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LE VÉLO EN MOUVEMENT

DYNAMIQUE, CONTRÔLE, CONDUITE & PERFORMANCES

ABDELAZIZ MANAR, PH.D.

MONTRÉAL, 2017

Brefhistorique

CONTENU

Vélo2.0-Levélodu21

e lamécaniquedu conduite.Lelienentrecestrois delaforceetladémultiplie comportementales.

Lacomplexitédes

Levéloenmouvementii

PRÉFACE

n'ontjamaispurentrerchezeux» (Réf.:1)

Levéloenmouvementiii

DÉDICACE

audébut. stabilitélatérale. (Chapitre2).Parlasuite,l'ouvragetraitede labiomécaniqueducyclisteen relativementrécente l'intelligencedanscemodedetransport (Chapitre7)etsacontributiondansla

Levéloenmouvement1

INTRODUCTION

Levéloenmouvement 2

vraisemblablementjamaisexisté.

BREFHISTORIQUE

Levéloenmouvement 3

roues. premiervélocipèdeàpédales.

Levéloenmouvement 4

devant30ര000spectateurs(Réf.:4). canadien,dontlesfrères ilafalluattendrelesannées1970 entière.(Réf.:5) s'estbattuedansl'Angleterre choseaumonde.La codevestimentaire machine.

Levéloenmouvement 5

uneplaceégaleàcelle alorsorganisépourprotestercontrecette recommandation,depeurqu'elle devienneuneloi. (Réf.:7) vélocipèdeestrebaptisé

Levéloenmouvement 6

cyclistesavecleGrandBi.

JohnLawsonaeul'idéed'ajouter

l'avant,mais grandementamélioré. néര!

Levéloenmouvement 7

assistanceélectrique.

Levéloenmouvement 8

lui le longueurdutubesupérieur haute,lecentredegravité

CONSIDÉRATIONSDYNAMIQUES

ETPHYSIQUESDUVÉLO

Levéloenmouvement 9

dûà maismoins auguidonmêmesilasensibilitéaux lecyclisteaune l'adhérenceaufreinagenotammentsurla roueavantsedétériore. le

LECENTREDEGRAVITÉ

ladistributiondesmassesdes centrede gravitédusystème.

Levéloenmouvement 10

empattementlong.

Momentde

d'angleestdifficile.C'estlecas parexemple.

Lastabilitélatéraleduvélo

Levéloenmouvement 11

tournerleguidon

Réciproquement,sil'onprocède

F c =mv²/r oùmestlamasse; vestlavitesse; rlerayondecourburedelatrajectoire.

Lecyclisteagitdoncdirectement

ThéorieI:L'effetgyroscopique

demodifier quandcelleǦcinetourne

Levéloenmouvement 12

rotationautourdel'axeZ.Donc, l'équivalentdu mouvementdeguidonpourtourneràdroite. cycliste.

L'effetgyroscopique(

l'équationsuivante:

Où:ɟestlavitesseangulairedelaroue;

Levéloenmouvement 13

estlemomentd'inertiedelaroue;

Ɍestl'angled'inclinaisonet

estl'amplitudedel'impulsion. inversementproportionnel

Ainsi,larouefait3

cecas, 2

ύ1,0kg/m

2 l'amplitudedubalancementen obtenuen multipliantlestroiséléments:

ȹ=0,1*20*1=2N.m

sansl'interventionducycliste. stabilisateur.

ThéorieII:L'effetchasse

gyroscopiqueaétéannulé

Levéloenmouvement 14

véloestalourdi paruncyclistequilemonte. avantaveclesol.

C'estcequ'onappellelachasse.

vélostandard,lachasseest

Levéloenmouvement 15

autourdupointdecontact l'autostabilitédeladirection. cycliste. gravitédel'ensembleetle prèsimpossibleàcontrôler. lesensducouple maismaniablesetréactifs.

