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Les résistances en cyclisme

Le cycliste est confronté à plusieurs résistances lorsqu’il pédale. La plus connue et plus importante est la trainée aérodynamique. Plus le cycliste roule vite et plus cette résistance sera importante. À 40km/h, 90% de la puissance produite sert à vaincre cette résistance (Martin J.C., Milliken D.L., Cobb J.E., McFadden K.L. & Coggan A.R. 1998 ) … Trois autres résistances viennent “freiner” le cycliste : la gravité et la résistance aux frictions et la résistance au roulement.

En fonction de la typographie du terrain les résistances ne s’exprimeront pas de la même manière.

Illustration des résistances en cyclisme issue de la thèse d’Anthony Bouillod

Résistance Totale = Résistance à l’avancement (aéro) + Poids (cycliste + vélo) + Résistances au roulement + résistance à la friction

L’aérodynamisme en cyclisme

C’est la résistance la plus importante, notamment en contre-la-montre ainsi que sur les épreuves de piste (poursuite individuelle / par équipe). Plus le cycliste roule vite et plus la part de la trainée aérodynamique est importante.

Deux paramètres influencent la trainée aérodynamique : la surface frontale (“S”) ainsi que le coefficient de pénétration dans l’air qui représente la “forme” (”Cx”).

Voici les critères à travailler pour réduire le SCx (Kyle & Burke 1984) :

  1. La position du coureur
  2. la forme du cadre (route vs chrono)
  3. la tenue : matières ainsi que le fit.
  4. le casque
  5. les accessoires profilés

La gravité

Cette résistance est liée à la masse de l’ensemble (cycliste + vélo) ainsi que l’inclinaison de la route. La gravité est une force orientée verticalement.

Plus l’inclinaison de la route est élevée, plus cette résistance sera importante. Sur terrain plat, cette résistance est donc moins importante sauf lors des accélérations car le cycliste doit sortir des watts pour déplacer son vélo (plus cet ensemble est lourd, plus il faut de watts).

Résistance au roulement

Très en vogue ces derniers temps et popularisée par Alban Lorenzini via de nombreux articles sur son blog, la résistance au roulement est le résultat du contact des pneus sur la route.

À 50km/h cette résistance est de l’ordre de 10% (Grappe 2009). Lorsque la vitesse est moins élevée cette résistance est plus importante, environ 30% (Grappe 1997).

Cette résistance se décompose en 2 parties :

  • Le coefficient de roulement “Cr” : coefficient de roulement des pneumatiques
  • La force verticale des pneumatiques appliquée sur la route (masse et gravité).

Le Cr varie selon de nombreux paramètres :

  • pneus, boyaux, tubeless
  • type de chambres à air
  • largeur du pneumatique
  • pression
  • gomme(s) utilisée(s)

Résistance aux frictions

Dès que le cycliste pédale, plusieurs composants vont être en rotation comme les roues, pédales, pédalier, chaine et galets de dérailleurs.
Plusieurs sociétés ont développé des roulements dits céramiques pour réduire ces frictions au niveau du pédalier, galets de dérailleurs et roues.
Ces résistances aux frictions de ces composants entraînent des pertes mécaniques de l’ordre de 2 – 2,5% (Spicer et al. 2001).
On comprend donc que le choix de ces composants peut influencer cette résistance. La lubrification de la chaîne joue aussi un rôle important.

La chasse aux gains marginaux a été propulsée par l’équipe SKY. Leur objectif réduire l’ensemble des ces résistances dans un but simple : rouler plus vite pour une puissance donnée (donc être plus économe). On peut donc économiser quelques watts en choisissant bien son lubrifiant (et en l’appliquant correctement), ses pneus et si on veut aller jusqu’au bout de l’optimisation (surtout en contre-la-montre) il est nécessaire de travailler sa position.

Comment optimiser ces résistances ? 🚀

Dans un objectif de performance il est nécessaire de chercher à optimiser ces résistances :
➡ Pour l’aérodynamisme : il faut travailler la position = étude posturale + matériels (casque, combinaison, sur-chaussures)
➡ Pour le poids : choix du matériel ainsi que le poids du cycliste (la chasse aux grammes)
➡ Pour les frictions : lubrification de la chaîne, roulements céramiques, galets dérailleurs sur-dimensionnés, …
➡ Pour les roulements : choix de l’ensemble pneus et chambre à air.

Maxim Frémeaux

Entraîneur & Analyste posturale - MF SPORTS
MsC Entraînement, Management et Ingénierie du Sport. Maxim utilise la Puissance depuis 2011, et entraîne des cyclistes de tout niveau au quatre coins de la France.

Cet article a 2 commentaires

  1. Julien

    La question de ces dentniéres années, vélo aéro ou light ? Pour qui, pour quoi ?

    1. Maxim Frémeaux

      C’est la question que tout le monde se pose !
      Elle va dépendre de plusieurs paramètres :
      – la pratique
      – le niveau
      – le lieu de résidence
      – ce que l’on cherche du vélo.
      – la géométrie du cadre
      Et ensuite on peut regarder les différents composants : une paire de roues light ou bien profilées, un poste de pilotage full intégré, …

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