29 novembre 2020

La révolution des chaussures en carbone – Canadian Running Magazine

Par Alex Hutchinson

Strictement par les chiffres – et quand vous parlez de course à pied, qu'y a-t-il d'autre? – vous pouvez faire un assez bon cas que le marathon Scotiabank Toronto Waterfront de l’automne dernier a été la plus belle journée de marathonnage de l’histoire canadienne. Les vedettes kényanes Philemon Rono et Magdalyne Masai-Robertson ont signé les meilleurs temps de tous les temps en sol canadien. Les meilleurs Canadiens, Trevor Hofbauer et Dayna Pidhoresky, ont tous deux réduit d'environ sept minutes leurs records précédents pour décrocher des places dans l'équipe olympique de Tokyo. En tout, neuf Canadiens sans précédent ont battu 2:20 et cinq Canadiennes ont couru moins de 2:37, couronnant ce que le statisticien de longue date Maurice Wilson appelle «sans aucun doute, la meilleure année de l'histoire du marathon canadien.

Cependant, les chiffres ne racontent pas toujours toute l’histoire. Tous ces coureurs qui repoussent les limites ont beaucoup en commun – des années d'entraînement ardu, un appétit vorace pour la souffrance, des cellules musculaires remplies de mitochondries – des traits partagés par génération après génération de marathoniens. Mais les meilleurs finisseurs de Toronto ont également partagé quelque chose de plus récent: une plaque en fibre de carbone améliorant l'efficacité intégrée dans la semelle intermédiaire de leurs chaussures.

Une publicité Brooks de 1991 expliquant la technologie des plaques

En 2017, lorsque Nike a présenté la Vaporfly, une chaussure dotée d'une plaque de carbone incurvée sur toute la longueur, peu de gens ont compris à quel point l'innovation allait changer la donne. Ensuite, les athlètes portant des Vaporfly ont commencé à gagner des courses et à battre des records – y compris les records du monde de marathon masculin et féminin – à un rythme étonnant. Rono, Masai-Robertson, Pidhoresky et Hofbauer portaient tous des versions du Vaporfly à Toronto. À ce moment-là, la chaussure de Nike était devenue si dominante que la plus grande surprise était que certains des meilleurs finisseurs ne la portaient pas. Parmi les sous-2: 20 contingents, Cam Levins et Rory Linkletter étaient à Hokas; Reid Coolsaet et Chris Balestrini étaient dans New Balance – tous avec leurs propres plaques de carbone.

Dans un sens, les résultats à Toronto ont marqué un point d'inflexion. Pendant deux ans, les plaques de carbone de Nike ont été au centre d’un débat animé sur l’équité et la technologie dans le sport, en grande partie parce que personne d’autre ne les avait. Mais la concurrence est arrivée: presque toutes les grandes entreprises de chaussures de course auront une chaussure à plaque de carbone sur le marché en 2020. Et grâce au choeur presque assourdissant des éloges des premiers utilisateurs – pas seulement à quelle vitesse la nouvelle race de chaussures est, mais à quel point vos jambes se sentent bien même après une longue course – elles ne sont plus uniquement destinées aux futurs marathoniens olympiques. Les fabricants de chaussures parient gros que ce sera l'année où nous nous inscrirons tous pour la révolution carbone.

Kipchoge courant sur le circuit de Monza, en Italie, pendant le Breaking2 de Nike, portant la chaussure Nike à plaque de carbone 4% d'origine

L'idée de coller une semelle intérieure rigide en fibre de carbone dans une chaussure de course peut sembler une idée bizarre et nouvelle. Mais comme la plupart des révolutions, celle-ci mijotait longtemps avant d'exploser. Dès les années 1980, les fabricants de chaussures jouaient avec la combinaison unique de résistance et de légèreté offerte par la fibre de carbone. Vers 1989, Brooks a lancé une paire de chaussures – la Fusion et la Fission – qui incorporait la technologie. «La Brooks Fusion avait une plaque en fibre de carbone intercalée entre la semelle intermédiaire et la semelle extérieure qui fonctionnait comme un système de propulsion», se souvient Nikhil Jain, le directeur principal de la ligne haute performance de Brooks.

