Estimation de l'impact des montées et descentes sur l'allure de course (GAP)

Vitesse de course sur parcours vallonnés

Lorsque l'on court sur un parcours vallonné, la vitesse moyenne peut être significativement différente de celle sur un parcours plat. Il est en effet connu que la diminution de l'allure en montée n'est que partiellement compensée par la vitesse accrue en descente. Par conséquent, un parcours avec des montées et des descentes équivalentes est généralement terminé en un temps plus long qu'un parcours plat de la même distance.

Mais comment calculer cette différence et quels facteurs l'influencent ?

Le défi de l'estimation de la vitesse sur parcours vallonnés

Calculer la vitesse de course sur un parcours vallonné par rapport à un parcours plat est un problème complexe, car cela dépend de divers facteurs, notamment :
- le niveau de forme physique du coureur : un niveau de forme plus élevé peut entraîner une meilleure adaptation aux changements d'altitude ;
- la pente du parcours : des pentes ou des descentes plus raides ont un effet plus prononcé sur l'allure ;
- la répartition des montées et des descentes : l'ordre et la fréquence des collines peuvent modifier l'allure globale ;
- la surface de course : un terrain irrégulier, humide ou glissant peut ralentir davantage un coureur.

Pour estimer la variation de vitesse causée par les dénivelés, des algorithmes et des modèles sont utilisés pour calculer ce qu'on appelle l'Allure Ajustée à la Pente (Grade Adjusted Pace, ou GAP).

Allure Ajustée à la Pente (GAP) - Méthodes de calcul connues

L'un des modèles les plus connus est la formule proposée par le professeur Minetti en 2002. Cet algorithme explore la relation entre la dépense énergétique et l'inclinaison du sol, fournissant une méthode pour calculer la vitesse optimale sur terrains inclinés. Cependant, le modèle de Minetti est complexe et nécessite des données détaillées sur les conditions du terrain.

Une méthode d'estimation plus simple et couramment utilisée comprend ces étapes :
1) Ajustements en montée : Ajouter 15 à 20 secondes par 10 mètres de dénivelé positif pour chaque kilomètre de course.
2) Ajustements en descente : Soustraire 5 à 10 secondes par 10 mètres de dénivelé négatif pour chaque kilomètre de course.
Par exemple, considérons un parcours de 10 km avec 100 mètres de dénivelé positif total et 100 mètres de dénivelé négatif. Si le temps de course sur terrain plat est de 60 minutes (6 minutes/km) :
- Pour les 100 mètres de montée, ajoutez 150 à 200 secondes.
- Pour les 100 mètres de descente, soustrayez 50 à 100 secondes.
Cela donne un temps total ajusté de 60:50 (scénario optimiste) à 62:30 (scénario pessimiste). L'allure correspondante varie entre 6:05/km et 6:15/km, ce qui représente une perte de vitesse de 5 à 15 secondes par kilomètre.

Une variante de cette méthode, suggérée par Jack Daniels (Daniels’ Running Formula), ajoute 18 à 24 secondes pour chaque 10 mètres de montée et soustrait 8 à 12 secondes pour chaque 10 mètres de descente.

La limite principale de ces approches est qu'elles ne tiennent pas compte de l'inclinaison de la pente. Les estimations deviennent très imprécises pour les pentes raides, où la course est soit extrêmement inefficace, soit impossible.
Pour résoudre ce problème, l'algorithme de Go&Race, que nous allons maintenant expliquer, offre une solution plus affinée.

L'algorithme de Go&Race basé sur les profils d'altitude (Version 1.0, 2024)

Notre méthode expérimentale repose sur l'analyse du profil altimétrique d'un parcours : en lisant les données d'un fichier .gpx, nous extrayons les informations sur les pentes et appliquons l'algorithme de Go&Race, développé grâce à une analyse approfondie de séances d'entraînement et de courses. Essentiellement, l'algorithme recalcule la vitesse de course le long du parcours en tenant compte de la pente.

Les zones suivantes sont identifiées :
- Pentes descendantes entre -8% et -12% : Elles offrent l'avantage maximal possible, avec une augmentation approximative de 13% de la vitesse.
- Pentes descendantes supérieures à -12% : L'avantage de la descente diminue rapidement, disparaissant complètement autour d'une pente de -17%. Au-delà de ce point, la vitesse de course devient plus lente que sur terrain plat.
- Pentes montantes : La réduction de la vitesse est plus prononcée. À une pente de 10% en montée, la vitesse de course diminue d'environ 45%.
- En raison de l'incertitude des données d'altitude et de pente, aucune correction n'est appliquée pour les pentes comprises entre -1% et +1%.

Ce modèle offre une représentation plus précise des variations de performance dues à la pente, permettant aux coureurs et aux organisateurs de courses de mieux prédire et planifier les défis liés au dénivelé.

