Les vélos modernes sont conçus pour fonctionner au mieux à des angles de vent spécifiques, mais comment les fabricants savent-ils d'où viendra le vent ?
Les cadres et les roues Aero sont conçus pour optimiser la glissance de votre vélo dans les airs. Le problème, c'est que l'air ne le sait pas. Il ne cesse de changer de vitesse et de direction par rapport à vous sur votre vélo, ce qui signifie qu'un facteur important de l'aérodynamisme est rarement stable très longtemps - l'angle de lacet.
Pourtant, les fabricants affirment avoir optimisé leurs produits pour des gammes spécifiques d'angles de lacet, certains prétendant même avoir créé des formes de tube et de jante qui agissent comme des voiles, faisant avancer le vélo lorsque le vent le frappe sous l'angle correct. Mais avec la vitesse et la direction du vent et du pilote étant variables à l'infini, comment peut-il y avoir un angle de lacet "optimal", et plus important encore, qu'est-ce que c'est ?
Premièrement, comprenons le lacet. Imaginez attacher un fil de soie à votre tige de selle, puis partir pour un tour virtuel, plein nord. En supposant que la journée soit parfaitement calme et sans vent, le fil passera directement derrière vous, pointant plein sud, dans l'alignement de votre roue arrière.
Mais imaginez que le temps change soudainement et qu'un vent souffle de l'ouest. Cette nouvelle force agira sur le fil de soie, le poussant vers l'est et ouvrant un angle entre le fil et la ligne orientée vers le sud de la roue arrière.
C'est l'angle de lacet. C'est le résultat de la force du vent naturel combinée à la force du vent de face que vous vous créez en roulant vers l'avant.
Rétrécir les angles
De là, vous pouvez maintenant voir que même si le vent vient vers vous à angle droit, l'idée d'un pur vent de travers n'est que de l'air chaud.
Votre mouvement vers l'avant créera toujours un tirant d'eau et cette force, dans une mesure plus ou moins grande selon la vitesse à laquelle vous voyagez, contrera la direction du vent, poussant le fil et fermant efficacement l'angle de lacet de l'hypothétique angle droit avec quelque chose de nettement plus petit.
C'est pourquoi les équipes professionnelles n'ont jamais à rouler côte à côte pour se protéger lorsque les vents latéraux sont forts. Au lieu de cela, ils forment un échelon diagonal pour s'abriter.
Bien sûr, le vent, votre vitesse et la direction relative de l'un à l'autre changent constamment tout au long d'un trajet. Par exemple, à quelques kilomètres sur la route lors de votre trajet hypothétique, le vent d'ouest pourrait soudainement se lever et pousser encore plus vers l'est pour ouvrir l'angle de lacet plus largement.
Mais ce n'est pas tout. Imaginez que vous commencez une descente raide, où votre vitesse accrue augmente également le vent de face effectif que vous créez pour vous-même. Cette force désormais plus forte repousse le fil plus près de la ligne plein sud de la roue arrière et réduit l'angle de lacet. Ainsi, la vitesse affecte également l'angle de lacet: allez plus vite et l'angle de lacet diminue.
Alors maintenant, notre trajet fictif est terminé, mais il reste encore cette question de force de coup de vent: étant donné que la vitesse et la direction des coureurs et les vents qu'ils rencontrent sont variables à l'infini, comment les fabricants peuvent-ils dire le balayage des angles de lacet qu'ils ont choisi pour optimiser la forme aérodynamique de ses cadres et de ses roues est-il le bon ? Il est temps de tirer sur la brise avec les experts.
Travailler les angles
'Nous avons passé beaucoup de temps à tester différents athlètes - du cycliste occasionnel au professionnel - dans différentes disciplines et il est intéressant de voir à quel point la gamme est diversifiée ', déclare Chris Yu, responsable du groupe de technologie appliquée de Specialized.
‘Si vous regardez un sprinter WorldTour qui sort d’une roue dans les 200 derniers mètres d’une course, le lacet effectif est extraordinairement faible – proche de 0°. C'est parce qu'ils vont très vite, plus de 60 km/h, et que les lignes droites d'arrivée sont généralement bien protégées par des barrières et des foules, qui servent à bloquer tout vent de travers.
'D'un autre côté, si vous allez aux championnats du monde de Kona Ironman, ils remontent la côte hawaïenne, avec le vent soufflant sur l'eau, donc pour un groupe d'âge à Kona, les angles de lacet effectifs frappent jusqu'à 15° en cas de rafales. Les pros iront un peu plus vite, donc ils verront des angles de lacet allant jusqu'à 10° environ – peut-être des adolescents faibles », déclare Yu.
Sur la route
Ces chiffres ne sont pas que des suppositions, ils sont le résultat de l'installation d'instruments sur de vrais vélos et d'amener de vrais cyclistes à faire ce qu'ils font le mieux: rouler sur les routes.
Mio Suzuki de Trek dit: «Nous montons une sonde de pression sur un vélo, qui dépasse loin pour éviter tout air «sale» du vélo ou du cycliste. Nous avons échantillonné l'air autour de notre siège social dans le Wisconsin et l'équipe s'est également rendue en Arizona et à Kona pour l'Ironman. '
Ces efforts de collecte de données permettent aux fabricants de calculer la probabilité qu'un cycliste rencontre des angles de lacet spécifiques, ce qui éclaire ensuite le processus de conception grâce à l'utilisation d'un logiciel informatique de dynamique des fluides et de tests en soufflerie.
‘Nous essayons de le réduire par l’expérimentation et la mesure. Pour cet angle de lacet raisonnable, la plage est comprise entre 5° et 15° », explique Leonard Wong, aérodynamicien chez Giant.
Suzuki raconte une histoire similaire: "Dans le monde réel, 2,5° à 12,5° sont les angles de lacet les plus courants rencontrés par les pilotes."
Yu chez Specialized ajoute: "Pour un cycliste moyen, à moins que vous ne rouliez dans des conditions extrêmement venteuses, les angles typiques sont inférieurs à 10°."
Cette légère différence de résultats est la raison pour laquelle un vélo aérodynamique n'a pas l'air identique à un autre. Specialized a conçu le Venge ViAS sur la base de sa vision de la gamme parfaite de lacet, tandis que Trek a conçu le Madone pour s'adapter à une gamme différente.
Il semble donc que si vous êtes Peter Sagan, conduisant le peloton à 50 km/h, vous voulez un vélo optimisé pour faire face à des angles de lacet d'environ 3°-7°, alors que le reste d'entre nous veut un vélo conçu pour affronter des pian jusqu'à 10°-12°.
Gains de performances
Et qu'en est-il de cette idée que certaines conceptions peuvent exploiter les vents latéraux pour générer une poussée vers l'avant, comme un yacht virant face au vent ? Jason Fowler de Zipp Wheels est catégorique: "Nous ne le croyons pas", dit-il.
Xavier Disley, dont le cabinet de conseil AeroCoach mesure l'aérodynamique des pistes pour les équipes et les fabricants du WorldTour, est tout aussi dédaigneux: « Chaque fois que les gens ont trouvé de la poussée dans le passé, c'était généralement à travers des composants comme des roues à disque. Mais dans le cadre de l'ensemble du système du vélo et du cycliste, tout effet serait minime. '
Cycling Science de Max Glaskin est maintenant disponible en livre de poche. Il couvre tous les angles sur Twitter sous @cyclingscience1