Levéloenmouvement 16

ThéorieIII:Unethéoriedeplusen2011

décidéderevisiterlescritères hypothèsesincorrectesauXXesiècle. quandunvéloen avantquandl'intersectionde uncoupdepoucesurlecôté,le

Levéloenmouvement 17

seraitstable. stable,lemécanisme plusrapidement. laforcecentrifugedueàla vélos usuels.

Àquandlaprochainethéorieര?

Lecontrôleduvéloparlecycliste

Danslecasoùlavitesseseraitégale

véloetlaréactiondusolsurlevélo. gravitédusystème expriméennewton(N). N. réactiondu solserépartitendeuxapports(R 1 etR 2 )dontlasommeestégaleàla valeurdeP.

Levéloenmouvement 18

dedéséquilibre/rééquilibre celled'undébutant. mouvement.Ces d'une systèmecyclisteǦvélo:

1Ǧ Conduitenormale:lecentredegravitéetlecentre

depression

2Ǧ Margesécuritaire:lecyclistesesentàl'aiseetilestcapablede

retrouveraisémentsonéquilibre.

3Ǧ Margedestabilité:lesystèmeestphysiquementstable,maisle

cyclistenesesentpasensécurité. 4Ǧ estimpossible.Lachuteestinévitable.

Levéloenmouvement 19

latêteetdes dansl'oreilleinterne contrôleenboucle.

Cycliste Vélo

Réaction perceptuelle

S A Y C C Y S A C S I

Étantdonnéeunesituationinitiale(S

I transfert( C Y A S C

Y).Finalement,larésultante

Levéloenmouvement 20

situationstable(S A

Lecontrôleenlignedroite

au chaquecoupdepédale. cyclisteǦvélo(Réf.:12) coupdepédale.Lemême roulerun roueavant.

Levéloenmouvement 21

papierblanc avecdesamplitudesélevées,

Cependant,unelégèregesticulationdu

buste,quientraineunlégerdéportdu rotationlatéraledes debraquageduguidond'uncôté

Levéloenmouvement 22

quatremouvementsestégale

à100%(Réf.:13)

Lecontrôledanslevirage

peutprésenter cycliste,ilvacompenseren

Decefait,la

degravitédansle C centrifuge =mv 2 /r

Levéloenmouvement 23

composantes: cyclisteǦvélo, lacomposantehorizontaleRsinɌ=mv 2 /rquigénèrelaforce pneusavantetarrièreainsiquele fourcheetlaroueavant

Levéloenmouvement 24

l'équilibre. desvirages.

Levéloenmouvement 25

musclesstabilisateursdubassin.

Pourcomprendre

biologieetla

Pourdonneraulecteurune

ᆺLepédalage corpsetlevélo.Lepédalageestun mouvementcirculairecomplexe,alternantsur guidonetlespédales.Ceszonesde contactconstituentdesappuisausensdela musclesquitiennentleshanchessontforts etplusilestaisédepédaler.Les

MODÉLISATIONBIOMÉCANIQUEDUCYCLISTE

Levéloenmouvement 26

deseffortsgénérésparlecycliste. par lespédalesetleguidon. ducorpsqui deretourarrière. l'augmentationdelapuissance,les deforcespropulsivesestquasimentnulle.

Lepédalage:uncycleenquatrephases

systèmedemanivelle. detransition. principale(appelée principaldanslapropulsion.

Levéloenmouvement 27

saduréeesttrèscourtedansle cycle. pédaledroite(Réf.:14) parl'utilisationd'un quelaisserreposerleur

Levéloenmouvement 28

passivitéentractiondupremiermembre. pointmorthaut

Vuquelapairedespédalesestmontéesur

unaxede180°,lesphasesdelapédale inégalesetaveccinqpoints delapédale(5). (Réf.:14)

Levéloenmouvement 29

hanches,quiserventsurtoutau déterminantsdansle pédalage:

A- legrandfessierquiestunextenseurdelahanche;

B- lesquadricepsquisontdesextenseursdugenouetfléchisseurdela hanche; C- lesjumeauxdutricepssuralquisontdesextenseursdelachevilleet fléchisseursdugenou;

D- lejambierantérieur

quiestfléchisseurdelacheville; E- leischioǦjambier,composédubicepsfémoraletdusemiǦmembraneux

F- lepsoasiliaquequiestunfléchisseurdehanche.

