Les chaussures à plaque carbone améliorent-t-elles vraiment les performances ?

Les coureurs sont souvent à la recherche d’un « avantage » – quelque chose qui les aidera à courir plus vite ou plus longtemps avec moins d’efforts.

Des modifications de l’entraînement aux innovations en matière d’alimentation et d’hydratation, il existe différentes façons d’essayer d’optimiser la physiologie du corps humain pour obtenir de meilleures performances.

Les innovations technologiques constituent un autre moyen d’améliorer les performances, notamment en améliorant les chaussures running. Plus la chaussure est légère, par exemple, moins le coût énergétique associé à la course à une vitesse donnée est élevé.

Les chaussures de course en fibre de carbone sont l’une des dernières innovations en matière de chaussures d’entraînement. Ces chaussures sont dotées d’une plaque de fibre de carbone dans la semelle intermédiaire et sont réputées pour améliorer l’économie de course d’au moins 4 %.

Cependant, comme ces chaussures de course en fibre de carbone ont un prix assez élevé, de nombreux coureurs se demandent si elles valent la peine d’être utilisées ou si elles devraient être réservées à l’échelon supérieur des coureurs qui cherchent à battre des records.

Dans cet article, nous examinerons les aspects scientifiques des chaussures de course en fibre de carbone et nous verrons si elles en valent la peine.

Qu’est-ce qu’une chaussure running en fibre de carbone ?

Les chaussures de course en fibre de carbone sont des chaussures de course dotées d’une fine plaque de fibre de carbone intégrée à la semelle intermédiaire de la chaussure de course.

La plaque de fibre de carbone est entourée de mousse EVA, qui est censée augmenter le retour d’énergie.

Histoire des chaussures de course en fibre de carbone

Le projet Nike Breaking2 visait à déterminer la vitesse à laquelle un être humain pouvait courir un marathon (dans le but de franchir la barrière des 2 heures) si tous les aspects étaient optimisés pour réussir.

L’un des éléments clés de cette expérience consistait à fabriquer les chaussures de course les plus rapides. Pendant que les trois coureurs désignés pour le projet, convaincus d’avoir les meilleures chances de franchir la barrière apparemment impossible, s’entraînaient, les concepteurs de chaussures Nike se sont attelés à la création de la chaussure de course la plus efficace.

Le 6 mai 2017, à Monza, en Italie, lorsque Eliud Kipchoge a failli franchir la barre des 2:00 pour un marathon complet, il portait des prototypes des désormais célèbres chaussures Nike Vaporfly.

Quelle était la particularité de ces chaussures ? Elles étaient dotées d’une fine plaque de fibre de carbone dans la semelle intermédiaire.

Lorsque Kipchoge a finalement réussi à courir l’incroyable temps de 1:59:40 à Vienne, en Autriche, le 12 octobre 2019, la Nike Vaporfly a été rendue publique pour ses débuts dans le monde entier.

Depuis lors, presque tous les fabricants sportifs ont une chaussure de course en fibre de carbone (une chaussure avec une plaque de fibre de carbone dans la semelle intermédiaire) dans leur gamme.

La plaque en fibre de carbone est censée améliorer l’économie de la course en vous aidant à courir plus facilement, de sorte que vous puissiez maintenir une vitesse plus élevée pendant plus longtemps sans vous fatiguer.

Il est intéressant de noter que, bien que nous ayons tendance à considérer le Nike Breaking2 Project et la Nike Vaporfly comme la genèse des chaussures de course en fibre de carbone, le concept d’ajout de plaques en fibre de carbone à la semelle intermédiaire des chaussures de sport remonte en fait au début des années 2000, lorsque des études ont démontré que cela augmentait la rigidité de la flexion longitudinale de la chaussure.

La chaussure était alors plus difficile à plier, ce qui se traduisait par une hauteur de saut verticale plus élevée. Quelques années plus tard, il a été observé que, jusqu’à un certain point, des chaussures de course plus rigides pouvaient également améliorer l’économie de la course, mais cela s’est produit bien avant le projet Breaking2.

Les chaussures de course en fibre de carbone vous rendent-elles plus rapides ?