D'autres entreprises comme Fila ont également produit des chaussures de course avec des plaques en fibre de carbone dans les années 1990, mais le prochain grand pas a été franchi par des scientifiques du célèbre Human Performance Lab de l'Université de Calgary, en collaboration avec Adidas. Un jeune ingénieur en mécanique du nom de Darren Stefanyshyn a développé une conception de plaque incurvée qui, selon des données publiées plus tard dans Medicine & Science in Sports & Exercise, a amélioré l'économie de course de 1% en moyenne. L'économie de course est une mesure de l'efficacité, ce qui signifie que vous pourrez maintenir une vitesse de course donnée tout en brûlant 1% d'énergie en moins – ce qui devrait, en théorie, se traduire directement par des temps de course plus rapides. Adidas l'a baptisée ProPlate et l'a intégrée dans certaines de ses chaussures au début des années 2000 (y compris, selon le site Web Adidas, la chaussure utilisée par le grand éthiopien Haile Gebrselassie pour établir un record du monde du marathon en 2007). Mais le concept quelque peu abstrait d’une amélioration marginale de l’économie de la course à pied n’a jamais vraiment captivé l’imagination du public, et Adidas a discrètement abandonné la chaussure.

Recherche et développement Nike pour la tentative de 4% et Sub2

Puis vint Nike – et pour leur nouvelle chaussure en 2017, ils ont adopté une approche radicalement différente pour attirer l'attention du monde. Il aurait été facile de publier quelques communiqués de presse mettant en avant les fonctionnalités révolutionnaires du Vaporfly, se vantant de ses performances lors de tests en interne et répertoriant tous les médaillés d'or qui le portaient déjà. C’est ce que font les entreprises de chaussures à peu près chaque printemps, et la plupart d’entre nous échappent instinctivement au battage médiatique. Au lieu de cela, Nike a fait un pari risqué: ils ont annoncé que trois de leurs coureurs vedettes tenteraient de courir une course de marathon de distance en moins de deux heures, et que leur nouvelle chaussure, dotée d'une plaque en fibre de carbone, aiderait les coureurs à le faire. .

Étant donné que le record du monde à l'époque était près de trois minutes plus lent que le but des sous-deux, la plupart des experts prévoyaient un scénario perdant pour Nike: si la course échouait, cela prouverait que le Vaporfly n'était pas bon; s'il réussissait, cela prouverait que la chaussure trichait. Il s'est avéré qu'en mai 2017, le champion olympique en titre, Eliud Kipchoge, a couru jusqu'à 2:00:25 (mais non officiel) lors de la course Breaking2 sur une piste de Formule 1 à Monza, en Italie. Il était suffisamment proche des sous-deux que les critiques ont immédiatement appelé à l'interdiction de la chaussure. Mais les détracteurs se sont vite heurtés à un problème: personne ne pouvait s'entendre sur ce que faisait exactement la plaque dans la chaussure, et encore moins pourquoi elle devrait être interdite.

Des Linden en route vers la victoire au marathon de Boston 2018, portant un prototype de chaussure en carbone Brooks. Photo: Marathonfoto

Stefanyshyn, dans son travail avec le ProPlate, avait suggéré que la magie de la plaque en fibre de carbone était qu'elle gardait l'articulation du gros orteil plus droite pendant la pose des orteils, économisant de l'énergie qui serait autrement gaspillée en pliant l'articulation. Mais les économies semblaient avoir un coût, mettant une pression supplémentaire sur l'articulation de la cheville. L'équipe de conception Vaporfly de Nike était dirigée par un chercheur nommé Geng Luo – qui, surtout, avait terminé son doctorat en biomécanique à l'Université de Calgary en 2012, supervisé par nul autre que Darren Stefanyshyn. Luo et ses collègues ont introduit une courbe plus désinvolte sur la plaque, ce qui a semblé réduire la charge supplémentaire sur la cheville. Mais la généalogie de la plaque était claire, ce qui rendait difficile de dire que la chaussure de Nike enfreignait d'une manière ou d'une autre les règles d'une manière que les chaussures équipées de plaques précédentes d'Adidas, Fila, Brooks et d'autres ne l'avaient pas fait.

Et l'assiette, il s'avère, n'était qu'une partie de l'histoire. Alors que les chaussures de course de marathon précédentes avaient commis une erreur du côté du minimalisme, la Vaporfly était assise sur une semelle intermédiaire en mousse épaisse de 31 mm d'épaisseur faite d'un nouveau matériau que Nike surnommé ZoomX. Toutes les semelles intermédiaires de chaussures de course, en plus d'offrir un amorti, fonctionnent comme une sorte de ressort. Ils se compriment lorsque vous atterrissez et rebondissent lorsque votre pied décolle, donnant une petite secousse d'énergie gratuite. La grande majorité des semelles intercalaires utilisent de l'éthylène acétate de vinyle, ou EVA, qui revient généralement avec au plus environ 65% de l'énergie que vous y mettez. Les semelles intercalaires révolutionnaires Boost d'Adidas, qui utilisent un élastomère thermoplastique appelé TPU, ont obtenu 75,9% dans une étude de 2017 de l'Université du Colorado. La nouvelle mousse ZoomX, qui est fabriquée à partir d'un autre élastomère thermoplastique appelé polyéther bloc amide (PEBA), a rapporté 87%.

