Comment choisir la juste longueur des manivelles pour son VAE

Ce facteur est souvent négligé lorsque on achète un vélo électrique, bien qu’il soit primordial pour profiter d’un pédalage agréable et bénéfique.

Physique des manivelles
Fréquence de pédalage et manivelles de VAE
Manivelles plus longues
Biomécanique des manivelles
Longueurs de manivelle
Calcul de la longueur du pédalier
Choisir correctement les manivelles

La longueur du bras de manivelle de série

La longueur du bras de manivelle choisie par les fabricants de vélos électriques est normalement la meilleure, néanmoins certains besoins ou exigences spécifiques incitent certains cyclistes à équiper leurs vélos électriques de manivelles d’une longueur légèrement différente. En effet, une longueur de manivelle inadéquate peut affecter vos performances musculaires et biomécaniques. De plus, la longueur des manivelles est un détail qui permet de voir facilement si un fabricant prend vraiment au sérieux un vélo pour enfants et utilise donc des manivelles plus courtes, ou s’il définit seulement un vélo comme étant pour enfants, alors que l’équipement n’est pas à la hauteur.

Physique des manivelles

La manivelle est un levier du deuxième degré, puisque la force résistante se situe au milieu entre le point d’appui et le point d’application de la force. En fait, dans une manivelle de vélo électrique, nous trouvons :

• F : le point d’appui de rotation, qui correspond à l’axe du boîtier de pédalier ;
• R : la force résistante appliquée au point de traction de la chaîne ;
• P : la force imprimée par le cycliste sur les pédales ;
• Ra : le bras de résistance, qui est donné par la résistance de la chaîne multipliée par le diamètre du plateau ;
• Pa : le bras de puissance, qui est donné par la puissance exprimée sur la pédale multipliée par la longueur de la manivelle ;
• Ps : la puissance du support du moteur électrique, à ajouter au bras de puissance.

Fréquence de pédalage et manivelles eBike

La manivelle est donc un levier avantageux, puisque le bras de puissance est toujours supérieur au bras de résistance, surtout pour un vélo électrique. En effet, si nous devons franchir une montée raide de 25 %, le bras de résistance peut facilement être supérieur au bras de puissance, à moins que nous n’ayons un vélo électrique avec un couple puissant. Cela dit, il y a un autre aspect important à prendre en compte : la fréquence de pédalage. La pédale, lors d’un tour complet, décrit une circonférence parfaite dont la longueur est donnée par : 2 x manivelle x PI grecque x longueur de manivelle. En faisant varier la longueur de la manivelle, la longueur de la circonférence à parcourir va donc changer, et donc aussi le temps nécessaire pour une même puissance délivrée.

Manivelles plus longues

Il s’ensuit que :
– L’utilisation de manivelles plus longues augmentera le bras de puissance, nous pourrons donc pousser des vitesses plus longues mais la fréquence de pédalage sera plus faible ;
– L’utilisation de manivelles plus courtes diminuera le bras de puissance, il sera donc plus difficile de pousser des vitesses plus longues mais en même temps nous pédalerons plus agilement à un régime plus élevé ;

En pratique, pédaler avec des manivelles plus longues favorise la force exprimée, permettant d’appuyer plus fort sur le plat ou d’être plus performant dans les montées. Avec des manivelles plus courtes vous améliorez l’agilité de votre geste athlétique, vous pédalez à des fréquences plus élevées (qui permettent d’atteindre des vitesses plus élevées que ne le ferait un rapport long avec des basses fréquences) et avez un impact bénéfique sur les sprints et les sprints finaux.

Biomécanique des manivelles

Ces considérations doivent cependant être replacées dans le contexte de la biomécanique, c’est-à-dire la recherche de la configuration homme-vélo à la fois la plus confortable et la plus performante. En effet, à mesure que la longueur de la manivelle augmente, le genou est davantage utilisé, car lorsque la manivelle est verticale avec la pédale en haut (au point connu sous le nom de « point mort supérieur »), la flexion du genou est plus importante, créant un plus petit angle entre la cuisse et le mollet. Cette situation peut conduire à l’apparition de maladies articulaires. De plus, le choix de la manivelle dépend également de l’âge et du sexe du cycliste : les femmes et les adolescents ne peuvent pas modifier à volonté la longueur de la manivelle, sous peine d’avoir des problèmes de genoux.

Pour cette raison, une gamme de manivelles qui peut être utilisée par chaque athlète est toujours définie. L’athlete peut ensuite les utiliser en fonction de ses besoins (pousser des vitesses plus longues ou pédaler avec plus d’agilité).

Longueurs de manivelle

Actuellement sur le marché, les différentes longueurs de manivelles disponibles sont :
– Pour les vélos électriques/vélos de route : les plus courants sont 170 mm, 172,5 mm, 175 mm. Il existe également des manivelles plus courtes (167,5 mm et 165 mm), réservées aux catégories jeunes ou au secteur piste, tandis que certaines entreprises proposent des manivelles de 180 mm uniquement pour certains groupes ;

– Pour les VAE/VTTAE : ici la longueur de manivelle est par incréments de 5 mm à la fois, on retrouve donc 165 mm, 170 mm, 175 mm, 180 mm ;

Évaluer la plage de longueurs de manivelle appropriée

Plutôt que de parler d’une mesure « taille unique » de la longueur du pédalier, il est préférable de parler d’une plage de mesures, c’est-à-dire d’un segment d’incréments de longueur qui peuvent nous convenir.

