Le triathlète sur son vélo dépense de l’énergie en appuyant sur les pédales pour faire face à de nombreuses résistances à l’avancement. Ces résistances qui s’opposent au déplacement du cycliste sont au nombre de trois :
1) La force de gravité (Rg) 2) Les résistances aux roulements (Rr) 3) La trainée aérodynamique (Ra)
Ces trois résistances s’additionnent pour donner la résistance totale (Rt) appliquée au cycliste :
Rt = Rg + Rr + Ra
La résistance due à la gravité
La force de gravité est due au poids du système cycliste et du vélo lorsque le profil de la route est montant. Cette résistance va augmenter avec le pourcentage de pente de la route, mais aussi vis à vis du poids de l’ensemble homme-vélo. C'est là que réside l'avantage des vélos plus légers et, d'ailleurs, des cyclistes plus légers.
Les résistances aux roulements
Les résistances aux roulements sont provoquées par le contact des roues au sol et les frictions au niveau des moyeux, de la chaîne et des autres pièces du vélo. La puissance pour surmonter ces résistances, associée aux déformations du pneu en contact avec la route, n’est pas dépendant du cycliste et de la masse de son vélo mais augmente avec le carré de la vitesse. Doubler la vitesse du vélo revient à multiplier par quatre le besoin de puissance pour faire face aux résistances aux roulements. Heureusement, l'ampleur de cette perte d'énergie est relativement faible.
La trainée aérodynamique
La trainée aérodynamique de l’air est dépendant principalement de l’aérodynamisme du cycliste. La puissance pour surmonter les forces aérodynamiques augmente avec le cube de la vitesse du cycliste. Ainsi, en doublant la vitesse de déplacement, la puissance nécessaire pour vaincre les forces aérodynamiques est multipliée par huit (2x2x2=8) !
Comparaison des résistances en fonction du terrain
En fonction du terrain, les résistances ne s’appliquent pas de la même façon avec une prédominance de la résistance aérodynamique sur terrain plat à vitesse élevée, alors que la résistance dû à la gravité est faible (1). A l’inverse, lors d’une ascension, le rapport est inversé et la vitesse diminue car le poids devient la résistance la plus importante (2).
Comment réduire les résistances à l’avancement ?
Quand nous considérons ces résistances à l’avancement, les triathlètes doivent réfléchir aux éléments qu'ils peuvent contrôler et à ceux qu'ils ne peuvent pas. La réduction de poids joue clairement un rôle, notamment lors de l'ascension de côtes. Des pneus bien gonflés réduisent les résistances de friction au niveau de l’interaction pneu-route. La position du corps, la structure du cadre et des composants du vélo, ainsi que les caractéristiques des vêtements et du casque jouent un rôle important dans les gains face aux résistances aérodynamiques. Ce qui ne peut pas être contrôlé, c'est le pourcentage des pentes, la présence de vents contraires (en particulier dans les courses sans drafting) et la densité de l'air (facteur jouant sur l’aérodynamisme en fonction de la température, de l'humidité et de l'altitude). Par conséquent, l’objectif du cycliste-triathlète consistera à réduire au maximum les trois résistances en optimisant sa position pour diminuer la trainée aérodynamique, en réduisant le poids (cycliste et/ou machine) en cas de parcours vallonné et enfin en minimisant les résistances aux roulements avec du matériel de qualité et un bon entretien (huile, chaine neuve etc…).
(1) KYLE, BURKE. Improving the racing bicycle. Mechanical engineering, 9 : 34-45, 1984
(2) GRAPPE. Cyclisme et optimisation de la performance, De Boeck, 2009
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