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7  FACTEURS D'OPTIMISATION AÉRODYNAMIQUE

En cyclisme, différentes forces s'opposent à l'avancement du cycliste et de son vélo, limitant ainsi sa vitesse de déplacement. À vitesse élevée (plus de 40 km/h), la traînée aérodynamique est la plus importante de toutes ces forces. 

 

Pour se représenter son importance, il faut savoir que 90% de la puissance produite par un cycliste sert à vaincre cette résistance. L'aérodynamisme est une problématique de premier plan pour la recherche en cyclisme, l'objectif principal étant d'améliorer les performances. Arrêtons-nous sur sept voies empruntées par les meilleurs athlètes et qui peuvent servir aux pistards de tous niveaux.

 

1. La géométrie et les caractéristiques du vélo

Contrairement à son équivalent sur la route, un vélo de piste à un pignon fixe et pas de frein, ce qui signifie que les coureurs s'arrêtent en diminuant leur cadence de pédalage. L'axe du pédalier est plus élevé pour éviter que les pédales ne heurtent la piste dans les virages, dont la pente est particulièrement prononcée. Un angle plus fermé entre la tige de selle et le tube horizontal favorise la puissance. Les sprinters utilisent des guidons avec un cintre traditionnel tandis que les spécialistes du contre-la-montre utilisent des prolongateurs pour adopter une position plus aérodynamique. Un cadre aérodynamique permet également une bien meilleure pénétration dans l'air que des tubes ronds.

 

Les fabricants de vélos de piste sont tenus de respecter des règles édictées par l'UCI qui assurent – tout en permettant la poursuite du développement technologique – une compétition juste et équilibrée reposant en premier lieu sur la performance humaine et non sur les bénéfices apportés par la machine en elle-même.

 

 

2. Le choix des roues

L’utilisation de la roue pleine est de rigueur. Autorisées à l'avant et à l'arrière lors des épreuves contre la montre, elles offrent une meilleure aérodynamique, mais sont plus lourdes et moins maniables. Beaucoup de cyclistes choisissent d’ailleurs une roue avant à trois, quatre ou cinq bâtons, offrant un bon compromis pour fendre l'air tout en restant légers et réactifs.

 

 

3. La deuxième peau

La combinaison (skin) est la tenue la plus aérodynamique que le pistard puisse porter. Les combinaisons de pointe utilisent les matériaux et technologies les plus avancées pour réduire la force de traînée. Les tissus et coutures sont placés de manière stratégique, souvent après des tests en soufflerie. On estime que 80 % de la traînée créée par l'ensemble vélo-cycliste provient du coureur, ce qui souligne l'importance d'une combinaison qui épouse le corps.

 

Un cycliste peut économiser jusqu’à 30 watts (voire plus) s'il trouve le bon équilibre entre aérodynamique et confort.

 

Le Règlement de l'UCI garantit que les combinaisons n’altèrent pas la morphologie (silhouette) du cycliste et interdit tout accessoire non essentiel visant d’autres fins que la protection. Des changements dans la surface du vêtement doivent être réalisés en assemblant les tissus, par tissage ou couture, et le grain du textile (rugosité de surface) ne peut dépasser 1 mm.

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4. Les casques aéro

Les casques aérodynamiques sont utilisés depuis de nombreuses années pour améliorer la pénétration dans l'air par rapport à leurs équivalents ventilés, parfaits pour affronter de longues distances sur la route, mais qui vont perturber l'air et créer des traînées. La plupart des cyclistes sur piste utilisent des casques avec une pointe à l'arrière. Cela aide également à maîtriser les courants tant que le coureur maintient sa tête à l'horizontale pour maintenir la continuité entre la tête et le dos.

 

Beaucoup utilisent également des visières, pour renforcer les gains aérodynamiques, qui peuvent atteindre 25 watts.

 

5. Les chaussettes et couvre-chaussures

Les chaussettes et les couvre-chaussures aérodynamiques sont omniprésents au plus haut niveau, car elles permettent d'économiser quelques watts.

 

Les coureurs doivent cependant rester dans le cadre des Règlements UCI, qui stipulent que ces accessoires ne doivent pas dépasser le milieu du mollet.

 

6. Réaction en chaîne

Les chaînes spécialement traitées ou lubrifiées sont aujourd'hui très populaires en Coupe du Monde UCI. Bradley Wiggins a beaucoup fait pour leur popularité lorsqu'il en a utilisé une pour battre le Record de l'Heure UCI en 2015. La sienne avait été traitée par un lubrifiant spécial qui pouvait, affirmait-on alors, faire économiser 5 watts. Un tel produit est désormais accessible pour le grand public.

 

La chaîne reçoit des bains à ultrasons : les ondes créent des bulles qui vont d’abord nettoyer la chaîne avant de faire pénétrer le lubrifiant en profondeur pour réduire la friction entre les maillons et améliorer la transmission... ce qui favorise la vitesse !

 

 

7. Mesurer l'aérodynamique

Pour rouler vite, il faut vaincre la résistance de l’air avant tout. Le couple cycliste/vélo doit être le plus homogène possible. La position prend alors toute son importance lorsque l’on sait que pour doubler sa vitesse il faut développer 8 fois plus de puissance.

 

L’étude posturale apporte la position la plus aérodynamique. Associée à une étude d’optimisation biomécanique, elle procure le meilleur équilibre. 

 

Les cyclistes continuent évidemment à poursuivre le moindre avantage, même minime. Ils ont recours à des gants aérodynamiques, d'énormes chaînes et même des embouts pour leurs prolongateurs pour avoir l'avantage sur leurs rivaux. Tout cela participe de l'union entre athlète, machine et ingénierie pour des courses rapides et excitantes.

Source: Union cycliste internationale | Uci.ch et WattLab

(Survolez l’image afin de voir l’animation)
Mathias Guillemette, Athlète cycliste - Équipe canadienne d'endurance sur piste junior.

Casque aérodynamique

-7 secondes

Cadre aérodynamique

-2 secondes

Position "Tuck" surbaissée

-6 secondes

Roue à disque av.

-4,2 secondes

Guidon TT optimisé 

-12,2 secondes

Gain en seconde sur 4 km

Vêtements technologiques

-13,4 secondes

Roue à disque arr.

-4,2 secondes

L'étude posturale et le positionnement ont été effectués par Geoff Farnsworth, PosiVelo Bike Fit and Supply, de Montréal.
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