Bonjour,
Cette question n'est pas très facile à répondre, en tout cas, sur le plat.
Pour un col tel que l'Aubisque, ce serait plus facile puisque la resistance viens surtout de la gravité et vu la faible vitesse, la foulée du patineur va surtout vers l'arrière donc ce n'est pas vraiment la mécanique du patinage. Il serait peut-être possible d'appliquer les formules connues, par exemple, ce programme en ligne :
http://bikecalculator.com/wattsMetric.html
Sur le plat et à haute vitesse, cela devient problématique parce que la puissance de la foulée du patineur ne peut pas être facilement mesurée. Il faut donc l'estimer avec une modélisation de la mécanique.
La poussée du patineur est un gaspillage puisqu'une grande proportion de la force est verticale, ce qui ne fait pas avancer beaucoup, cette force est complètement perdue, à comparer avec le vélo où ce n'est pas le cas. Pour cette raison, il est plus efficace de pousser quand l'angle du corps et de la jambe est le plus penché par rapport au vertical. Ceci a été confirmé expérimentalement dans l'article
Ruud W. de Boer, Paul Schermerhorn, Jan Gademan, Gert de Groot, and Gerrit Jan van lngen Schenau, "Characteristic Stroke Mechanics of Elite and Trained Male Speed Skaters", INTERNATIONAL JOURNAL OF SPORT BIOMECHANICS, 1986,2,175-185.
Cet article démontre que les patineurs plus rapides attendent plus longtemps avant d'initier la foulée, donc il y a plus de mouvement du centre de gravité vers le côté quand la foulée est initiée (en raison de la technique de patinage où le patineur "tombe" vers le côté avant d'initier la foulée). Aussi, la foulée des patineurs d'élite est exécutée en moins de temps ce qui veut dire qu'il y a plus de glisse, puisqu'ils ont observé que la fréquence reste la même pour tous les niveaux. Il faut mentionner que les auteurs sont les mêmes qui ont étudié la mécanique du "clap-skate" et l'on rendu universel en patinage de vitesse sur glace.
De plus, la vitesse du patineur n'est pas égale à sa vitesse de déplacement ! En fait, le patineur avance en produisant des accélérations latérales à sa direction voulue, donc sa vitesse réelle par rapport au sol est généralement plus élevée que sa vitesse dans la direction voulue. Il n'y a qu'a observer les patineurs de vitesse pour voir qu'ils ont un mouvement latéral de quelques mètres. En observant le 10000m des JO 2010
https://www.youtube.com/watch?v=qMPEgF3sv9s j'ai fait le calcul approximatif suivant : Les patineurs font environ 8 cycles complets (droite et gauche) de foulée en ligne droite, avec un mouvement latéral d'au moins 1m par foulée, donc 2m par cycle complet. En faisant l'hypothèse d'un rayon de la courbe de 30m, cela fait environ 200m de ligne droite par tour. Sur les 200m, il y a environ 16m de mouvement latéral, donc 8% du du mouvement est latéral. La conclusion est qu'au moins environ 10% du mouvement horizontal du patinage est perdu.
Dans une thèse de Master,
T.P.J. Zuiker, "The effects of different speed skating push-off techniques on the mechanical power, power distribution and energy
expenditure", Delft University 2014
des estimation explicites de la puissance du patineur on été faites. Des patineurs d'élite, poids moyen 71kg on patiné à 40km/h. Les puissances produites sont environ 150W vers l'avant, 190W vers le côté, 140W vertical, pour un total de 490W. Donc, la puissance horizontale est de l'ordre de 350W, ce qui est comparable à celle sur un vélo, le programme en ligne donne 300W pour un vélo normal. Ceci est cohérent avec mon calcul précédent, puisque le patinage prend environ 10% de puissance horizontale supplémentaire.
Je fait aussi la remarque que la composante verticale du patinage veut dire que le poids affecte négativement la vitesse sur le plat, ce qui n'est pas le cas pour le vélo.
La conclusion est que le patinage est très inefficace par rapport au vélo, même sur glace.
En revanche, je viens de lire ces articles et je ne suis pas sûr que j'ai tout bien compris.
-ilan
