La recherche de performances cyclistes optimales repose sur une question philosophique fondamentale concernant la conception des vélos. Quel facteur, la légèreté ou l'aérodynamisme, revêt la plus grande importance ?

Les ingénieurs et les cyclistes sont confrontés à cette énigme séculaire alors qu'ils négocient le délicat équilibre entre la perte de kilos pour les randonnées en côte et la garantie que le vélo et le cycliste soient aussi lisses que possible pour donner la priorité à l'aérodynamisme sur terrain plat.

L'importance de l'aérodynamisme augmente à mesure que l'on se déplace plus vite. Inversement, une pente plus raide entraîne des réductions de poids plus importantes lors d'une montée.

Il existe donc un point de basculement ou un gradient de vitesse entre les deux où l’équilibre passe de l’un à l’autre.

En général, pour les cyclistes experts, ce point de basculement se situe à une pente d'environ 7.5 %. Les amateurs roulent plus lentement, c'est pourquoi le point de basculement est également plus bas, généralement à environ 4.5 %.

L’aérodynamisme est devenu plus crucial que le poids dans la plupart des conditions de cyclisme.

Il s'agit d'une simplification importante, mais il reste encore beaucoup à apprendre sur la manière de prioriser ces deux éléments pour qu'ils correspondent à votre style de conduite et même à votre stratégie dans une course de vélo grâce à votre sélection d'équipement. Dans ce guide, nous explorerons les sujets suivants.

Léger ou aérodynamique sur terrain plat

Jean-Paul Ballard, aérodynamicien et ingénieur expérimenté, est le cofondateur de Swiss Side après avoir passé plus de 14 ans en Formule XNUMX. Il apporte une richesse de connaissances en aérodynamique au cyclisme.


À partir de vitesses aussi basses que 9 km/h (15 mph), la traînée aérodynamique est le principal obstacle auquel un cycliste est confronté, note Ballard.


D'une manière générale, un équipement plus léger est plus avantageux lors des randonnées en montagne.

Mais qu'en est-il d'une vitesse moyenne de 16 km/h lors d'un Gran Fondo ou d'une course sportive vallonnée ? Quel facteur, le poids ou l'aérodynamisme, a le plus d'importance ?

Ballard affirme que « à 16 km/h, l'aérodynamisme l'emporte clairement sur le poids », et insiste sur la suprématie de l'aérodynamisme à cette vitesse. Nos simulations sophistiquées à Swiss Side peuvent le démontrer.

Ballard propose une étude de cas particulière pour étayer son argument :

En roulant à une vitesse moyenne de 16 km/h, imaginez une simulation de trajet de 25 km avec 75 120 mètres de dénivelé. Un cycliste de 3,280 kg sur un vélo de 1,000 kg produira généralement environ 80 W.

« Comparons l'impact d'une amélioration aérodynamique de 5 % sur le vélo à une perte de poids de 5 % sur le vélo. C'est comme choisir entre un jeu de roues aérodynamiques et un jeu de roues d'escalade légères.

Dans ce cas, quelle alternative permet de gagner le plus de temps ?

Réduire le poids du même pourcentage permet de gagner seulement 20 secondes ; réduire la traînée aérodynamique de 5 % entraîne une réduction du temps de 3 minutes et 30 secondes.

En d’autres termes, l’aérodynamisme est bien plus important pour les cyclistes sur un terrain généralement plat que la réduction de poids.

Légèreté vs aérodynamique dans les montées

En dehors des arrivées au sommet ou des contre-la-montre en montée, un vélo aérodynamique est presque toujours le choix le plus rapide sur l'ensemble d'un parcours.

Cela reste vrai même lorsque l'on roule sous la protection du peloton, car la diminution de la traînée démontre toujours une valeur significative.

Du point de vue d'un cycliste professionnel, Ballard souligne que dans les montées avec une pente moyenne de 7.5 %, le point de basculement se situe à partir duquel le poids du vélo devient plus important que l'aérodynamisme.

