lynchburg
Cet article est republié de Conversation sous licence Creative Commons. Lis article original.
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