Améliorer son pédalage pour être plus efficace à VTT

Pour être efficace en pédalage, il ne suffit pas d’appliquer une force importante sur les pédales (dimension bioénergétique) 🙄, il faut aussi l’orienter efficacement (dimension biomécanique et technique) sans quoi il existe une perte de travail mécanique.

Comme le mouvement de pédalage est répété des milliers de fois lors d’une sortie VTT qui peut s’étendre jusqu’à 6-7 heures d’effort (entre 30.000 et 40.000 tours), l’efficacité du pédalage joue sur le niveau de fatigue générale et musculaire du cycliste.

La technique de pédalage (le « coup de pédale ») contribue donc fortement à la performance du VTTiste, et comprendre son fonctionnement permet de l'optimiser.

Analyse du pédalage à VTT

Le mouvement idéal consiste à faire varier constamment la force exercée sur la pédale "en direction". En physique, une force qui agit sur un levier est plus efficace lorsqu’elle agit perpendiculairement à cet levier, il s'agit donc de reproduire cela à vélo : La poussée doit être à chaque instant perpendiculaire à la manivelle.

Cependant le mouvement de pédalage est plus complexe qu'il n'y paraît.

Lors d’un tour de pédale ou un cycle, il nous faut distinguer quatre phases :

• L’appui (phase avant, d’extension des trois articulations), la plus efficace.
• La traction (phase arrière, de flexion), dont l’efficacité est loin d’être négligeable.
• Les deux transitions (haute et basse), souvent considérées, à tort, comme des points morts 🙄.

Les études biomécaniques soulignent l’aspect dynamique (participant à la propulsion) de ces 4 phases : on ne parle plus de point mort bas ou haut, mais de zones de moindre efficacité (ou zones de transition). Pour autant, le cycle de pédalage permet, pour chaque groupe musculaire, l’alternance de phases de travail et de récupération.

Si nous nous contentons d’appuyer, la force que nous exerçons servira, bien sûr, à faire avancer le vélo, mais également à faire remonter le membre inférieur opposé si ce dernier est passif. Or cet ensemble inerte représente une masse d’environ 10 kg ! Et même sur le plat, l’alléger, rendre actif ce membre inférieur, permettra d’améliorer le rendement et donc d’être plus économe 👍.

Très souvent le cycliste ne s’intéresse qu’à la phase d’appui sauf lorsqu’une côte se présente ou que le vent de face vient contrarier sa progression, l’effort de traction devient alors un complément appréciable. La traction n’est bien sûr possible qu’équipé de cale-pieds bien serrés ou, de façon plus efficace et plus confortable, de pédales autobloquantes.

1. L’appui : « J’appuie sur une pédale »

Cette phase correspond à une extension active de la hanche et du genou grâce aux groupes musculaires les plus puissants du corps, le grand fessier et le quadriceps sous un contrôle des ischio-jambiers (l’effet sangle) ; mais cette extension n’est efficace que grâce à une solide fixation (ou gainage) du bassin.

En effet, si le bassin « flottait » il basculerait latéralement et, outre le fait que la poussée serait peu efficace, les vertèbres lombaires en subiraient de fâcheuses conséquences. À cet effet, le carré des lombes et les abdominaux stabilisent l’appui. Ce gainage puissant et alternant « gauche-droite » chaque seconde, est nécessaire pour deux raisons. Il est garant d’un bon rendement mécanique, mais aussi garant de l’intégrité biomécanique de la zone lombaire.

2. La traction : « Je tire sur l’autre pédale »

Cette phase correspond à une flexion active du genou et de la hanche ; l’analyse des coordinations et des synergies musculaires en est relativement complexe.

Pour les groupes musculaires concernés par la flexion active du genou, l’essentiel du travail est fourni par les ischio-jambiers (arrière de la cuisse). Muscles volumineux mais fragiles.

Pour la flexion de la hanche (provoquant la remontée du genou), ce sont des muscles profonds et donc méconnus qui interviennent, en particulier le psoas-iliaque ; par ses insertions hautes et basses, son trajet et sa puissance, les deux faisceaux de ce muscle jouent un rôle déterminant, surtout pour le début de la phase de remontée du genou.