Étant donné leur vitesse généralement plus lente, les coureurs amateurs ont un seuil plus bas, environ 4.5 %.

Ces révélations ne sont toutefois que des généralisations. Les individus varient selon les gradients spécifiques pour lesquels le poids domine l'aérodynamisme.

Cependant, les données globales indiquent qu'un vélo léger et moins aérodynamique n'est utile que dans les contre-la-montre en montée ou les courses qui se terminent en montagne.

L'importance du poids du vélo est particulièrement importante lors des accélérations et sur les pentes raides. La pratique sur route a souvent tendance à exagérer ses effets.

Pourquoi en est-il ainsi ? Le poids est un élément concret à prendre en compte. Le poids d'un vélo devient immédiatement visible dès qu'on le conduit. De nombreux cyclistes en font l'expérience régulièrement.

En revanche, il est plus difficile de repérer un vélo aérodynamique. L’évaluation de l’efficacité aérodynamique nécessite des techniques plus avancées, notamment des logiciels de calcul de dynamique des fluides (CFD) ou des essais en soufflerie.

Contrairement au poids, l’aérodynamisme ne peut pas être évalué rapidement en saisissant simplement le vélo d’un ami avant une sortie.

Que sont les vélos aérodynamiques ?

Le SystemSix est le vélo de route aérodynamique phare de Cannondale. Crédit : Cannondale

Les vélos aérodynamiques privilégient une résistance minimale au vent. Étant donné que 85 % de la résistance à laquelle un cycliste est confronté est son propre corps, il souhaite être aussi efficace que possible.

Les vélos aérodynamiques peuvent avoir un tube de direction plus court pour minimiser le profil frontal et ainsi atténuer cette résistance.

Les vélos aérodynamiques présentent généralement un cadre plus long, exprimé horizontalement du centre de l'axe du boîtier de pédalier au tube de direction, en plus d'un tube de direction plus court. Cette portée permet de comprendre l'utilisation prévue du vélo.

Il est absolument essentiel de différencier la portée du cadre de celle du cycliste. Le réglage de la portée du cycliste (la distance entre la pointe de la selle et le centre du guidon) nécessite soit une potence plus longue, soit un recul de la selle plus important.

La géométrie agressive des vélos aérodynamiques peut être difficile pour les cyclistes ne disposant pas de la force ou de la flexibilité nécessaires pour maintenir la posture idéale.

Sans la capacité d’acquérir en douceur cette position abaissée, les avantages aérodynamiques s’estompent et le risque de blessure augmente.

Les vélos aérodynamiques défient également les règles de l'UCI avec des profils de tubes qui suivent un rapport de 3:1 : pour chaque centimètre de profondeur, ils peuvent mesurer jusqu'à trois centimètres de long.

Ces tubes, avec leur bord d'attaque effilé et leur queue profilée, sont destinés à couper le vent. La « queue » du tube se tronque parfois, imitant une queue sculptée sous différents angles de vent.

Ces vélos présentent des formes de cadre distinctes, angulaires et agressives. Les vélos aérodynamiques ont parfois des tubes supérieurs droits et plats, contrairement aux tubes supérieurs inclinés des vélos légers et d'endurance pour un confort accru.

Cette conception abaisse le profil frontal et augmente la rigidité en réduisant la distance entre la connexion du tube de selle et le siège.

Bien qu'ayant la même géométrie et les mêmes spécifications, le matériau supplémentaire requis pour ces conceptions aérodynamiques rend généralement ces vélos plus lourds que leurs homologues légers.

Bien qu'ils ne soient autorisés que pour les étapes de contre-la-montre et non en course ordinaire, les vélos de contre-la-montre sont les plus aérodynamiques de tous.

Les amateurs de cyclisme trouveront peut-être l'illustration la plus graphique sur les étapes de contre-la-montre raides, comme l'étape 16 du Tour de France 2023.

