Au programme : analyse d’un brevet de Garmin qui présente la ceinture HRM-Run et le futur du cardio !
Le captain PAP nous a fait cette semaine une très belle preview du Garmin Forerunner 620 avec toutes ces nouveautés : écran couleur, GPS plus rapide, temps de récupération, et tant d’autres. Le seul regret pour moi à la vue des caractéristiques est l‘absence du suivi de parcours et de baromètre altimétrique, des évolutions peut-être pour une future version outdoor type fenix 2 !
Je vais, via un brevet de la marque (WO2013105039 A1 ou US 20130178958 A1), tenter de vous présenter ce que la nouvelle ceinture HRM-run va vous apporter. Ces infos sont issues du brevet, et de spéculations. Je n’ai pas (encore) testé la nouvelle montre. Les fonctions présentées ci-dessous ne seront pas forcément incluses à la nouvelle montre mais sont des sujets sur lesquels Garmin travaille.
Un coach dans votre ceinture
Garmin a équipé sa ceinture cardio d’un accéléromètre 3 axes (le LIS3DH produite par ST Microelectronics ?). Le signal issu de l’accéléromètre est filtré entre 0,1Hz (permettant visiblement une compensation de la pesanteur) et environs 3Hz (fréquence de la foulée humaine ). Le brevet indique que la fréquence de coupure peut être d’environ 1,45 Hz pour la marche et environ 2,1 Hz pour le jogging ce qui laisse penser que le système s’adaptera à la foulée ou au moins à l’activité. Couplé à ces 2 systèmes : un micro-processeur qui réalise l’ensemble des calculs.
les 3 axes de l’accéléromètre X, Y et Z correspondent à des accéléromètres dont les axes sont orientés sensiblement parallèle au sol dans le plan sagittal pour X, parallèle à la gravité pour Y et perpendiculaire au plan sagittal pour Z . Le plus important des trois accéléromètre est l’accéléromètre suivant Y.
Le temps par foulée (ou la cadence) est calculé entre 2 états identiques, le temps de contact au sol lui en intégrant le temps passé au dessus de la pesanteur et le temps de vol en intégrant le temps en dessous (ou par soustraction des 2 premiers). Le brevet indique que le temps de contact est intéressant pour les athlètes car il contribue à aux caractéristiques de la foulée telles que l’amplitude de déplacement vertical et horizontal du torse, torse et à l’énergie perdue par repositionnement du pied. La figure ci-dessous montre le signal de l’accélération en Y sur 3 pas et l’analyse des différents temps. L’accélération suivant Y permet aussi de déterminer l’énergie potentielle du coureur à partir de l’oscillation verticale du torse. On pourra ainsi savoir le cout énergétique pour élever le torse par seconde, foulée ou kilomètre.
L’accéléromètre suivant l’axe Z permet de distinguer les caractéristiques liées aux pieds droit ou gauche. Vu que les jambes de l’homme ne sont pas fixées directement sous le centre de gravité du torse (lorsque le torse en position verticale), mais plutôt vers la gauche ou vers la droite, le torse éprouve des accélération gauche / droite sur le pied d’impact. De ce comportement en résulte un signal d’accélération nettement différent sur l’axe Z pour le pied gauche par rapport au pied droit. Il semble donc possible d’établir des caractéristiques liées à l’équilibre du coureur. Toutefois rien n’indique que Garmin ait aujourd’hui inclus cette fonction à la Forerunner 620
L’accéléromètre suivant X permet de déterminer, par exemple, la vitesse du torse. Garmin s’en sert aussi pour déterminer l’énergie utilisée pour accélérer la jambe et repositionner le pied d’entre 2 pas. En moyenne, le pied se déplace à la même vitesse que le torse. Cependant, le pied peut se déplacer seulement lorsqu’il n’est pas en contact avec le sol. L’énergie transférée à la jambe pour accomplir ce mouvement est stocké momentanément sous forme d’énergie cinétique de la jambe lors de la phase de vol, et en grande partie dissipée le contact avec le sol.
L’énergie repositionnement de la jambe par étape (E kL ) peut donc être estimés comme suit:
où m L est la masse de la jambe, k est un facteur d’échelle pour tenir compte du fait que l’ensemble de la jambe n’est accéléré pas à la vitesse de pied, c est un facteur d’échelle pour tenir compte de la différence entre le pic et la vitesse moyenne du pied lors la phase de vol. T s et T f sont respectivement la durée d’un pas et la durée de vol.
On peut se demande comment Garmin va déterminer la masse de notre jambe et les différents facteurs : surement basé sur des études statistiques et des valeurs estimées à partir de notre taille et poids !
