Les équipements dans l'aérodynamisme du cyclisme, la résistance dans l'air
→ Comment minimiser la traînée aérodynamique
Introduction :
Pour commencer la traînée aérodynamique est composée de 2 formes : la traînée de pression (différence de pression entre l'avant et l'arrière du corps du cycliste) et la traînée de frottement (c'est une résistance qui est générée par le contact des molécules du fluide directement sur la surface du corps en mouvement). L'aire frontale effective est le paramètre le plus important pour caractérisée la traînée aérodynamique.
Les équipements du cycliste vont avoir une importance fondamentale dans l'aérodynamisme du cycliste. Il y a de nombreux équipements que peuvent porter les cyclistes, certains vont diminuer l'aérodynamisme plus que d'autres, sur certains on va pouvoir parler d'une échelle très petite (les microsecondes) → comme la pilosité du cycliste. Alors que sur d'autres équipements (et pas que) on va ici pouvoir parler de secondes → comme la silhouette du cycliste ou encore
12 moyens de favoriser l’aérodynamisme :
1- une tenue de vélo ajustée au cycliste
2- un casque aérodynamique
3- un vélo aérodynamique
4- monter des roues de vélo aérodynamique
5- une position aérodynamique
6- un cintre aérodynamique
7- des chaussures de vélo aérodynamique
8- des pédales de vélo aérodynamiques
9- des bidons plus petits, un kit de secours compact
10- un compteur vélo dans le prolongement du cintre
11- une silhouette svelte
12- s'épiler les jambes, raser la barbe, plus un poil.
1- c'est le plus important, car il est inutile d'avoir un très bon vélo si on a un coup-vent sur le dos.Alors pour favoriser l'aérodynamisme, il faut prendre une tenue qui moule le cycliste, une tenue qui ne flotte pas et qui permet donc au vent de glisser sur le cycliste sans se bloquer sur lui et donc lui faire gagner en aérodynamisme. Il faut que la tenue moule tout le corps, donc le plus souvent, ce sera les tenues 1 pièce qui seront les plus adaptées.
2- pour le casque, il est préférable de mettre un casque de contre-la-montre (dit casque aérodynamique) plutôt qu'un casque basique. En effet, le casque aérodynamique va être bas et de forme allongé, ce qui va donc permettre au vent de glisser sur lui sans se coincer dedans. Le casque sera pointu vers l'arrière pour pouvoir créer la direction du vent.
3- un des éléments les plus importants va être évidemment le vélo. Depuis peu, les vélos avec des cadres et des matériaux qui favorisent l'aérodynamisme sont en vente, par rapport aux anciens vélos qui étaient totalement basiques. Les vélos aérodynamique seront profilés pour pouvoir gagner de la vitesse et donc être plus rapide. Les chercheurs et scientifiques spécialisés dans le travail du vélo vont donc chercher des méthodes pour changer les fibres afin qu'elles soient les plus solides possible tout en étant très légères pour que le vélo ne soit pas lourd, car plus le vélo sera léger, plus il sera rapide. Les technologies seront identiques à celles de l'automobile et à celles de l'aéronautique. Mais forcément, les prix des meilleurs vélos aérodynamiques seront très très hauts et seront le plus souvent exploités par les cyclistes professionnels qui vont chercher à avoir des vélos à la pointe de la technologie.
4- les roues sont des éléments très importants car c'est elles qui déterminent aussi la vitesse, la pris de l'air, l'aérodynamisme en général. Pour un vélo optimal, il faut que l'ensemble pneus-roues soit le meilleur possible. Rien ne sert d'avoir un bon cadre si les roues et pneus sont basiques. Par contre l'inverse peut être encore possible même si ce n'est pas optimal, un cadre basique avec des pneus-roues aérodynamiques va être possible et va tout de même favoriser l'aérodynamisme du cyclisme.
5- Pour favoriser l'aérodynamisme, il faut que le cycliste soit couché sur le vélo, car si il est le buste droit, le vent va tout de même se prendre dans son corps, alors que si il est allongé, le vent va glisser sur son corps.
6- Pour pouvoir être plus aérodynamique, il faut combiner cintre avec potence car c'est la partie du cadre qui va rentrer en première dans l'air. Chez certains constructeurs, il est déjà installé à l'achat, alors que chez d'autres, il faut le rajouter par la suite. Cette partie permet au vélo de rentrer plus facilement dans l'air.
7- Pour que les chaussures soient plus aérodynamiques, il faut mettre des sur-chaussures qui sont très fines par-dessus sa chaussure, il y en a des de différentes formes comme le vélo ou le casque afin que l'aérodynamisme corresponde au maximum aux envies du cycliste.