Après avoir débuté l'étape sur un vélo de contre-la-montre, Tadej Pogačar a ensuite subi un échange frénétique et pré-planifié vers un vélo de route léger alors que la course montait une colline importante.

Cela dit, Pogačar a été impressionné par Vingegaard sur l'étape même si le coureur danois est resté avec son vélo de contre-la-montre !

Que sont les vélos légers ?

Le Flyee Le Road Bike est le vélo de route léger d'ICAN

Tout en maintenant un équilibre dans les caractéristiques de performance, les motos légères visent à être aussi légères que possible.

Généralement choisis par les coureurs du classement général et les chefs d'équipe, les vélos légers équilibrent les qualités uniques des vélos aérodynamiques et d'endurance en termes de confort, de rigidité et de maniabilité.

Bien qu'ils ne soient pas aussi confortables que les vélos d'endurance, ils offrent généralement un meilleur confort que les vélos aérodynamiques.

Malgré leur poids qui les rend plus agiles, leur maniabilité est similaire à celle des vélos aérodynamiques.

Les vélos légers sont conçus autour de tubes minces qui offrent un compromis entre durabilité et rigidité sans ajouter de poids excessif. Cette finesse absorbe les vibrations de la route pour une conduite plus fluide et permet une certaine flexibilité.

Grâce à des types de carbone particuliers ou à des couches de fibres supplémentaires, ces vélos présentent généralement une rigidité améliorée dans des endroits cruciaux comme le boîtier de pédalier, le tube de selle, le tube de direction et les bases, optimisant ainsi l'équilibre entre légèreté et résistance.

Bien que leur rapport rigidité/poids soit plus avantageux, les vélos légers ne sont peut-être pas aussi rigides que les vélos aérodynamiques.

Avec leurs tubes plus larges, les vélos aérodynamiques sont plus lourds mais plus rigides. Avec un poids légèrement inférieur, les vélos légers parviennent à offrir une rigidité similaire.

Selon leur gamme de modèles, les fabricants de motos légères varient dans leur géométrie.

Certains, qui ont des gammes distinctes pour les vélos aérodynamiques, d'endurance et légers, peuvent se tourner de manière plus agressive vers leurs modèles légers. D'autres peuvent proposer une géométrie plus décontractée, en particulier si leur sélection ne comprend pas de vélo d'endurance spécifique.

La géométrie des vélos légers, y compris les vélos polyvalents actuels, peut varier considérablement.

Que choisissent les pros ?

Les cyclistes professionnels sponsorisés par Cervélo, comme Vingegaard de Jumbo-Visma, ont l'avantage de pouvoir choisir leur équipement en fonction de l'étape de la course.

Soulignant son objectif de couper efficacement le vent, Vingegaard a roulé sur le Cervélo S5, un vélo de route au design aérodynamique dont les caractéristiques rappellent le vélo de contre-la-montre Cervélo P5, au début du Tour de France de cette année.

Pour les étapes de haute montagne, Vingegaard a opté pour un vélo d'escalade léger, le Cervélo R5.

Ce vélo s'oriente vers un design plus classique, mettant l'accent sur un faible poids et une excellente rigidité pour de meilleures performances dans les longues montées, même s'il intègre toujours des composants aérodynamiques.

Même si l'étape dans son ensemble peut favoriser un vélo aérodynamique, des préoccupations stratégiques pourraient amener un cycliste professionnel à choisir une configuration légère pour les montées.

En effet, les moments les plus décisifs de la course, notamment dans les parties les plus raides, sont susceptibles de se produire dans les montées. Par conséquent, les coureurs pourraient choisir leurs outils pour donner la priorité à la performance dans certains moments clés de la course plutôt qu'à l'étape dans son ensemble.

Si la course comprend une arrivée au sommet, elle se déroulera probablement sur une étape majoritairement plate, avec une montée importante (ou de nombreuses montées) vers la conclusion.

Poids et aérodynamisme des roues de vélo