L'air est mince à la vitesse de marche. Mais il semble devenir plus épais à mesure qu'un cycliste accélère. Tenter de maintenir une vitesse supérieure à 40 km / h devient une bataille contre la nature. Et les vitesses supérieures à 50 km / h sont strictement réservées aux champions du monde. Il y a un nom pour la résistance de l'air qui se construit en fonction du carré de la vitesse - cela s'appelle la traînée.
Et il est mesuré par un nombre, le coefficient de traînée. Le chiffre pour un gros bus à façade carrée est de 0.8. Un bon vélo de route plus un pilote génère plus de traînée à 0.88 - mais avec des barres aérodynamiques, il bat le bus, à 0.70. Le chiffre pour une sphère est de 0.47, un oiseau volant de 0.40 et une automobile Tesla simplifiée de 0. 24. Mais le champion naturel est le dauphin, avec un coefficient de traînée sous l'eau mouillée de 0.0036.
La faible traînée du dauphin repose sur trois facteurs: la forme, la douceur et la zone frontale. Les ingénieurs de vélo se concentrent sur les mêmes aspects dans leur recherche d'un cycle qui fendra l'air comme une balle. Malheureusement, les êtres humains ne sont pas en forme de balle, ce qui signifie que le cavalier génère jusqu'à 80% de la traînée. En s'efforçant de réduire la traînée à la taille, un cycliste qui rivalise contre la montre peut imiter le dauphin - avec un casque profilé, une combinaison lisse et une position sur le vélo qui présente une zone frontale plus petite au vent.
Supposons que votre course préférée est un contre-la-montre de 40 km. Vous pouvez gagner jusqu'à trois minutes de votre temps en utilisant une tige plus longue et des barres en corne de taureau. Vous présenterez une zone moins frontale avec des bras plus plats et le flux d'air s'accélérera sur votre dos abaissé. Attention, nous ne parlons pas de confort ici, alors habituez-vous à votre nouvelle position TT. Des barres à clipser Aero avec des bonnets pour soutenir vos avant-bras seraient la prochaine étape logique. La zone frontale est tellement rétrécie avec vos coudes rapprochés, que les barres pourraient prendre jusqu'à deux minutes de votre record personnel pour votre parcours préféré de 40 km. Vous vous habituerez bientôt à diriger avec votre corps la plupart du temps, en utilisant les cornes de taureau uniquement pour vous éloigner de la ligne de départ, ainsi que des virages et des montées techniques difficiles.
D'accord, alors maintenant, l'avant du cockpit ressemble à un caribou avec des bois, mais vous avez un nouveau record personnel dont vous pouvez vous vanter. Nous avons la forme optimale, et maintenant nous devons penser à la surface. Un bon casque profilé et une combinaison de peau pourraient vous ramener à la maison deux ou trois minutes plus tôt. Dans les années XNUMX, les coureurs cyclistes portaient des maillots de laine froissés, avec des poches partout et des tubulaires de rechange accrochés à la poitrine. Cela ressemble à une recette pour la traînée créée par la turbulence, car chaque élément en saillie rompt le flux d'air de la couche limite sur le corps du cavalier. Aujourd'hui, la douceur est tout et les pros portent des casques intégraux à visière pour les sorties en solo.
Nous avons fait ce que nous pouvons pour réduire de 80% la traînée, et maintenant nous devons examiner les 20% restants, à savoir le cadre et les roues. Ici, on gagne des secondes plutôt que des minutes, selon le dicton d'un célèbre entraîneur britannique, Dave Brailsford: «l'agrégation des gains marginaux». Si vous faites de nombreuses petites pertes en traînée, elles se combinent pour créer un avantage utile.
Un moment clé de la révolution aéronautique est survenu en 1984 lorsque «Cecco» Moser a franchi la barrière de 51 kilomètres pendant une heure, dans l'air mince du Mexique. Chaque aspect de sa traînée avait été étudié dans une soufflerie, et des gains marginaux provenaient de barres en corne de taureau, de roues à disque, d'un costume de peau et d'un chapeau de peau, ainsi que de surchaussures. Une partie du kit de Moser est datée depuis lors. Aujourd'hui, son tube supérieur plongeant «funny bike» a trop de surface frontale pour plaire aux concepteurs, et un disque plus petit à l'avant pose des problèmes de maniabilité - en particulier par vent de travers. Un autre moment clé a été en 1989 lorsque Greg Lemond a battu Laurent Fignon dans le dernier petit contre-la-montre du Tour de France. Après des milliers de kilomètres, la marge du vainqueur était de huit secondes. Et certains commentateurs ont attribué la perte de Fignon à la traînée de sa coiffure en queue de cheval!