Le Dr. Haushalter, médecin du sport à l’Université de Lyon et biomécanicien de l’équipe de France, a identifié une relation directe entre la longueur du fémur d’un athlète et la longueur de manivelle, car ces deux composants fonctionnent presque en parallèle.

Calcul de la longueur de manivelle

Le tableau établi par le Dr. Haushalter est basé sur la longueur biomécanique du fémur. Cela peut être calculé en connaissant la longueur du fémur à partir d’une mesure. En gros, vous vous asseyez avec vos épaules contre un mur et vos jambes à 90°, et mesurez la distance entre les os saillants de la hanche et de la rotule. Entrez ensuite cette mesure dans un tableau pour obtenir la plage de manivelle adaptée à votre construction.

Tableau de calcul de la longueur de manivelle

Il faut ensuite vérifier à quelle longueur réelle de manivelle correspond notre fémur, et ensuite définir la plage, en choisissant celle immédiatement plus courte ou celle immédiatement plus longue.
Par exemple, dans un cas avec une longueur de fémur de 412 mm, il faudrait une manivelle de 170 mm, mais on pourrait utiliser des manivelles de 167,5 mm ou 172,5 mm.

Choisir correctement les manivelles

Nous avons donc défini la gamme de manivelles adaptée à notre construction. Comment pouvons-nous déterminer lesquelles nous conviennent réellement le mieux ? D’abord en évaluant ce dont nous avons réellement besoin. Si nous voulons pousser des rapports plus longs et peut-être avoir une meilleure application de la puissance dans les montées, nous devrions opter pour une manivelle qui est immédiatement plus longue que la taille mesurée avec la table du Dr. Haushalter. Si par contre on veut pédaler plus agilement, il vaut mieux opter pour une manivelle plus courte. Cependant, cela ne signifie pas que nous pouvons les modifier à souhait ; il est toujours préférable d’utiliser une approche scientifique.

La modification de la longueur des manivelles est l’un des changements biomécaniques les plus importants sur l’ensemble du VAE, qui peut avoir un impact sur le confort, l’expression de la puissance et la protection des articulations. Changer les manivelles juste par caprice personnel, penser que vous allez aller plus fort et participer à une course sans les avoir testées à l’entraînement est contre-productif (et stupide, permettez-moi).

Les étapes pour un choix correct de manivelles sont les suivants :

Calculez la taille qui vous convient

Comme nous l’avons vu plus haut, la première chose à faire est de trouver la longueur de manivelle la mieux adaptée à notre gabarit (le conseil est d’utiliser la méthode Haushalter).

Analyser votre style de conduite

Le choix de la longueur de manivelle passe par une analyse approfondie de vos défauts et de votre potentiel. Vous êtes bon dans les montées mais pas très agile ? Avez-vous du mal à surmonter les montées les plus raides ? Vous vous retrouvez à pédaler en montée avec un petit rapport après seulement quelques mètres ? Aimeriez-vous pousser plus fort sur le plat ? Sur la base de cette analyse, vous devez choisir si vous souhaitez allonger ou raccourcir (ou conserver inchangée) la longueur du pédalier.

Choisir la longueur

Une fois que vous avez décidé quel changement effectuer, vous devrez choisir une taille de manivelle immédiatement plus courte ou plus longue. Vous ne pouvez donc allonger ou raccourcir la manivelle que d’un petit incrément (de 170 mm à 172,5 mm ou 167,5 mm par exemple). N’en faites pas trop en utilisant des tailles hors de portée, car vous pourriez vraiment blesser vos articulations.

Faire des corrections biomécaniques

Hauteur de la selle. Vous devez monter sur le vélo et positionner la manivelle comme s’il s’agissait d’une extension du tube de selle. Ici, vous devez vérifier que votre pied est horizontal. Si il est incliné vers l’avant, cela signifie que la selle est trop haute, et si il est incliné vers l’arrière, cela signifie que la selle est basse.

L’angle formé par la cuisse et l’extension du tibia est ensuite vérifié avec un rapporteur biomécanicien. Les valeurs doivent être comprises entre 35° et 40°. Un angle plus ouvert correspond à une selle plus haute et peut être utilisé par des cyclistes ayant une très bonne souplesse musculaire, tandis qu’un angle plus fermé permet d’abaisser légèrement la selle pour aider les cyclistes moins souples.

Position du genou

Pour le vérifier, il faut ramener la manivelle horizontalement au sol et placer le fil à plomb sur la rotule selon la méthode du Dr Zani : le fil à plomb est placé à l’extérieur de la rotule et le fil à plomb doit toucher l’arrière du pivot de la pédale. Une fois cette position vérifiée, on peut agir sur le dos de la selle pour déplacer le genou. Faire avancer la selle (c’est-à-dire la faire glisser vers le guidon) fera également avancer le genou, tandis que faire glisser la selle vers la roue arrière fera reculer le genou. Une fois que vous avez modifié la position de la selle à l’envers, il est toujours préférable de vérifier à nouveau la position des genoux avec le fil à plomb.

À noter qu’avec un vélo couché, AE ou non, mieux vaut des manivelles un peu plus courtes permettant de mouliner à haute cadence (>80-90 RPM). Car la position couchée permet certes de pousser plus fort, mais cela sollicite davantage les articulations et tendons, de quoi se faire mal si on n’y prend pas garde.