Résistances aérodynamiques
La résistance aérodynamique est composée de 2 forces :
- La force de portance Effet de la force de portance et
de traînée sur un cycliste
- La force de traînée → traînée de frottement et de pression.
Dans le cyclisme, du fait de vitesses importantes de déplacements, la force de portance est considérée comme très minime. De ce fait, la résistance aérodynamique sera assimilée à la force de traînée aérodynamique.
Le phénomène de force de traînée est dû à la corpulence d’un objet, en effet l’exemple entre une voiture et un camion de forme carré, la carrosserie plus affinée de la voiture aura une force de traînée nettement inférieur à celle du camion, la voiture offre moins de résistance à l’air que le camion.
Une voiture Un camion
La résistance aérodynamique représente 90% des résistances totales à l’avancement du cycliste. La mesure de la résistance aérodynamique a pour but d’améliorer les performances des cyclistes. Plus le cycliste se déplace rapidement, plus il rencontrera des résistances.
La traînée de pression représente l’essentiel des résistances aérodynamiques. Ce phénomène est dû à une pression différente entre l’avant et l’arrière du corps. Le schéma ci-dessous montre l’asymétrie de pression de l'air entre l’avant et l’arrière du corps en mouvement. En effet, à l'avant du corps, la pression de l'air devient plus importante qu'à l'arrière du corps, alors un mouvement de turbulence se crée à l’arrière alors qu’un mouvement de surpression se crée à l’avant, ce qui entraîne ce phénomène de traînée de pression.
schéma d'un objet représentant un cycliste,
montrant l'effet de la trainée de pression sur l'objet
Tandis que, la traînée de frottement est une infime partie des résistances aérodynamiques, le frottement est considéré comme négligeable. Ce phénomène est dû à l’air situé à proximité des parois de l’objet en mouvement, ce sont les frottement de l’air sur l'objet qui ralentissent l’objet en mouvement. En effet l'air en contact immédiat avec le corps ne glisse pas, elle s'y attache à cause du frottement. La traînée de frottement dépend essentiellement de la taille et de la rugosité de la paroi.
En effet, si la surface du corps est rigide, épais alors le corps subira très peu cette trainée de frottement.
La résistance aérodynamique (Ra) est proportionnelle :
- au carré de la vitesse d'écoulement du fluide sur le corps (vf) en mètre par seconde (m/s)
- à la masse volumique à l'air (p) en kilogramme par mètre cube (kg/m-³)
- à l'aire frontale projetée (Ap) en m²
- au coefficient de traînée aérodynamique (Cd) sans unité