En effet, le psoas est ancré à l’avant du corps des vertèbres lombaires, l’iliaque, sur la face interne de l’ilion. Ils traversent le bassin et s’insèrent par un tendon commun sur une protubérance du fémur (le petit trochanter) à distance de l’axe de l’articulation de la hanche ; cette distance lui permet de développer un levier important dès le début de la phase ascendante, avant que le relais ne soit pris par les autres fléchisseurs. Ainsi, dès la phase de transition basse et le début de la phase arrière, le rôle de ces « grands oubliés » que sont les ischio-jambiers et le psoas iliaque est déterminant lorsque l’on souhaite améliorer notre indice d’efficacité de pédalage et donc l’harmonie du coup de pédale.

3. Les phases de transition ou comment « enrouler » le coup de pédale

Dans la mesure où les phases de transition correspondent à des moments où les forces exercées sont moindres, il s’agit d’en réduire la durée et de maintenir un minimum d’action sur les pédales.

Pour ce faire, la continuité de l’action des ischio-jambiers (phase basse) et l’intervention des fléchisseurs du pied (phase haute) permettent de suppléer à l’inertie.

Mais revenons à la phase "traction de la pédale" : Lors de cette flexion active du genou, le pied tire vers le haut et la cheville se trouve en légère extension (schéma 4), même si les fléchisseurs du pied interviennent en fin d’ascension ; c’est à ce moment précis que l’apprentissage de l’enroulé va permettre à la cheville de passer en souplesse « au sommet » et de retrouver instantanément de la tonicité (via le tendon d’Achille) pour transmettre toute la force d’extension exprimée par fessier et quadriceps 💪.

Coordination et efficacité du pédalage

Lors du pédalage, si le membre en flexion repose passivement sur la pédale, alors un travail supplémentaire est réalisé par le membre qui pousse sur la pédale.

Les non spécialistes de l’activité exploitent surtout la 1ère phase (phase d’appui) et laissent inconsciemment leur jambe arrière en appui sur la pédale qui remonte. Cela représente une perte d’énergie considérable vu le poids d’un membre inférieur (environ une dizaine de kilos).

Remarque : l’exploitation optimale des quatre phases est fortement dépendante du matériel employé, et notamment de pédales automatiques ou de cales pieds. Même pour le VTT on recommande l'utilisation de pédales auto !

La coordination des quatre phases va conditionner l’efficience du geste de pédalage, c’est à dire son rendement.

Ce rendement se mesure par l’indice d’efficacité du pédalage (IEP) qui correspond au rapport entre la force efficace, perpendiculaire à la manivelle, et la force résultante. Un bon rendement permet une diminution du coût énergétique (= de la consommation d’Oxygène), et une économie musculaire qui peut être décisive dans les derniers kilomètres pour profiter pleinement de sa sortie VTT.

Le geste de pédalage doit donc faire l’objet d’une optimisation par l’apprentissage et l’entraînement : il existe une efficacité technique du pédalage ! 🎓

Des études ont montré que l’habileté à diriger la force de manière optimale sur la pédale diminue de façon constante lorsque la fréquence de pédalage augmente. Cette diminution de l’efficience avec le rythme de pédalage provient de difficultés de coordination gestuelle : le muscle ne parvient plus à se relâcher et à se contracter assez rapidement. Dès lors, la jambe qui remonte et son poids exercent une force antagoniste contre laquelle la jambe qui descend doit lutter.

On comprend alors l’intérêt de l’entraînement pour améliorer le timing d’application de la force sur la pédale grâce à une meilleure technique de pédalage permettant d’optimiser la direction et la magnitude de la force efficace.

Le pédalage est un mouvement asymétrique par nature, lorsque la jambe gauche est en phase de poussée, la jambe droite est à l’exact opposé en phase de traction. Or la poussée étant bien plus active, la traction se transforme parfois en une phase neutre, presque de récupération, qui pourrait être utilisée afin de transmettre un peu plus de puissance. C’est bien dans cette phase de traction que l’efficacité du coup de pédale se réduit, c’est aussi la qu’elle peut être améliorée.

Chacun possède une jambe plus tonique et musclée que l’autre, une jambe capable de fournir plus de puissance et qui de ce fait déséquilibre le pédalage 🧐 .