Un article paru dans Sports Medicine en janvier 2021 indiquait qu’à l’époque, tous les records du monde féminins et masculins, du 5 km au marathon, avaient été battus depuis l’introduction des chaussures de course en fibre de carbone en 2016 par des coureurs portant des chaussures de course dotées de plaques en fibre de carbone.

Bien que cela ne soit peut-être plus vrai un an et demi plus tard, les auteurs affirment que ces améliorations progressives des performances sont en effet le fruit de l’avancée technologique des chaussures de course – à savoir les plaques en fibre de carbone – plutôt que de gains physiologiques réels résultant de changements dans la méthodologie d’entraînement.

Les plaques en fibre de carbone des chaussures de course augmentent les propriétés élastiques de la chaussure, ce qui réduit le coût énergétique de la course. Par exemple, on a constaté que la Nike Vaporfly augmentait l’économie de course de plus de 4 %.

Des études indépendantes ont même confirmé que cette chaussure de course en fibre de carbone améliore effectivement l’économie de course de 3 à 4,2 % par rapport aux chaussures running standard, en fonction de la comparaison entre les deux chaussures.

Par exemple, la Nike Vaporfly a amélioré l’économie de course de 4,2 % par rapport à l’Adidas Adizero Adios Pro 3, et encore de 2,9 % lorsque son poids est égal à celui de l’Adidas Adizero Adios 3.

Une autre étude a également démontré une augmentation de plus de 4 % de l’économie de course en portant des chaussures de course en fibre de carbone.

En pratique, cette amélioration correspondrait à une amélioration d’au moins 2 % du temps de performance. Même si cela ne semble pas beaucoup, cela peut en fait être très significatif.

Running Level dispose de données sur les temps de course moyens à l’arrivée pour tous les âges et tous les sexes sur différentes distances. Si nous prenons ces temps et que nous appliquons ensuite une amélioration de 2 % du temps d’arrivée reflétée par le port théorique de chaussures de course en fibre de carbone, nous constatons les changements suivants :

Comment les chaussures de course en fibre de carbone améliorent-elles l’économie de course ?

L’économie de course est essentiellement une mesure de l’efficacité avec laquelle vous pouvez courir à une allure sous-maximale donnée. En d’autres termes, le niveau de consommation d’oxygène nécessaire pour soutenir la charge de travail sous-maximale.

Des études ont démontré que le fait de courir avec des chaussures dotées d’une plaque en fibre de carbone modifie la mécanique de la course, améliorant ainsi l’économie de course. Par exemple, une étude a montré que le temps de contact avec le sol, la longueur de la foulée, la vitesse de flexion plantaire et l’oscillation verticale du centre de masse étaient significativement différents lorsque l’on portait des chaussures de course en fibre de carbone par rapport à des chaussures de sport standard.

Selon l’étude, pendant la marche ou la course, ce sont les contractions musculaires qui déterminent la dépense énergétique aérobie.

On pense que l’ajout de plaques de fibre de carbone à la semelle intermédiaire modifie la dynamique de l’articulation métatarso-phalangienne et de la cheville, en particulier la dynamique des muscles fléchisseurs de la plante comme le gastrocnémien et le soléaire. En modifiant la dynamique de vos mollets, les plaques en fibre de carbone réduisent le coût énergétique de la course en exigeant moins de travail et, par conséquent, moins d’oxygène pendant que vous courez, par rapport à une course avec des chaussures de sport ordinaires.

Les études montrent que cela est dû au fait que la plaque en fibre de carbone augmente la rigidité de flexion en 3 points de la chaussure de course et déplace généralement le centre de pression du coureur vers l’avant-pied plutôt que vers le talon ou le milieu du pied. Ensemble, ces modifications biomécaniques augmentent le levier (bras de levier) du pied par rapport à l’articulation de la cheville.

Lorsque le pied agit comme un levier plus long, vous obtenez une poussée plus puissante tout en exigeant moins d’étirement de la part des muscles du mollet (gastrocnémien et soléaire).

Lorsque ces muscles n’ont pas à générer de force à partir d’une position complètement étendue, mais qu’ils se trouvent plutôt dans leur plage optimale, ils peuvent générer plus de force parce qu’ils se trouvent dans une position biomécanique optimale. De plus, les muscles fléchisseurs plantaires sont capables de générer une force beaucoup plus rapide, ce qui peut vous donner une plus grande force de propulsion.

