Lorsque la route devient raide, les effets aérodynamiques du dessin disparaissent-ils ? Un cycliste enquête…
Il n'est pas difficile d'imaginer le scénario: vous êtes à mi-chemin de l'Alpe d'Huez, essayant désespérément de rester en contact avec la roue devant vous. Les poumons brûlent, le rythme cardiaque grimpe, votre corps réclame un répit.
Donc, cela vaut-il vraiment la peine de s'accrocher à tous ces efforts alors que le draft pendant une ascension ne peut apporter que le plus petit des avantages ?
Les effets d'économie d'énergie du dessin sur le plat sont bien connus, mais les avantages quantitatifs d'être derrière les coureurs dans une montée sont relativement sous-estimés.
« Il n'y a pas beaucoup de données objectives à ce sujet, car les effets du drafting sont difficiles à étudier », explique Damon Rinard, technologue cycliste senior chez Cervélo.
‘Nous avons des souffleries pour étudier la traînée aérodynamique sur les coureurs individuels, et des études de vélodrome pour mesurer le drafting dans une poursuite en équipe – mais appliquer cela aux montagnes est difficile.’
Retour aux fondamentaux
Il est temps de revenir à l'essentiel. En fin de compte, les avantages aérodynamiques dépendent de la vitesse, qui diminue rapidement lorsque vous montez une côte.
« En cyclisme, les trois forces à vaincre sont la résistance à l'air, la résistance au roulement et la gravité », explique Matt Williams, spécialiste en aérodynamique chez McLaren Applied Technologies.
« Sur un terrain plat, toute la puissance sert à surmonter la traînée et la résistance au roulement, mais lorsque vous commencez à monter, la force du poids qui résiste au mouvement augmente assez rapidement », dit-il.
‘Pour un effort donné, vous allez plus lentement, parce que vous utilisez plus cet effort pour vaincre la gravité, et moins pour avancer.’
Et à mesure que la vitesse diminue, la résistance de l'air diminue également. Cela peut être exprimé comme suit: Fd=½ rv2CdA (où r=densité de l'air, v=vitesse, Cd=coefficient de traînée et A=surface frontale), ce qui signifie que la relation entre la vitesse et la traînée est exponentielle.
«La force de traînée est proportionnelle à la vitesse au carré, donc la force change beaucoup avec tout changement de vitesse», explique Rinard.
'À des vitesses de montée typiques de 15 à 20 km/h, la résistance au vent a déjà considérablement diminué, et à environ 12 km/h, c'est le point autour duquel la résistance au vent est à peu près équivalente à la résistance au roulement des pneus.'
Tout cela signifie qu'il y a beaucoup moins de possibilités d'économiser de l'énergie en remontant une pente, car la force contre le cycliste est tellement plus faible.
« Votre vitesse chute assez rapidement, donc les avantages aérodynamiques diminuent », déclare Williams.
Compte rendu
Alors, quelles sont les économies d'énergie disponibles sur les collines ? "Sur le plat, vous utilisez peut-être 300 watts pour surmonter les forces aérodynamiques, par exemple - et si vous en économisez un tiers grâce au dessin, c'est 100 watts de moins", explique Williams.
Mais sur une pente de 6 %, jusqu'à 80 % de l'énergie peut être utilisée pour résister à la gravité, avec seulement 10 % contre la résistance de l'air.
‘Si vous n’utilisez que 30 watts pour surmonter la traînée aérodynamique, même si vous économisez encore un tiers, vous n’économisez que 10 watts.’
En fait, les économies réelles pourraient être encore plus faibles. « Mettre des chiffres dessus est la partie la plus difficile », dit Rinard.
‘Il a été mesuré que le dessin réduit la puissance requise de 30 % à 50 %, mais c’est à des vitesses normales sur terrain plat.
Pour grimper, la puissance est plus élevée et les vitesses sont plus faibles, donc les économies en termes de force de traînée sont également plus faibles - mais ce n'est pas facile à quantifier.'
Néanmoins, David Swain, professeur de sciences de l'exercice à l'Université Old Dominion en Virginie, affirme qu'il est toujours probable qu'il y ait un effet de rédaction, aussi minime soit-il.
