[Physique] Entrainement remontée sur corde

#1

Bonsoir,
avec quelques autres membres de mon club spéléo, on se retrouve une fois par semaine en hivers pour faire de la remontée sur corde en salle. On accroche une poulie en hauteur dans laquelle on fait passer une corde : d’un coté on monte, de l’autre un assureur donne du mou au fur et à mesure pour faire redescendre le spéléo (histoire de pouvoir profiter des 70m de corde). Il y a alors deux « stratégies » : soit l’assureur donne du mou de telle façon que le spéléo reste à hauteur environ constante, soit il attend que le spéléo soit en haut pour le redescendre presque jusqu’au sol.

La question qu’on se posait est de savoir si ces deux méthodes sont équivalentes ou pas du point de vue de l’effort à fournir?
Pour l’instant, on n’a pas réussi à trouver de raisonnement scientifique ni pour montrer que c’est la même chose, ni pour montrer qu’il y a une différence. Quelqu’un a-t-il une idée?

Merci d’avance
Sandro

#2

La seule différence se joue sur « l’accélération » quand vous moulinez, mais concrètement ça change vraiment rien à l’effort.

N’oubliez pas de bien faire un noeud solide au bout de la corde au cas où :wink:

#3

J’etaye un peu mon propos :

Que l’on soit sur une corde statique ou sur une corde qui descend à une vitesse constante c’est exactement pareil.

Si on se coordonne avec le donneur de mou pour qu’il donné très vite du mou au moment où tu pousses fort sur la pédale il doit y avoir moyen de profiter un tout petit peu de l’allégement sur la corde que ça créera…

#4

Absolument pas.
Si le bonhomme ne monte pas c’est qu’il ne fourni pas d’effort pour soulever sa carcasse .
Donc c’est pas de l’entrainement mais de la gesticulation que vous faite.

Ex :
Une personne de masse 80 kg monte debout sur une chaise de 50 centimètres de haut. Quel est le travail effectué par le poids de cette personne ?

W = − m g ( z B − z A )
soit W = − 80 × 9 , 81 × ( 0 , 5 − 0 ) = − 392 , 4 J
où 9,81 représente la constante g caractéristique de la Terre (en newton par kilogramme), 80 la masse en kilogramme et 0,5 la hauteur en mètre. Le poids est une force résistante dans ce cas (il « s’oppose » au déplacement de la personne).

Dans votre cas zB = zA puisque le gars ne monte pas.
Donc zero a la fin.

#5

Par contre s’il monte puis que vous le moulinez au sol une fois en haut puis qu’il remonte : la oui c’est de l’entrainement.

#6

Autre situation marante :
Imaginons une remontée sur corde non pas statique mais bien dynamique.
Si le bonhomme pousse sur ses poignées jumars uniquement au moment ou il commence à descend à cause du yoyo (élasticité de la corde), et bien il s’économise car c’est le ressort de la corde qui le fait monter ensuite.
Ca revient à votre situation quand vous donnez le mou en meme temps.
Mais la corde va agir comme si vous vouliez le soulever en tirant sur la stat’
Tout compris ?

#7

Merci pour vos réponses.
@glomorph : pour l’accélération, la question est justement de savoir si ça joue ou pas, car qui dit accélération, dit forces d’inerties. J’ai essayé de faire les calculs en me plaçant dans le référentiel de la corde (qui n’est pas galiléen), mais je me suis perdu dans mes calculs sans réussir à déterminer si au final on dépense autant, plus ou moins de force.
Pour le nœud, on le fait toujours.

@Cosmogol_999 : c’est pas si simple que ça. Je peux te garantir qu’après 300m de remontée en restant sur place, tu commence à bien le sentir dans les bras.
L’approche énergétique est intéressante, mais tu oublie qu’il n’y a pas que la gravité comme force qui peut travailler (au lycée c’est souvent la seule force, mais il peut y en avoir bien d’autres).
En particulier, la gravité ne travaille jamais quand tu considère un entraînement complet vue que tu pars du sol pour revenir au sol.
Par contre, il y a des muscles qui travaillent (et qui dissipent de l’énergie sous forme de chaleur, donc non récupérable) ainsi que des forces de frottement (le descendeur est brûlant au bout de 60m de remontée).

Donc dans tous les cas, toute la chaleur dissipée par le descendeur et le corps du spéléo est de l’énergie fournie par le spéléo. La question est de savoir s’il y a plus ou moins de chaleur dissipée selon que le spéléo reste sur place ou non.

