Aérodynamique des vélos de course

Les cyclistes sur route sont des athlètes compétitifs dont l’attention se porte principalement sur l’efficacité et les progrès en matière d’économie d’énergie. Une position de conduite optimisée et le port de vêtements aérodynamiques permettent de gagner de précieuses secondes et d’économiser quelques watts d’énergie.

Résistance au vent

À une vitesse d’environ 50 km/h, un cycliste utilise près de 90 % de son énergie pour lutter contre la résistance de l’air. Le facteur déterminant de cette résistance est la surface frontale et la valeur cw (coefficient de traînée). La valeur moyenne du cw pour un cycliste et son vélo de route est de 0,4 à 0,6. Cette valeur ne peut être modifiée que légèrement en optimisant la position assise. En revanche, la surface frontale (section transversale dans le sens du flux), qui est exposée au vent, peut être influencée plus fortement.

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La bonne position assise

Étant donné que le cycliste oppose une plus grande résistance à l’air que le vélo lui-même, il est important de réduire la surface frontale. Pour ce faire, il faut baisser la tête et tourner les bras vers l’intérieur. En effet, la position assise représente environ 75 % de la résistance totale à l’air. Avec un guidon aérodynamique spécial (accessoire de contre-la-montre), la surface frontale est réduite, car le cycliste adopte une position assise étirée vers l’avant et obtient ainsi une résistance à l’air très faible.

Greg LeMond a remporté le Tour de France 1989 en appliquant ces connaissances et a établi de nouvelles normes en matière d’aérodynamisme. Idéalement, une position assise optimisée permet d’économiser une quarantaine de watts. En triathlon et dans les courses de longue distance, six watts correspondent à un gain de temps d’environ deux minutes, ce qui peut faire la différence entre la victoire et la défaite.

Le casque

La tête est toujours dans le canal d’écoulement et offre une grande surface d’attaque. Un casque aéro ou de contre-la-montre veille à ce que le vent au niveau de la tête soit dévié de tous les côtés. Il existe également des casques aérodynamiques plus courts qui ne gênent pas trop le coureur et offrent une certaine ventilation.

Vêtements

Lorsque vous choisissez vos vêtements, vous devriez opter pour des maillots bien ajustés. Les vêtements amples flottent dans le vent et vous ralentissent. Les maillots d’une seule pièce sont la solution la plus rapide. Ils sont dotés d’une structure de tissu spéciale et sont partiellement rugueux afin de mieux dissiper le vent. Avec des gants ou des couvre-chaussures aérodynamiques, vous pouvez économiser quelques watts d’énergie supplémentaires.

Les roues

Les pneus représentent environ 8 % de la résistance à l’air, ce qui est relativement peu par rapport à la position de conduite. Néanmoins, pour les courses contre la montre, par exemple, il est encore possible de gagner une ou deux secondes. Les jantes à profil haut peuvent agir comme une voile dans des vents latéraux idéaux et pousser le cycliste vers l’avant au lieu de le ralentir. En outre, moins de rayons signifie moins de tourbillons d’air à freiner et donc un meilleur aérodynamisme.

Les roues à profil haut sont légèrement plus lourdes que les roues à profil bas et moins stables par grand vent latéral. Il convient donc de bien réfléchir à l’usage que vous souhaitez faire de votre vélo de route.

Forme du cadre

Les avis divergent sur la forme du cadre. Un cadre à tubes ronds résiste-t-il mieux aux vents latéraux qu’un cadre en carbone ? En gros, on peut dire : à grande vitesse, un cadre en carbone spécialement adapté mène la course. Grâce à son profil aérodynamique, il glisse plus facilement dans le vent que les tubes ronds de grande section. Les fixations et les systèmes de freinage doivent être intégrés de manière complémentaire et recevoir le moins possible de courant d’air

Conclusion

La position assise est l’élément principal dans la lutte contre la résistance à l’air. Les autres facteurs mentionnés intéressent surtout les coureurs de contre-la-montre, pour qui chaque seconde compte sur les longues distances. Si les facteurs mentionnés sont respectés, il est possible d’économiser entre 70 et 80 watts. Pour une distance de 40 km, cela représente 6 à 10 minutes.