‘Les coureurs en bénéficient clairement à 15 mph, puisque le mile de quatre minutes a été rompu pour la première fois avec l’aide de la rédaction, et ils semblent en bénéficier même au rythme du marathon’, dit-il.
‘Il y aura un coût énergétique réduit aux vitesses de montée en vélo, tant que la pente n’est pas trop raide pour forcer un rythme de marche.’
Éteindre le courant
Et plus vous pouvez mettre de puissance totale dans le système, ou plus vous êtes léger, plus les avantages sont importants - ce qui explique pourquoi les pros restent si proches les uns des autres en montagne.
'Pour la plupart d'entre nous qui montons une montée de 8%, nous n'allons qu'à 8 ou 9kmh - et à cette vitesse l'avantage est négligeable', déclare Tony Purnell, professeur d'ingénierie à l'Université de Cambridge et responsable du développement technique chez British Cycling.
‘Mais si vous montez comme Vicenzo Nibali, c’est une circonstance différente. À 20 km/h, c'est un avantage technique tangible.'
'Lorsque la pente dépasse 5 % ou 6 %, ce qu'ils économiseront est faible, mais c'est le genre de montant que les fabricants de vélos chercheraient à économiser dans la conception de l'équipement - ce n'est donc en aucun cas insignifiant, ' ajoute Williams.
‘Dans le cadre d’une course par étapes de trois semaines, les coureurs professionnels recherchent toutes les opportunités pour économiser de l’énergie.’
Faire des gains
Les équipes professionnelles cherchent désormais à mieux quantifier les avantages du drafting en mesurant en temps réel la vitesse effective du vent sur tout le corps, ce qui peut être difficile à prévoir en montagne.
« Ce qui est nécessaire, et qui vient tout juste d'être disponible, ce sont des capteurs numériques de vitesse de l'air et de direction du vent sur le vélo », déclare Rinard.
'Mavic utilise un capteur de vent, et nous avons un instrument appelé l'Aerostick qui mesure la vitesse de l'air apparente, la direction du vent et la trajectoire du pilote, la puissance et la vitesse, et enregistre cela seconde par seconde.
‘Mais cette technologie est relativement nouvelle depuis environ trois ans, et la plupart des données qu’elle contient sont toujours entre des mains privées.’
Il semble certainement que le repêchage est la voie à suivre – et cela sans tenir compte des avantages tactiques et psychologiques supplémentaires de pouvoir lancer une attaque par derrière ou de laisser vos coéquipiers régler le rythme.
« Avoir une roue amicale peut faire une différence cruciale sur le plan psychologique », déclare Purnell. "Et les montées sont rarement une pente constante - vous voulez donc être sur la roue de quelqu'un pour les parties les plus plates, où il y a vraiment un avantage significatif."
Pour nous, simples mortels, il y a peut-être une considération. "Vous devez savoir de quoi vous êtes capable, car le drafting signifie rester à la même vitesse que le pilote devant vous", déclare Purnell.
Suivez votre propre rythme
‘Les gens disent souvent: « Grimpez à votre rythme », et cela a du sens. Vous pourriez obtenir un avantage énergétique grâce à la rédaction, mais si c'est trop rapide, vous irez dans le rouge et soufflerez. '
Pour le dire en chiffres, à 20 % de pente, un cycliste moyen de 70 kg produisant 300 watts parcourra un peu plus de 6 km/h, à ce moment-là, la résistance de l'air est négligeable et la rédaction est peu préoccupante par rapport au simple maintien du mouvement vers l'avant.
Mais Rinard partage le point de vue du coureur: "Ça vaut toujours la peine d'être repêché", conclut-il. «Et si vous ne rédigez pas, il vaut mieux qu'il y ait une raison de ne pas le faire. S'il y a une ligne d'arrivée vers laquelle sprinter ou une attaque à effectuer, alors ce sont toutes des raisons valables.
‘Mais la rédaction aide, sauf si vous avez une raison de ne pas le faire. Même si c'est un petit montant, c'est gratuit, alors pourquoi ne pas le prendre ? »