Merci d’avance
Sandro
PS : Cosmogol_999 : tu utilises deux poignées pour monter?

#8

Y a pas un problème de référentiel dans ton raisonnement ?

#9

Pour moi c’est limpide mais bon.
Sinon oui bien sur que de bouger les bras et jambes et actionner les jumars ca dissipe de l’energie mais rien de comparable avec le fait de monter vraiment en altitude.
Si tu restes au meme endroit, ben c’est que tu fournis aucun effort pour monter en vrai.

Oulala, il va falloir se replonger dans les cours de physique.
C’est pas parce que tu reviens au sol que tu n’as pas fourni un travail pour monter avant !

#10

C’est bien ça l’important.
A mettre en parallèle avec un tapis de course où un vélo d’appartement: s’ils ne bougent pas c’est qu’il n’y a pas d’efforts.

Chapitre 1: Les référentiels.

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#11

Tu crois vraiment que c’est le fait de monter en altitude en soit (ie le travail de la gravité) qui constitue le plus gros des efforts?
Si oui, alors réfléchis à l’exemple suivant : on n’a plus une corde coulissante mais fixe (disons un puit de 100m plein vide). Tu as le choix entre monter ce puit en faisant de la remontée sur corde ou en empruntant un escalier. Quelle solution est la moins fatigante? Si l’élément prédominant est le fait de monter en altitude, alors l’effort à fournir devrait être environ le même (W=mgdifférence_hauteur = 80kg * 9.81m/s² * 100m). En réalité, l’énergie qu’il faut pour monter est bien plus du aux pertes diverses (réactions chimiques dans le corps, frottements, chocs, …) qu’au fait de monter en soit, surtout dans le cas de la remontée sur corde.
Un autre exemple : tu fais une randonnée de 20km toujours en légère descente : d’après ton raisonnement, le travail de la gravité est négatif, donc tu ne devrait pas te fatiguer du tout …

En effet, à la montée tu fournis un travail à la montée, mais ce n’est pas le travail associé au poids qui domine.
Pour rappel : le travaille d’une force F en allant de A à B le long de la trajectoire C est l’intégrale le long de C du produit scalaire entre F et le déplacement élémentaire.
Dans le cas où F est le poids (F=-m*g, selon l’axe vertical) qui est constant, on peut sortir F de l’intégrale, donc on obtient W=<F,AB> (produit scalaire entre le vecteur force (poids) et le déplacement). Donc si on revient au point de départ à la fin (ie A=B) alors il y a eut un travail nul du poids au total. Autrement dit, tous les efforts fournis à un moment où à un autre ont été transformé en d’autres formes d’énergies (surtout de la chaleur).

Merci d’avance et bonne soirée
Sandro

PS : j’ai bien conscience que ce n’est pas un problème facile. J’ai fait deux années de prépa maths-physique (même si depuis j’ai passé 4 ans sans faire de méca trop poussée) et j’ai pas encore trouvé comment faire. J’ai demandé à un ami qui a aussi fait un certain nombre d’heures de physique en licence, mais qui n’a pas su non plus. J’aurais peut-être du poser la question directement sur un forum de physique, mais je me suis dit que ça intéresserait peut-être d’autres personnes ici (et puis ça m’évite de devoir expliquer en quoi consiste la remontée sur corde).

#12

Et avec un chrono? Tu n’aurais pas un début de réponse ? Si une technique demande moins d’effort, ça devrait te le montrer.

Pour avoir déjà pratiqué cet exercice, je préfère le débit de corde continu, mais c’est juste un ressenti.

#13

Je ne suis pas trop sur que ce soit équitable : quand on monte jusqu’en haut avant de se faire descendre, il y a un temps mort pendant la descente, donc il y a déjà un biais. Sans compter que c’est pas évident de reproduire l’expérience, vue que la durée des montées varie beaucoup d’une fois à l’autre (sans compter la fatigue des montées précédentes)

Moi aussi je préfère le débit continu, mais surtout car ça m’évite de devoir m’arrêter dans l’effort tout les 4 mètres (et que ça m’évite de me manger la corde descendante quand je suis en hat)

#14

On ne parle pas de la même technique, j’ai l’impression.
Celles que je pratiquais,c’était sans temps mort. Soit on te débrayait rapidement une fois arrivé en haut, et tu pompais donc en continu tout en faisant le yoyo (bas-haut).
Soit un débit continu de corde te maintenais au même niveau par rapport au sol/plafond.