Un bon coup de pédale est donc un coup de pédale qui corrige au mieux ces déséquilibres qui peuvent exister entre phase de poussée et phase de traction et entre jambe gauche et jambe droite.

Les muscles sollicités lors du pédalage

Les muscles primaires du cycliste sont principalement situés sur l’avant de la cuisse et dans les fessiers.

• Gluteus Maximus – GMax
• SemiMembranus – SM
• Biceps Femoris – BF
• Vatus Medialis – VM
• Rectus Femoris – RF
• Vatus Lateralis – VL
• Gastrocnemius Medialis – GM
• Gastrocnemius Lateralis – GL
• Soleus – SOL
• Tibalis Anterior – TA

Tous ces muscles sont actifs lors du pédalage, parfois simultanément parfois séquentiellement, ce qui fait du pédalage un mouvement relativement complexe.

Le coup de pédale peut être divisé en deux phases principales :

1. La phase de poussée entre 0 et 180 degrés, c’est durant cette phase que la majorité de la puissance est produite, c’est aussi la plus active musculairement parlant.
2. La phase de traction, entre 180 et 360 degrés. Celle-ci est beaucoup moins active et est partiellement aidée par la jambe opposée alors en phase de poussée.

Pédalage assis et pédalage en danseuse

Les positions assises et en danseuse suivent des modèles différents : en danseuse le pic de force est significativement plus élevé, et il est décalé vers des angles de manivelle plus importants. Le pédalage en montée semble aussi générer des modèles différents que sur le plat.

Lorsque le cycliste applique une force sur la pédale, seule la composante tangentielle à la trajectoire de la pédale est rentable. Les autres composantes sont perdues.

On note que la phase de poussée est très rentable sur le plan mécanique. C'est au niveau des phases de transition et des phases de tirage que le "gaspillage" est le plus important.

Le cycle de pédalage permet, pour chaque groupe musculaire, l'alternance de phases d'activité et de récupération. Plus le cycliste sera coordonné et relâché, plus il pourra bénéficier de ces phases de récupération. 🤩

Comment optimiser son « coup de pédale » ?

Malgré sa simplicité apparente, le pédalage est un mouvement qui doit s’apprendre, ou plutôt s’optimiser si l’on souhaite exploiter au mieux ses ressources bioénergétiques. L’essentiel du travail technique porte sur l’orientation du pied sur la pédale pendant le cycle de pédalage afin d’optimiser le couple de force.

L’importance accordée aux quatre phases dynamiques de pédalage suppose des procédés d’entraînement spécifiques :

• pédalage à des cadences très élevées (hypervélocité) pendant une séquence courte, assis sur la selle et bassin fixé (descente avec développement court en ayant toujours une action propulsive du pied sur la pédale (= mettre toujours en tension la chaine), en se rapprochant d’une cadence de 200 tpm) ;
• pédalage à des cadences très basses (entre 40 et 50 tpm), assis sur la selle et bassin fixé (montées avec développement long, mains posés sur le cintre au lieu de le tenir, ou éventuellement mains derrière le dos) ;
• méthode des contrastes consistant à enchainer petit et grand braquet (par exemple montée avec 52X13 ou 14, et descente avec 42X19 ou 17) ;
• technique de l’unijambiste : séquences courtes et alternées de pédalage d’une seule jambe (500m d’abord, puis jusqu’à 1km d’une seule jambe), qui permettent d’améliorer la coordination de chaque membre (pratique sur home-trainer) ; certains entraineurs conseillent de travailler avec un pignon fixe (même si avec le pignon fixe, la pédale remonte toute seule, les muscles qui doivent servir justement à cette phase sont peu sollicités) ;
• Sur home-trainer : pédaler devant un miroir de façon à associer les sensations kinesthésiques un retour extéroceptif (visuel) ; ou encore utiliser la vidéo avec un retour en direct sur écran.

A ces différents exercices centrés sur l’efficience du mouvement de pédalage peut s’ajouter une consigne du type «pédaler rond» ou «caresser les pédales» avec un talon qui reste haut (le pédalage de type « piston » talon toujours bas est moins efficient).

Et pour vous aider on vous recommande ces 8 exercices pour renforcer votre musculature.

📸 : Luka Leroy / MB Race