Alors que la révolution aéronautique commençait chez les cyclistes de base, les premiers éléments turbulents à être retirés du flux d'air étaient les câbles de frein. Fixés aux barres et alimentés à travers le cadre, ils ont donné une perte marginale de traînée et ont rendu la combinaison pilote-vélo quelques secondes plus rapide sur 40 km. Puis vint le cadre en carbone sculpté. La traînée de n'importe quelle conception pourrait être testée dans une soufflerie, et la forme a suivi la forme en cours qui se poursuit jusqu'à ce jour. En 2019, un vélo à cadre en carbone pour le budget d'un clubman a des caractéristiques de lutte contre la traînée qui auraient été impossibles il y a dix ans.
Les meilleurs vélos de contre-la-montre pro ne font aucun compromis pour le confort. Si vous pouvez vous permettre un tel vélo, il sera peut-être possible de réduire votre record personnel de quelques minutes. Chaque partie du cadre est conçue pour une section de voilure lisse et une zone frontale basse - c'est pourquoi le «tube supérieur» du cadre est horizontal. Pour réduire les turbulences, des composants tels que les freins sont à l'abri du vent derrière des parties du cadre. Un angle de tige de selle raide permet au pilote de «maîtriser son travail» dans une position profilée. Le «tube de selle» dévie le flux d'air en douceur de chaque côté de la roue arrière, tout comme les haubans courts et rigides. Et n'oublions pas une bouteille aérodynamique lisse, qui pourrait valoir 30 secondes sur 40 kms. Un vélo TT, avec des roues en carbone, des barres aérodynamiques et un pilote en combinaison et casque à visière, a donné un coefficient de traînée qui correspond presque à la Tesla: 0.244. C'était lors d'essais en soufflerie. L'UCI a interdit les mesures de traînée telles que la position «Superman» bras à plat vers l'avant, qui donnait un chiffre de traînée de 0.18. Mais il est difficile de voir où vous allez!
Nous arrivons maintenant aux composants rotatifs de la combinaison cycliste: manivelles, pédales et roues. La roue de vélo standard avec une jante caisson et 36 rayons est un cauchemar pour l'aérodynamicien. C'est un miracle de force, capable de supporter 300 fois son propre poids - mais, mon garçon - cela génère-t-il de la traînée! Procurez-vous une roue arrière à disque et vous franchirez la ligne jusqu'à une demi-minute plus tôt.
Un plus petit nombre de rayons plats aidera, mais le plus grand gain marginal sans disque provient d'une jante en carbone à section aérodynamique profonde - le plus profond sera le mieux. Il est conçu pour fonctionner comme une unité aérodynamique avec le pneu en place - une section en forme de larme. Une bonne paire de roues ICAN peut couper presque autant de traînée qu'un disque, avec la sécurité supplémentaire que la machine ne se contractera pas dans un vent de travers. Les recherches se poursuivent sur les roues en carbone, avec des conceptions prometteuses à trois et deux branches à jante profonde. Faites confiance à vos manivelles. Les plus grandes marques sont déjà optimisées pour maintenir la traînée aussi faible que possible. Utilisez des couvre-chaussures pour couvrir tout ce qui crée de la traînée lorsque vos pieds tournent à 85 tr / min. Et utilisez les plus petites pédales que vous puissiez trouver.
Lorsque vous planifiez le vélo de vos rêves, pensez petit. De nombreux petits changements donnent un gros résultat. Faible la zone frontale, la forme de la voilure et les surfaces lisses non turbulentes réduisent la traînée. Et moins de traînée signifie que vous avez un surplus de watts de puissance, ce qui se traduit par une vitesse plus élevée et de meilleures performances. Et ce n'est pas un problème, n'est-ce pas?