L’ajout d’une plaque en fibre de carbone à la semelle intermédiaire permet également d’améliorer l’économie de course, car la plaque rigide limite l’articulation métatarso-phalangienne (MTPJ), principalement au niveau du gros orteil. Cela entraîne une réduction du « travail négatif », c’est-à-dire qu’elle évite de gaspiller de l’énergie en se fléchissant inutilement lorsque vous appuyez sur le sol pendant la partie de la foulée qui correspond au départ des orteils.

Comme moins d’énergie est gaspillée, plus d’énergie potentielle de l’articulation peut être exploitée en forces propulsives. La Nike Vaporfly n’était pas la première chaussure de course dotée d’une plaque en fibre de carbone, mais elle était la première à améliorer de manière significative l’économie de la course.

Alors que les précédentes chaussures de course en fibre de carbone pouvaient améliorer l’économie de course d’environ 1 %, la Nike Vaporfly a permis d’améliorer l’économie de course de 4 %.

Les innovations de la Nike Vaporfly comprennent l’utilisation d’une mousse PEBAX extrêmement légère pour la semelle intermédiaire, ce qui a permis à Nike d’augmenter considérablement la hauteur de la chaussure sans en augmenter le poids. La hauteur de la chaussure fait référence à la hauteur de la chaussure par rapport au sol, c’est donc essentiellement une indication de la quantité de matériau entre votre pied et le sol.

Grâce à la hauteur de la semelle intermédiaire très épaisse, Nike a pu ajouter une plaque incurvée en fibre de carbone plutôt qu’une plaque plate, ce qui augmente encore l’efficacité de la plaque en créant un effet de balancier depuis le contact avec le talon jusqu’à la pointe de la chaussure.

Associé au retour d’énergie de la mousse plus épaisse, l’effet de balancier de la plaque incurvée en fibre de carbone rend la chaussure encore plus efficace en termes de retour d’énergie.

En résumé, les chaussures de course dotées de plaques en fibre de carbone réduisent l’énergie mécanique nécessaire pour courir, améliorant ainsi l’économie et les performances de la course.

Les économies d’énergie sont dues à trois effets principaux de la plaque en fibre de carbone :

• La plaque en fibre de carbone optimise le système musculo-squelettique.
• La plaque en fibre de carbone maximise le retour d’énergie dans votre foulée.
• La plaque en fibre de carbone minimise la perte d’énergie.

En fin de compte, courir avec des chaussures dotées d’une plaque en fibre de carbone semble améliorer l’économie de course dans une certaine mesure, en fonction de votre vitesse et de votre posture.

Vous devez également disposer d’une force de mollet suffisante pour supporter le bras de levier effectif plus long induit par la plaque en fibre de carbone. Dans le cas contraire, vous ne pourrez pas tirer parti de ces avantages.

Il est également important de noter que toutes les études portant sur les chaussures en fibre de carbone n’ont pas nécessairement démontré des améliorations sans équivoque de l’économie de course ou des performances.

Une étude a montré que les chaussures de course dotées de plaques en fibre de carbone n’affectaient pas l’activité musculaire du soléaire ou du mollet, et qu’elles n’amélioraient pas non plus l’économie de course par rapport à des chaussures running traditionnelles.

Une autre étude comparant sept chaussures de course en fibre de carbone de grandes marques a révélé que certaines de ces chaussures n’étaient pas significativement meilleures que les chaussures running traditionnelles.

Seules la Nike Alphafly et la Asics Metaspeed Sky étaient aussi efficaces pour améliorer l’économie de course que la Nike Vaporfly 2.

Les chaussures à plaque carbone pour améliorer les performances : Ce qu’il faut retenir

La décision d’acheter des chaussures de course en fibre de carbone ne dépend donc que de vous, mais cela pourrait vous aider à obtenir le record personnel que vous recherchez.

Lorsque vous achetez des chaussures running, vous devez tenir compte d’un certain nombre de facteurs importants pour vous assurer que vous choisissez les meilleures.