8- Pour que les pédales soient le plus aérodynamiques possible, il faut que le dessous de la pédale soit compact et lisse. Il faut qu'elles soient le moins lourdes possibles mais aussi qu'elles puissent réduire la trainée aérodynamique.
9- Il faut adapter son bidon en fonction de son cadre pour diminuer la traînée aérodynamique. Il ne faut pas négliger l'hydratation pour pouvoir avoir plus d'aérodynamisme car ça peut mettre la vie du cycliste en danger. Certaines gourdes sont spécialisées dans l'aérodynamisme. Parfois les cyclistes ont aussi un kit de secours sous leur selle, mais il faut bien faire attention à ce qu'il ne dépasse pas pour que l'air ne s'accroche pas dedans. Il existe des petites trousses pour pouvoir ranger son équipement.
10- Pour que l'aérodynamisme du vélo ne soit pas diminuer à cause du compteur vélo, on attache le compteur vélo dans le prolongement du cintre afin que l'air puisse glisser dessus. On peut notamment rajouter des supports afin qu'il ne laisse pas de traînée aérodynamique. Sur le dessus du cintre, le compteur vélo va offrir une résistance alors que si on le place sur le devant du cintre, il ne va pas présenter de résistance.
12- Une étape (très) importante dans le vélo pour diminuer au maximum l'aérodynamisme est bien sûr le cycliste. Il faut que la position de celui-ci sur le vélo soit impeccable, il faut une silhouette svelte. Le gabarie (poids, taille) du cycliste ne va pas avoir une grande importance dans l'aérodynamisme, il ne faut juste pas être trop large ni avoir trop de formes, c'est la silhouette, la position du cycliste sur son vélo qui va avoir une grande importance. Perdre quelques petites rondeurs va être aussi perdre quelques formes sur le côté, donc perdre de la largeur, et donc le vent va moins se prendre dans le corps du cycliste et donc la traînée aérodynamique va être moins importante donc plus d'aérodynamisme → plus de vitesse.
13- Une autre étape importante, mais ici à échelle plutôt réduite, va être la pilosité du cycliste. En effet, il faut raser sa barbe, s'épiler les jambes, les bras. Notamment pour des questions de sécurité, un cycliste qui n'a pas de poils est bien mieux qu'un cycliste qui a des poils en cas de chute et d'intervention urgente. Donc, un cycliste qui n'a pas de poils va mieux glisser dans le vent qu'un cycliste qui a des poils. On parle par contre ici de microsecondes, les cyclistes ne vont pas forcément tous s'épiler les jambes et la barbe, mais à haut niveau, chaque secondes/microsecondes gagnées vont être précieuses, notamment sur une étape de contre-la-montre. Alors la plupart des cyclistes vont s'épiler les poils pour diminuer la prise dans le vent, la traînée aérodynamique.
Méthodes d'épilation → la cire qui est efficace mais qui est douloureuse (durée de rasage de 30 jours, drainage du sang, la repousse est douce,les poils sont moins durs et repoussent moins nombreux au fil des années).
→ La crème dépilatoire est comme le rasoir réservé aux douillets, elle est chère, les poils vont repousser rapidement, le temps de rasage est plutôt long, l'odeur n'est pas forcément très agréable et les poils ne repousseront pas doux.
→ Expérience sur la surface effective :
La deuxième expérience que nous avons réalisée a pour but de montrer l’importance de la surface effective, c’est-à-dire la tenue du cyclise. Pour ce faire, nous avons utilisé le même protocole que l’expérience dans laquelle nous démontrions l’importance du coefficient de traînée aérodynamique mais nous avons cette fois ci fait varier la tenue et non la position. Nous avons commencé par une tenue avec un jogging ample et une grosse doudoune large qui est censé prendre beaucoup l’air donc avoir une surface frontale effective importante, puis nous avons utilisé un jogging et un t-shirt qui colle au corps qui a pour but de réduire la surface frontale effective. Nous nous attendons à ce que le temps soit plus faible avec la tenue qui colle au corps. La moyenne des quatre temps avec la tenue ample est de 16,06s sur 50 mètres. La moyenne des quatre temps avec la tenue qui colle au corps est de 15,85s sur 50 mètre. La différence entre les deux temps n’est que de 21 dixièmes de secondes. Pour nous rendre mieux compte de la différence, nous avons effectué la même convention que pour la première expérience mais sur une distance de 10km. Ce qui fais passer cette petite différence à 42 seconde, qui est moins conséquente que la première expérience mais qui est tout de même signifiante car si le cycliste porte une tenue qui lui colle au corps, ses performances n’en seront que meilleur pour les mêmes raisons que pour la première expérience, c’est-à-dire un gain de temps et d’énergie, donc une amélioration des performances.