A quoi ça va me servir ? la chasse aux gaspillages
Et oui au-delà d’un simple calcul de l’énergie dépensée, le programme s’occupe donc de calculer (ou estimer) l’énergie gaspillée. Pour un mouvement sur une surface plane à une vitesse à peu près constante, l’énergie d’un coureur est consommée par, entre autres, le frottement de l’air, la friction, le frottement interne du tissu, la friction au niveau des articulations et des frictions pied-sol. Certes il n’est pas possible d’éliminer tous les gaspillages (tant que la course sera un ensemble d’accélération et de décélération), mais afin de maximiser l’efficacité et augmenter les performances, Garmin semble vouloir aider les coureurs à essayer de minimiser la puissance d’entrée nécessaire pour fonctionner à une vitesse donnée.
Et oui, Garmin s’est donné pour mission, à l’avenir, de quantifier votre inefficacité à courir (un vrai coach je vous dis)
Pour faire court : une grande partie de l’énergie que vous gaspillez est due au mouvement du torse qui représente la plus grande partie de votre poids. En mesurant les cycles d’accélérations et décélération de votre torse. Je ne vais pas vous faire un cours de biomécanique ( ça risque d’arriver un jour) mais en gros pour estimer l’inefficacité du torse, le programme combine l’estimation de la puissance transférée vers et depuis le torse, l’estimation de la partie de cette puissance qui est dissipée, et une estimation de la vitesse de l’utilisateur pour en arriver à une mesure en watts / (m / s) / kg. Ce chiffre ne vous sera visiblement pas affiché brut mais sous forme d’un score allant de 1 a 10.
Une possibilité adimensionné serait une définition comme suit :
avec Ppas la perte de puissance par pas, v la vitesse moyenne du torse et k un facteur défini comme étant le rapport entre une perte de puissance « nominale » par une vitesse « nominale ». Il faut comprendre par nominal une étude faite sur un échantillon à une allure de course. Une inefficacité 1 serait alors efficace et 10 très mauvais.
En résumé
Le brevet indique qu’une estimation de la perte de puissance pourrait se faire aussi via un footpod. Ce mode de réalisation ne semble pas choisi par Garmin ici.
Et voila comment Garmin pense nous annoncer que l’on consomme beaucoup trop parce qu’on court mal.
Espérons que si les ingénieurs de Garmin incluent cette fonction, ils en profiteront pour revoir Garmin Connect en y ajoutant des conseils pour améliorer la foulée au vue des résultats HRM-Run car sans cela je pense que ces données ne seront qu’un gadget pour le commun des coureurs!
Dernier point, sachant que l’entreprise possède aussi un brevet sur « Procédé et appareil pour déterminer la position de fixation d’un appareil de détection de mouvement’, on peut s’attendre à ce que quelque soit la position de la ceinture ou l’athlète, la précision des mesure soit correcte ce qui est un point non négligeable : faudrait pas mesurer n’importe quoi !
Concernant le calcul de VO2max, le brevet n’indique rien mais visiblement elle serait estimée via un algorithme basé sur la vitesse, la fréquence cardiaque et ses variations. Le coureur accède ainsi à une lecture de son potentiel de VO2 max exprimé en ml/min/kg. Une jauge de couleur permettra de comparer sur la montre votre VO2 max avec celle d’autres sportifs du même sexe/âge. Le calcul de la VO2 max permet ainsi à la Forerunner 620 d’estimer le temps de course sur différentes distances.
Conclusion
Même si ces fonctions ne sont pas toutes incluses dans la future Forerunner 620 (il n’y aura visiblement que oscillation verticale, cadence et temps de contact au sol), on sent bien la volonté de Garmin de nous apporter un maximum de détail sur notre foulée et d’incorporer un vrai coach dans notre montre de coureur. On peut donc s’attendre des grosses innovations technologiques encore dans les prochaines montres de la marque.
Il n’y a plus qu’à attendre novembre et mettre 399€ (449€ avec le HRM-Run) maintenant pour savoir ce que cache réellement la montre et pourquoi pas que Garmin nous surprenne encore au moment de la sortie.
Sur le papier, ça semble être un outil d’analyse hyper pointu. Trop peut-être pour une majorité de coureurs. et SURTOUT, comment s’améliorer ? La montre n’indiquera pas quoi corriger, ni comment. C’est ma plus grande interrogation. La grande majorité des coureurs ne sauront pas analyser les chiffres je pense. Et les autres ? Sera-t-il facile de trouver les améliorations ? Mais au moins, cela peut être un outil permettant de mesurer une amélioration. Ou pour comparer deux types de foulées. Mais je trouve que ça devient quand même très technique, le % de coureurs n’utilisant à bon escient risque d’être très réduit…. Maintenant il y aura peut-être des outils d’aide à l’amélioration. Mais on a rien vu venir pour le moment, et modifier la foulée d’un coureur n’a RIEN de trivial. Bref, des questions des questions des questions.
Tout a fait d’accord avec toi ! Et le secret est bien gardé chez Garmin ! Le brevet laisse quand même penser que des voies d’amélioration seront proposées (c’est surement pas pour tout de suite) mais sous quelle forme ?! Un outil d’analyse spécifique serait le bienvenu 😉