38,390km/h ont été nécessaires pour s'imposer sur les 3351 kilomètres et 44.465 mètres de dénivelé du Tour de France 2018. Ce chiffre, celui de la vitesse, est celui qui définit le rendement d'un cycliste pendant la course et par conséquent l'objectif à atteindre par tous ceux qui veulent la gagner.

Et, selon vous, la vitesse d'un cycliste, de quoi dépend-elle ? Et bien, il doit évidemment réaliser une course intelligente et élaborer une tactique appropriée, mais les analyses réalisées ont démontré que c'est le watt/kilo ou la puissance relative qui détermine réellement le rendement d'un cycliste. Cette valeur se rapporte à la puissance que le cycliste est capable de générer avec un poids corporel réduit au minimum. Plus le cycliste est capable de générer de watts avec un poids réduit et le plus longtemps possible, plus il améliore son rendement.

Le meilleur vélo pour la compétition

Les performances d'un vélo sont liées à 3 facteurs essentiels : aérodynamique, poids et rigidité. Mais, en réalité, quelle est l'importance de ces 3 facteurs ? Est-elle la même pour tous ? Lequel est le plus important ? Ce qui est sûr, c'est que ces trois variables sont impossibles à optimiser de façon conjointe lors de la conception d'un vélo de course. Par exemple, si nous décidons d'optimiser l'aérodynamique, nous devons recourir à des formes étroites et allongées, à l'inverse de celles qui nous fournissent une rigidité optimale. En revanche, pour obtenir cette rigidité, nous devons augmenter le nombre de couches en carbone au détriment de la légèreté.

Face à cette réalité, pour le World Tour, nous avons 3 types de vélo qui associent ces 3 facteurs de façon différente :

1- Modèles « Racing »

adoptés par près de 75 % des coureurs, quelles que soient les conditions. Ces vélos donnent la priorité à la rigidité et au poids, au détriment de la fluidité « smoothness » et de l'aérodynamique.

2- Modèles « Endurance »

Utilisés par les cyclistes dans des situations très particulières , avec une priorité donnée à la traction et à l'absorption des irrégularités pour des étapes de longue durée et sur des terrains difficiles, notamment le Paris-Roubaix. Ces modèles favorisent la « smoothness ».

3- Vélos « Aéro »

Utilisés par 20 à 25 % des coureurs, ils sont utiles dans des situations très précises, notamment sur le plat, pour « tirer » le peloton. Ils donnent une priorité évidente à l'aérodynamique, au détriment du poids et surtout de la rigidité.

Notre choix peut se baser sur nos goûts personnels et esthétiques, ou sur des critères objectifs en vue d'améliorer notre rendement. Si nous adoptons ce dernier point de vue, le vélo devrait être réalisé selon la philosophie watt/kilo du cycliste, et satisfaire pour ce faire 2 principes préalables :

1. Ne pas perdre le moindre watt généré par le cycliste, en transférant toute la puissance sur la roue arrière. Une gestion adéquate de la rigidité nous permet d'y parvenir.

2. Ne pas ajouter le moindre gramme au-delà du minimum de 6,8 kg établi par l'UCI.

À cet égard, la façon la plus rationnelle de choisir un vélo pour pratiquer et concourir sur route, est de prendre un type de vélo donnant la priorité à la rigidité et au poids, car il reflète la philosophie de la puissance relative sur un vélo.
Des situations concrètes, notamment « tirer » un peloton sur un terrain totalement plat exposé à tous les vents, peuvent accorder au facteur aérodynamique davantage d'importance. C'est pourquoi les vélos utilisés pour les contre-la-montre donnent la priorité au facteur aérodynamique sur le poids ou la rigidité. Mais, s'agissant de cyclisme sur route, où le drafting est autorisé et présentant des variations d'altitude et de terrain, les préférences changent. De plus, il nous reste toujours la possibilité de varier le profil des roues, pour adapter le vélo au profil de l'étape.