L'indice GNR-GAP

L'algorithme de Go&Race calcule l'indice GNR-GAP, un indice qui représente la variation en pourcentage de la vitesse d'un athlète sur un parcours vallonné par rapport à un parcours plat.
Un GNR-GAP de 25 indique une allure 25% plus lente. Des valeurs négatives indiquent une allure plus rapide et surviennent dans le cas de parcours en descente.

EXEMPLE 1 - Marathon de l'île d'Elbe, Italie

Commençons par ce premier exemple utilisant le profil altimétrique du Marathon de l'île d'Elbe, une course de 42,2 km qui se tient en mai en Toscane sur un parcours panoramique exceptionnel surplombant la mer. Selon les données du parcours 2024, la course est caractérisée par de nombreuses collines, avec une altitude minimale de 0 mètre au-dessus du niveau de la mer et un maximum de 90 mètres, totalisant environ 530 mètres de dénivelé positif et négatif.

Les graphiques suivants affichent le profil altimétrique et le gradient de pente du parcours.

Grâce à notre algorithme, nous estimons une allure 4.5% plus lente que sur un parcours plat.
Par exemple, si un coureur est capable de terminer un marathon plat à une allure de 5'00"/km (8'03"/mi), équivalant à un temps final de 3h30'58", le temps final estimé ajusté serait de 3h40'27". L'allure moyenne recalculée (GAP) monte à 5'13"/km (8'25"/mi), ce qui signifie que l'allure ralentit de 0'13"/km (+0'22"/mi).

Un tableau ci-dessous fournit des estimations pour diverses autres allures.

EXEMPLE 2 – Pikes Peak Marathon, États-Unis

Dans ce deuxième exemple, nous testons minutieusement l'algorithme de Go&Race en utilisant les données d'altitude du Pikes Peak Marathon, une course de 42,2 km qui se déroule dans le Colorado, aux États-Unis.
Le profil du parcours 2024 révèle un itinéraire exigeant : la première moitié consiste entièrement en une montée, emmenant les coureurs d'une altitude d'environ 1920 m à 4280 m, suivie d'une descente par le même chemin. Le dénivelé total positif et négatif s'élève à 2360 m.
Ce marathon se court sur un sentier principalement composé de terre et de gravier, ce qui ralentit intrinsèquement l'allure par rapport à l'asphalte. De plus, des obstacles tels que des racines et des protubérances rocheuses sont présents, compliquant davantage le parcours. Ces éléments ne sont pas pris en compte dans notre algorithme, il faudrait donc ajouter du temps supplémentaire à l'estimation en fonction de la capacité technique du coureur à gérer ce type de terrain.

Les graphiques ci-dessous montrent le profil altimétrique et les gradients de pente du parcours.

En tenant compte de ces facteurs, et en notant que l'algorithme évalue exclusivement l'impact du profil altimétrique, les résultats indiquent que l'allure moyenne sur ce parcours sera AU MOINS 35.6% plus lente que sur un parcours plat. Par exemple, un coureur capable de terminer un marathon plat à une allure de 5'00"/km (8'03"/mi), avec un temps final de 3h30'58", aurait un temps estimé de 4h46'05" sur ce parcours.
L'allure moyenne recalculée (GAP) augmenterait à 6'47"/km (10'55"/mi), représentant un ralentissement de 1'47"/km (+2'52"/mi).

Les résultats seraient plus précis pour un parcours asphalté et moins technique. Pour offrir une vue plus complète des attentes de performance sur cet itinéraire exigeant, nous incluons un tableau avec des estimations pour d'autres allures.

EXEMPLE 3 - Loch Ness Marathon, Écosse

Comme dernier exemple, nous analysons le profil altimétrique du Loch Ness Marathon, une course de 42,2 km qui se tient en septembre en Écosse. Ce parcours est remarquable pour son profil net en descente. Selon les données de 2024, la course commence à une altitude de 265 mètres et se termine au niveau de la mer. Le dénivelé total comprend environ 30 mètres de montée et près de 300 mètres de descente.

Les graphiques ci-dessous affichent le profil altimétrique et les gradients de pente du parcours.

Le profil altimétrique indique que l'avantage de la descente diminue après environ 16 km. Globalement, l'algorithme estime un gain de performance de 1.8% par rapport à un parcours plat. Par exemple, un coureur capable de terminer un marathon plat à 5'00"/km (8'03"/mi), avec un temps final de 3h30'58", aurait un temps final estimé de 3h27'10" sur ce parcours. L'allure moyenne recalculée (GAP) diminuerait à 4'55"/km (7'54"/mi), la rendant 0'05"/km (-0'09"/mi) plus rapide.

Le tableau ci-dessous fournit des estimations de performance pour d'autres plages d'allure, offrant une vue plus complète des temps attendus sur cet itinéraire.

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