Je pensais à une expérience sur 10 personnes par exemple. Chacun fait 2 parcours en continu et 2 parcours « yoyo ». Tu devrais avoir une tendance se dégager ou pas.
Mais ce n’est pas ta question, de résolution de manière scientifique, de l’équation :wink:

#15

En effet, j’ai l’impression qu’il y a une petite différence : nous, l’assurage se fait avec un descendeur spéléo (ou 2 à la suite pour les plus lourds) accrochés par des sangles à un lourd chariot de gym. On a donc un frein assez efficace (pour que l’assureur ne doive pas trop forcer) mais ça veut dire que quand tu veux faire redescendre le spéléo, ça vas pas très vite.
Toi tu dis que tu avais un système débrayable? Donc la corde tenait toute seule pendant la montée et était freinée qu’un peu à la descente? Si oui, tu fais comment, ça m’intéresserait bien?

Pour l’expérience sur 10 personnes, on est mal partit : en n’est en général que 3-4 personnes à monter, et en deux heures (la taille du créneau horaire où on partage la salle avec un club de gym) on n’aurait même pas le temps de faire autant de montées (sans compter qu’on n’est que 2 parmi ceux qui viennent à ces entraînements à être capable de faire les 4 montées de 60m).

Merci d’avance et bonne journée
Sandro

PS : je cherche pas forcément une solution sous forme d’équations, un raisonnement solide me convient aussi.

#16

On dévie de ta question initiale, mais tu mets 2 descendeurs en série pour les plus lourds?
Ça m’étonne, car par exemple, quand tu fais les exercices de décroché de personne bloquée sur corde, vers le bas, à la fin de la manip, on descend à deux sur un seul descendeur, et ça fonctionne bien!
Au taf, par exemple, celui-ci nous est donné pour 150kg par exemple et nous l’utilisons en point fixe avec ces contraintes.

Et 1 demi-cab sur le mousqueton de renvoi ne serait pas plus simple ?

#17

Non. Apres relecture, on a le même système, sauf que de mon côté, pour le yoyo, il n’y a pas de temps mort. A l’approche de la poulie, il est mouliné presto en bas! Il ne s’arrête jamais de pomper.
Pour revenir à ta question scientifique, il y a bien une méthode sur corde en mouvement perpétuel et l’autre sur corde bloquée une partie du temps.

#18

Dans cette histoire, je laisse les scientifiques faire ces calculs, mais il est possible que tu ais un meilleur rendement sur corde souvent bloquée, du fait que tu as moins d’élasticité en te rapprochant de la poulie.

#19

Oui, mais on les mets « à l’envers » (en gros tu passes le descendeur à l’envers dans le mousqueton (ouverture vers le bas) puis tu fait le même geste que d’habitude pour mettre la corde), et on ne met pas de mousquetons de freinages. C’est surtout pour pas trop fatiguer l’assureur. Quand tu descend en rappel normal, en général tu ne t’amuse pas à bloquer bien longtemps ton descendeur : soit tu descends (dans ce cas tu ne tiens pas tout ton poids), ou alors tu fait au moins un début de clef.
Ne pas mettre le deuxième descendeur réduit pas mal les frottements : on peut faire descendre plus vite le spéléo, mais ça fatigue aussi plus l’assureur.

Bon point, en général en est en moyenne plus haut avec la poulie bloquée : donc si sur des cordes parfaitement statiques ça revient au même, alors probablement la version où on monte est un poil moins fatigante. Mais sur 10m de corde (entre l’assureur et le grimpeur), je ne suis pas sur que les 1 ou 2 mètres fassent une grande différence.

Donc reformulant la question : en supposant la corde parfaitement statique, est-il plus ou moins fatigué de monter jusqu’en haut avant de redescendre ou de rester à hauteur environ constante?

EDIT : pour les deux descendeurs, c’est l’un après l’autre, pas en parallèle : ça ne change dont probablement rien à la résistance en rupture, ça augmente juste les frottements

#21

Sinon, maintenant que j’ai compris le sens de la question que tu as posé ailleurs quant à la boucle de corde: apprends à faire des épissures tressées et ton problème sera réglé (ça fait un passage un peu plus épais au niveau de l’épissure mais ça passe sans enlever la jumar ou autre système de freinage etc).

À l’époque où j’étais élagueuse je faisais les miennes mais ça pouvait aussi se sous-traiter pour environ 30€, test de résistance compris.
Ci dessous l’exemple d’un oeil, mais ça marche aussi pour rabouter.

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