Plusieurs études ont démontré que dans un peloton serré nous économisons 60 W à 30 km/h, 120 W à 40 km/h et 200 W à 50 km/h. De plus, une augmentation de 5 % de la puissance sur un terrain plat exige 60 min pour gagner un avantage similaire à celui que nous mettrions 30 min à réaliser dans un col. Car, même si une course s'achève au sprint, elle se décide réellement dans les montées, comme le Poggio ou la Cipressa dans la Milan-San Remo. De plus, dans le sprint lui-même, la rigidité du cadre est davantage nécessaire que son aérodynamique, car il s'agit d'un moment de puissance maximale où le vélo n'est pas du tout statique, mais se déplace sous l'effet de plusieurs efforts, tant au niveau des pédales que des bras. Il est indispensable de ne perdre aucun de ces watts.

GESTION DE LA RIGIDITÉ

La rigidité est le facteur qui permet de transformer en mouvement toute la puissance fournie par le cycliste. Il faut pour ce faire satisfaire 2 conditions préalables : le cadre ne doit pas gaspiller l'énergie générée et doit en transmettre la totalité à la roue arrière. Quant à cette dernière, elle doit se trouver en permanence au contact du sol.

La première condition est remplie grâce à la rigidité en torsion ou globale, la deuxième, grâce à la rigidité verticale. Alors qu'en termes de rigidité en torsion, l'idéal est une rigidité maximale, la rigidité verticale demande une modulation de la rigidité, afin que la roue exerce une traction appropriée sur l'asphalte, quel que soit le terrain.

Par exemple, une barre en aluminium est plus efficace pour jouer le rôle de levier qu'une barre en bois, car elle se déforme moins. Néanmoins, si l'aluminium tombe par terre, il rebondit plus que le bois, lequel reste davantage en contact avec le sol.
Connaître la façon dont la forme des tubes affecte la rigidité s'avère indispensable pour la gérer de façon optimale, mais cette connaissance est inutile si elle ne s'applique pas de façon adéquate sur les différentes parties du cadre. Il faut pour cela détecter les parties du cadre qui affectent la transmission de la puissance à un degré plus ou moins élevé, pour orienter les premières vers l'optimisation de la rigidité et les autres vers la « smoothness » ou l'amélioration de la traction.

Le cycliste exerce surtout de la force sur deux points principaux : l'axe du pédalier, car à travers les pédales et les manivelles il transmet la puissance, et la zone du guidon, car il s'y appuie et tire dessus pour lancer le vélo lors d'une attaque ou d'un sprint. C'est pourquoi, les formes des tubes de ces parties, c'est-à-dire la zone du boitier de pédalier, les bases, le tube en diagonale, le tube de direction et la fourche, doivent être dotées d'une rigidité maximale avec des tubes aux formes plus arrondies et amples.

Les parties du tube de la selle, les tiges et le tube horizontal sont celles qui exercent la plus grande influence sur l'amélioration de la traction. Dans ce cas, la conception des tubes ne doit pas favoriser la rigidité, mais la modulation de cette dernière, pour que le vélo exerce une traction adéquate sur des terrains difficiles.

Il faut également connaître et mettre en œuvre de façon intelligente les types de formes des tubes qui affectent la rigidité et comment elles le font. À cet égard, les formes arrondies, sans arêtes, sont celles qui offrent les meilleurs résultats en laboratoire en matière de rigidité. C'est pourquoi, les formes qui favorisent l'aérodynamique, les formes les plus effilées, sont contraires aux formes rigides, ce qui nous conduit à donner la priorité à l'un de ces facteurs pour concevoir un vélo de course.