Saucony Endorphin Pro. Photo: Matt Stetson

En plus d'être plus résistant, ZoomX est également beaucoup plus léger que l'EVA, c'est pourquoi le Vaporfly peut avoir une semelle intercalaire aussi épaisse sans devenir excessivement lourd. La semelle intercalaire épaisse lui permet de stocker plus d'énergie à chaque coup de pied, comme avoir une batterie plus grosse dans votre chaussure, et la résilience plus élevée vous redonne plus d'énergie. Un avantage simple et sous-estimé de la plaque de carbone peut être qu'elle maintient la semelle intercalaire exceptionnellement épaisse et douce stable, de sorte que vous ne vous sentez pas comme si vous couriez avec une paire de guimauves géantes attachées à vos pieds. Le résultat global de la combinaison de la plaque et de la mousse est que la Vaporfly originale de Nike, selon des tests effectués dans plusieurs universités différentes, améliore votre économie de course de 4% en moyenne par rapport aux meilleures chaussures de course suivantes. Cela semble se traduire par une amélioration de quelque part entre deux et quatre pour cent pour les temps de course – ou entre trois et sept minutes «gratuites» pour un marathonien de trois heures.

À ce stade, la seule chose que nous pouvons dire avec certitude est que personne ne sait vraiment exactement comment ni pourquoi la combinaison de la plaque et de la mousse fonctionne si bien. «Il y a beaucoup d’histoires ou de mythes autour de ces chaussures en plaque de carbone», admet Spencer White, vice-président de l’innovation de Saucony. C’est l’une des raisons pour lesquelles les sociétés rivales ont mis si longtemps à lancer des concurrents Vaporfly. Les coureurs d'élite de presque toutes les entreprises courent dans des prototypes inédits depuis plusieurs années maintenant. Par exemple, Des Linden a remporté un marathon de Boston trempé par la pluie en avril 2018 dans un premier prototype d'Hyperion Elite de Brooks; La chaussure, dotée d’une plaque en fibre de carbone intégrée dans une couche épaisse de la nouvelle mousse DNA ZERO de l’entreprise, sera enfin commercialisée au Canada cet automne, après deux ans et demi de modifications et de refontes. Le but de la plaque, selon Jain, est de stabiliser la mousse et de «fournir cette sensation de vivacité et de propulsion au pied.

Eliud Kipchoge franchit la ligne d'arrivée au Challenge INEOS 1:59 et franchit deux heures sur 42,2 km. Photo: INEOS 1:59

D'autres entreprises ont leurs propres prises. Dans la nouvelle chaussure Endorphin Pro de Saucony, White dit que la plaque en fibre de carbone joue deux rôles: répartir la force de l'impact à l'atterrissage de votre talon dans une nouvelle mousse ultralégère et ultrarésiliente fabriquée à partir du même type de matériau que le ZoomX de Nike; et faire rouler votre pied vers l'avant tout en gardant l'articulation des orteils droite. Dans le HOVR Machina d'Under Armour, selon Ben Schoonover, le directeur des chaussures de course de l'entreprise, une plaque en composite de carbone est conçue pour «rendre la transition de l'avant-pied plus rapide». Pendant ce temps, FuelCell TC de New Balance, à nouveau doté d'une plaque en fibre de carbone et d'une nouvelle mousse ultra-résiliente, vise à fournir une «combinaison de retour d'énergie et de protection contre les charges excentriques» dans des courses de plus d'une heure, selon Dave Korell, le directeur de l'entreprise pour les chaussures de performance au Canada.

Ce dernier point – la protection contre les charges excentriques – peut sembler une réflexion après coup, mais il pourrait s'avérer être la fonction décisive pour toute la catégorie de chaussures. La charge excentrique est l'action de freinage des muscles de vos jambes chaque fois que votre pied touche le sol et inflige des dommages musculaires qui vous ralentissent et vous font mal. "Beaucoup de gens qui ont couru dans ces chaussures disent: 'Je ne pouvais pas croire que je me suis réveillé le lendemain matin et que mon corps ne me faisait pas mal, et je pourrais me lever et aller courir à nouveau'", dit White .