Sil'onseréfèreauxquatrephasesde

pédalagedelafigure22,onpeut,selondes muscleslesplussollicités(AàF). letricepsqui cettephase,le

Levéloenmouvement 30

isométrique. antérieur.Cecouple lapédale.Onobservedurantcette relâchementetde cettephase,legenouamorce laphasesuivante(phaseI).Notons releveursdupied.

Lapremièrephaseestcertainementla

delaprésenceounond'uncaleǦpied.

Aussi,ilnefautpasperdredevue

quelepédalagesefaitaveclesdeuxmembres membresinférieurs.Silemembreen réalisépar

Levéloenmouvement 31

lapuissance l'apprentissageetl'entraînement. contientplusieurs

Ensecontractantouse

communémentl'ATP. molécules enénergiemécanique.Environ de

Laforcemusculaire

elleestproportionnelleà 2 .Maisla

Levéloenmouvement 32

desfibres lacontractionestefficace. dedeux deleur 2 ,estlemuscle 150cm
2 deladirectionde

Levéloenmouvement 33

musculaireparl'entraînementa lemêmeeffet.Pluslemuscleestgros,plus larotationde lecycledepédalage.Selon courbesestassezstandard. son dupédalageetsesituedansune coupdepédaleestcomplété.

Levéloenmouvement 34

affecterlaperformance dumuscle. perturberlacontractionmusculaire etcauserdescrampes. lactiqueseraalorstransforméendioxyde decarboneeteneau.Ainsirecyclé, denouvellesmoléculesd'ATP. d'uneforce

àvélod'unedurée

intensitémoyennejusqu'à l'arrivée.

Levéloenmouvement 35

Letravailmusculaire

d'uneforce(F)parun déplacement(d): W=F*d

égaleà4186

joules. statique. produirelesmuscleseuxǦ musclesecontractetoutense raccourcissant.Ils'agitd'unecontraction concentrique. maintienpostural.

Levéloenmouvement 36

Lapuissancemusculaire

estuntravailmusculaireeffectué peutdoncl'exprimercommesuit:

Puisqueletravail(W)estdéfiniparF*d

P=W/t=F*d/t=F*v

Donc l'associationdelaforceetdelavitesse. Exemple 2 : un cycliste qui applique une force de 75 newtons sur la pédale et que la vitesse de développement est de 2 mètres par seconde, la puissance générée par le pédalage est de 75 Newtons multipliés par 2 m/sec, soit 150 watts.

Ǧdire,ladistance

individuelsdifférents lerapportpoids/puissancequiestle plusimportant.

Levéloenmouvement 37

la meilleurcompromis deproduirela pédalage(Réf.:17) musculaires.

Levéloenmouvement 38

1J=1N.m=1kg*(m/sec)

2

E=1/2mv

2

Levéloenmouvement 39

parletempsduparcoursensecondes(720secs).

½*85kg*13,88

2 (m/sec)=8187,8J(ou8,19kJ) durantlarandonnée,mais5foisplus.

Laproductionénergétique

Commeonl'avuprécédemment,

leréservoird'énergie consommeen

L'anaérobiealactique:ce

etneproduitpasde

15secondes.

lesang.Ce ou3minutes.

Levéloenmouvement 40

soutenu,enproduisant etlegazcarbonique, unindividu.Plus d'endurance. uneffortexplosif,parexemple

LEDOPAGE

àutiliser

gazdusang.OrlaVO2Maxdiminue

Ainsil'améliorationdela

anodine.À

Levéloenmouvement 41

l'apportenénergie puissancequileursontpropres. d'effort(Réf.:19)

Lesapportsénergétiques

minérauxetvitamines.

Levéloenmouvement 42

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