De plus, le poids et la rigidité ont toujours été considérés comme des aspects à développer de façon opposée, car on pensait que la rigidité d'un tube, outre sa forme, dépendait de l'épaisseur de ses parois, ce qui le rendait plus lourd. Cependant, il a été démontré que l'épaisseur de la section du tube est certes fondamentale, mais aussi que le périmètre et le diamètre jouent un rôle central. Ainsi, nous pouvons obtenir le même niveau de rigidité avec un tube étroit, mais avec des parois épaisses, qu'avec un tube d'un diamètre supérieur, mais avec des parois plus fines. La différence réside dans le fait que le tube d'un diamètre supérieur offre non seulement la rigidité nécessaire, mais nous permet d'économiser du poids et donc de gagner en efficacité, et de respecter la philosophie du watt/kilo.

LE POIDS. OÙ SITUER LA LIMITE ?

Les données nous indiquent que le poids est un facteur primordial, en particulier pendant une montée. Lors d'une ascension de 5 % pendant 20 minutes, si nous parvenons à réduire le poids de 10 grammes, nous économisons 0,16 W. Mais si nous parvenons à retirer 100 grammes, nous atteignons 1,6 watts, et avec 200 grammes de moins, le gain s'élève à 3,2 watts. Ces différences peuvent sembler insignifiantes, mais pendant un effort prolongé de 20 minutes, la différence s'élève à 15 secondes, c'est-à-dire, gagner ou perdre une étape.

Cependant, le poids devient parfois une obsession démesurée. De nombreux coureurs du peloton courent sur des vélos lestés par des poids pour atteindre les 6,8 kg minimum. Dans ce cas, la logique veut qu'au moment de la conception du cadre, nous adoptions une attitude raisonnable en le dotant d'un poids qui nous permet de monter le vélo avec une marge suffisante pour le doter d'un potentiomètre et d'autres accessoires jusqu'à atteindre 6,8 kg. Il s'agit de profiter de ces grammes de plomb pour en faire un poids utile, avec une conception de pédalier plus légère.

Du point de vue de la communication, il peut s'avérer plus rentable de dire que nous réalisons des vélos d'un poids inférieur à 5 kg, mais au niveau fonctionnel, les 200 grammes de différence au niveau du cadre nous apporteront une efficacité accrue si nous en tirons profit pour la rigidité.

L'optimisation du poids s'obtient surtout à travers celle de la forme des tubes, en obtenant des formes rigides avec le moins de couches de carbone possible. Évidemment, il faut pour y parvenir disposer de la meilleure combinaison fibre-résine et du meilleur processus de production du cadre.

UN PLUS AÉRODYNAMIQUE

Il est vrai que dans le cahier des charges d'un vélo « Racing », le facteur aérodynamique jour un rôle secondaire. La conception orientée vers la rigidité/poids annule presque toute possibilité de favoriser l'aérodynamique, mais il convient de se poser la question de la marge dont nous disposons pour obtenir un plus aérodynamique, en vue d'améliorer l'efficacité globale.

L'exercice consiste essentiellement à obtenir une amélioration aérodynamique, sans compromis au niveau des formes des tubes. Cela signifie qu'il faut obtenir davantage d'aérodynamique sans formes de tubes aérodynamiques.

En général, plus la surface du vélo exposée à l'air est réduite, plus les résultats aérodynamiques sont meilleurs. Cependant, il y a toujours des exceptions, comme c'est le cas dans la partie de la fourche. Si nous plaçons le vélo statique exposé à l'air, une fourche plus étroite donne de meilleurs résultats aérodynamiques. En revanche, avec un vélo en marche, le mouvement de la roue avant entraîne un volume d'air contraire à la direction du vélo, et ainsi les résultats sont meilleurs en ouvrant la fourche et en laissant de l'espace pour laisser passer le flux d'air. Cet avantage est d'autant plus marqué si le profil de la roue est plus important.

Ainsi, le paramètre aérodynamique est amélioré, sans renoncer à la rigidité/poids, en dotant le vélo d'une stabilité accrue.

NOUVEAU ORCA 2019