C’est une expérience anecdotique largement rapportée de la course avec ce type de chaussures – et elle est même étayée par une petite étude interne que les chercheurs de Nike ont présentée l’été dernier lors d’un symposium sur la biomécanique à Kananaskis. En 14 coureurs au marathon de Portland, ceux qui ont été affectés à la course dans le Vaporfly avaient des niveaux inférieurs de marqueurs sanguins de lésions musculaires, entre 15 et 43 pour cent, que ceux qui portaient le Zoom Pegasus 34 conventionnel. Une deuxième partie de la Une étude a révélé que les coureurs étaient capables de maintenir des rythmes d'entraînement plus rapides avec moins de fatigue cumulative au cours d'une semaine lorsqu'ils s'entraînaient au Vaporfly.

L'idée que les nouvelles chaussures en carbone facilitent la course sur vos jambes est un argument de vente slam-dunk, même pour les coureurs qui ne se soucient pas nécessairement de se raser quelques minutes de leur temps de marathon. Mais c'est aussi important pour une raison plus subtile. Le rôle de la technologie dans le sport a toujours été un sujet de débat, et il est particulièrement sensible dans un sport comme la course à pied qui se targue de sa simplicité et de son accessibilité. Des chaussures qui coûtent 300 $ ou plus peuvent sembler peu importantes pour les cyclistes, mais pour les coureurs qui se sentent encore légèrement obscènes. Si la seule chose que ces chaussures faisaient était de vous rendre légèrement plus rapide, alors il serait assez facile de mobiliser un soutien pour leur interdiction, tout comme les maillots de bain de haute technologie ont été interdits il y a dix ans. Mais s’ils permettent également de sortir un peu plus facilement, de prendre les routes et de parcourir quelques kilomètres, et de rebondir le lendemain et de tout recommencer – eh bien, c’est plus difficile de baisser.

Bien sûr, enregistrer beaucoup de kilomètres d'entraînement dans une chaussure comme la Vaporfly, avec un prix autocollant de 330 $ et une semelle intermédiaire souple qui, selon certains rapports, perd son rebond après au plus quelques centaines de kilomètres, n'est pas très pratique pour la plupart des gens. L'explosion des nouvelles chaussures à base de plaques signifie qu'il existe désormais des options qui ne sont pas simplement destinées à être des chaussures de course de marathon. La FuelCell TC de New Balance, par exemple, "sera une chaussure de course pour certains, et une chaussure d'entraînement performante pour d'autres", déclare Korell. Son prix de lancement de 260 $ vise à le rendre plus abordable – marginalement! – par rapport à la chaussure de course marathon haut de gamme que New Balance prévoit de sortir plus tard dans l'année. La gamme Endorphin de Saucony comporte également plusieurs niveaux pour répondre à différents besoins: le Pro a une plaque en fibre de carbone, tandis que le Speed ​​a une plaque en plastique dur moins chère et légèrement plus lourde. Les deux, dit White, ont une semelle intermédiaire en mousse suffisamment durable pour un entraînement régulier et soutenu. Under Armour's Machina, avec une plaque en composite plutôt qu'en fibre de carbone, se positionne également comme une chaussure d'entraînement de tous les jours.

Cela ne veut pas dire que même les chaussures haut de gamme les plus chics ne fonctionnent que pour les marathons. Une étude réalisée en 2018 par des chercheurs de la Grand Valley State University a opposé le Vaporfly à des pointes de piste haut de gamme et a révélé que les athlètes universitaires couraient 1,9% plus vite, même à des distances aussi courtes que 3000 et 5000 mètres. À l'autre bout du spectre, l'ultra star de l'Oklahoma, Camille Herron, a battu des records du monde sur 100 kilomètres et 24 heures en portant le Vaporfly. À peu près la seule chose pour laquelle ils ne sont pas bons, pour autant que nous le sachions, est de gérer des surfaces molles ou inégales comme en trail et en cross-country – bien que lorsque les conditions glaciales à Buffalo aient forcé les finales de cross-country régional du nord-est de la NCAA à se déplacer à la dernière minute d'un golf à une boucle de route en novembre dernier, quelques équipes se sont précipitées pour acheter des Vaporflys. Dans un énorme bouleversement, les équipes de Harvard, classées quatrième chez les hommes et cinquième chez les femmes, ont remporté les deux courses. Les femmes de Cornell, classées à peine 11e, ont décroché la deuxième et dernière place de qualification pour les championnats nationaux. Pas de prix pour deviner quelles chaussures portaient ces deux équipes.

