mercredi 4 mai 2016

Validité des Watts sur Strava

Bonjour à tous,

Voici un petit article pour tenter d'approfondir une question qui revient souvent pour les utilisateurs de Strava:
"Est ce que les Watts calculés sur Strava sont justes?"

Tout d'abord pour savoir si les Watts calculés sont justes il faut savoir de quoi dépend ce calcul...
Le calcul théorique dépend de beaucoup de paramètres:

Au niveau du coureur/vélo:
  • Le poids du coureur
  • Le poids du vélo
  • Le poids additionnel (vêtements, accessoires, bidons et autres...). On l'oublie souvent mais il est loin d'être négligeable par rapport au poids du vélo...
  • Le type de vélo (route, cyclocross, MTB)
  • Le diamètre de section des pneus.
  • Le rendement des pneus.
  • La position du coureur (en haut, sur "les cocottes", en bas du cintre...) autrement dit son coefficient de pénétration dans l'air.
Au niveau de l'environnement extérieur:
  • De la distance effectuée
  • De l'altitude de départ et d'arrivée, d'où laquelle on déduit (avec la distance) la pente moyenne.
  • De la direction et force du vent (pour, contre, de coté ect...). 
  • De la température (oui oui on va plus vite l'été !)
Cela fait beaucoup de paramètres!

Le détail de l'algorithme utilisé par Strava utilisé a été récemment détaillé ici:
https://support.strava.com/hc/en-us/articles/216917107-How-Strava-measures-Power
Comme indiqué dans le lien vous remarquerez que certains facteurs sont inconnus de Strava: la direction du vent, la position sur le vélo, le type de pneu et tout poids additionnel. Seul le poids du coureur et le poids du vélo semblent être pris en compte donc ni effet de la température ni du vent qui sont pourtant des éléments determinants pour le calcul de la puissance.

Il est donc tres peu pertinent d'effectuer la comparaison sur un segment plat à cause de l'effet du vent (qu'il soit en favorable ou défavorable d'ailleurs). Pour les mêmes raison si vous roulez en peloton, l'effet du drafting (aspiration) aboutira toujours à des valeurs trés largement surestimées par rapport à la réalité.


FIG1: Segment test - avec capteur de puissance





Pour tenter d'y voir plus clair je me suis amusé à comparer les valeurs mesurées par mon capteur de puissance (un power2max type S) aux valeurs théoriques calculées par Strava sur un segment "test" et que je fréquente souvent et bien connu des franciliens: la cote de Beulle dans les Yvelines (https://www.strava.com/segments/4320208). Cette cote fait 3km à 5% de moyenne (max 9%). A ce pourcentage moyen et une vitesse d'environ 25km/h on lutte déjà à 75% contre la gravité (voir ici: http://alex-cycle.blogspot.fr/2013/02/the-sum-of-parts.html et là: https://www.gribble.org/cycling/power_v_speed.html). A ce jour je l'ai faite 18 fois. Je peux le voir sous l'onglet "Mes résultats (FIG 1). L'éventail des conditions testées est assez large en ce qui concerne la saison, la température, le temps du segment, poids du cycliste (vêtements, poids des bidons ect), conditions de vent ect...


Maintenant comme je possède toujours les fichiers originaux (.FIT de mon Garmin) j'ai utilisé ce petit outil en ligne (https://www.fitfiletools.com/#/top) qui permet de modifier/enlever les champs du fichier de données (FC, Puissance, cadence, ect..) . Dans mon cas pour pouvoir comparer j'ai utilisé "Field Stripper" pour enlever les données de puissance de mes fichiers. Je dispose donc de 2 jeux de 18 fichiers dont seulement le premier contient la valeur de puissance réellement mesurée par mon capteur. Il s'agit maintenant d'uploader sur Strava les 18 fichiers "sans puissance" et comme la date et le reste des données sont identiques (poids notamment) Strava va simplement estimer la puissance à partir de leur modèle. Les résultats sont résumés en Figure 2-5.

On remarque immédiatement que l'algorithme utilisé par Strava surestime systématiquement les Watts. La différence brute peut atteindre des valeurs non négligeables (jusqu'à 70W pour des puissance comprises entre 300 et 400W sur 6-8') soit une erreur relative entre 5 et 25%. En moyenne sur le jeu de 18 fichiers la difference relative est de 13.4%. Comme attendu les conditions peuvent faire varier fortement les estimations par rapport à la réalité. On atteint ici une limite des algorithmes d'estimation. Néanmoins avec une précision de 13% en moyenne ce n'est finalement pas si mal d'autant que le biais est assez systematique malgré une forte variation. Cela nous apprend aussi une chose: pour s'entrainer dans une zone de façon précise, le capteur de puissance avec des precisions de mesure d'environ +-2% est indispensable.


FIG2: Comparaison des mesures entre capteur de puissance et algorithme Strava.
FIG3: Puissance générée par le cycliste (W) vs Date.
Rouge: mesurée par capteur de puissance Bleu: puissance estimée par Strava

FIG 4: Power (W) vs Segment Time (s)
FIG 5: Puissance estimée par Strava vs Puissance mesurée par capteur de puissance.

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