En octobre dernier, Eliud Kipchoge a franchi une nouvelle fois la barre des deux heures dans une course d'exhibition non éligible au record à Vienne. Cette fois, il a réussi, avec un temps de 1: 59: 40.2. Mais ses chaussures, encore plus épaisses et plus étranges que les Vaporfly, soulevèrent une fois de plus des sourcils. Alors que Nike est resté discret à leur sujet, des rumeurs basées sur des dépôts de brevets suggèrent que ce nouveau modèle, apparemment surnommé l'AlphaFly, comporte trois plaques en fibre de carbone différentes et plusieurs couches de mousse. Juste au moment où il semblait que le terrain de jeu se stabilisait, l'AlphaFly a fait craindre que les athlètes Nike aient à nouveau quelques longueurs d'avance sur le peloton aux Jeux olympiques de 2020 – tout comme en 2016, lorsque les athlètes portant des prototypes déguisés de l'époque- inédit Vaporfly a remporté le marathon olympique féminin et a remporté le podium chez les hommes.

L’organe directeur international de l’athlétisme, World Athletics, a un comité qui examine actuellement ses règles en matière de chaussures. Il y a des rumeurs selon lesquelles ils imposeront une épaisseur maximale aux semelles intermédiaires de chaussures qui exclurait l'AlphaFly – une idée que Korell de New Balance, pour sa part, soutient. Mais même sans l'AlphaFly, il n'est pas encore clair dans quelle mesure la nouvelle génération de concurrents en carbone se compare au Vaporfly. Contrairement à Nike, aucune des autres sociétés n'a publié de données de test sur l'économie de la course.

Reid Coolsaet, un athlète de longue date de New Balance qui a couru le marathon aux Jeux olympiques de 2012 et 2016, a eu la chance d'essayer trois des prototypes de plaques de carbone de la société en 2020. Son évaluation du troisième: «Léger, confortable et une bonne adhérence. C’est une bonne chaussure. Mais quand je les ai comparés au% suivant [the latest model of the Vaporfly], ils n’ont rien ressenti comme eux. » Coolsaet s'est séparé de New Balance à la fin de 2020 et prévoit d'essayer le Vaporfly lors de son prochain marathon.

J'ai aussi un marathon de printemps prévu, mon premier depuis 2013. Et, comme il se trouve, j'ai une vieille paire de Vaporflys cachée au fond de mon placard. Je les ai reçus pour examen en 2017, mais je ne les ai présentés que deux fois, pour un total d'environ 10K. À l'époque, je ne me sentais tout simplement pas bien à l'idée de les courir. Mais je vais être honnête: je suis nerveux à propos de mon marathon. En 2013, le dernier 10 km était une marche de la mort avec des quads qui hurlaient d'agonie à chaque pas, même si j'avais enregistré plusieurs mois de kilométrage solide et de longues courses allant jusqu'à 35 km. J'ai une foulée de demi-fond rebondissante au lieu d'un mélange marathon, donc courir de longs kilos sur mes jambes et inflige une dose écrasante de ce que Korell appelle une «charge excentrique».

Je vais courir aussi vite que possible ce printemps, et je ne mentirai pas en disant que mon temps d’arrivée n’a pas d’importance pour moi. Mais encore plus séduisante est la pensée de pouvoir courir ces derniers 10 km – de lutter honnêtement contre l'épuisement au lieu de pratiquer mon audition angoissée pour le Ministry of Silly Walks de Monty Python. Je ne sais pas si un épais coin de mousse avec une plaque de carbone à l’intérieur fera de ce rêve une réalité. Mais je prévois de dépoussiérer ces vieux Vaporflys pour le savoir – et je soupçonne que, quand je regarderai autour de la ligne de départ, je découvrirai que je ne suis qu’un des autres.

Cette histoire a été publiée à l'origine dans le numéro de mars et avril 2020 de Canadian Running.

Alex Hutchinson (@sweatscience) est le chroniqueur de longue date de Canadian Running «The Science of Running» et l’auteur du best-seller Endure: Mind, Body, and the Curously Elastic Limits of Human Performance. Il vit (et court) dans l’ouest de Toronto. Il est un ancien physicien qui a concouru pour l'équipe nationale canadienne en piste, en cross-country et en course en montagne.

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