Importance de l'aérodynamique en triathlon.

Des doutes surgissent à plusieurs reprises quant à savoir si les améliorations obtenues en modifiant les postures et les types de vélo sont réelles, ou une simple question théorique et/ou marketing. Dans cet article très intéressant L'AVANTAGE ÉVIDENT fourni par les vélos AERO est démontré en termes de vitesse la plus élevée obtenue pour un effort égal. Plus tard, il est montré que dans les 180 kms d'un IronMan, un triathlète avec un vélo classique et un casque normal, prendra une demi-heure de plus en complétant le parcours qu'un triathlète qui utilise "chèvre", laissez tomber le casque et maintenez une posture correcte.

Récemment le site http://www.bikeradar.com/ a publié une note dans laquelle des ingénieurs spécialisés comparent le comportement aérodynamique d'un même cycliste avec quatre configurations différentes, bien que l'étude n'apporte rien qui ne soit connu depuis plusieurs années, elle est intéressante car elle propose des données concrètes obtenues par deux méthodes indépendantes :

• Tests sur le terrain effectués sur une piste de speedway (4600 m) en surveillant attentivement les conditions environnementales et en utilisant un wattmètre SRM
• Mesures dans la soufflerie basse vitesse A2 en Caroline du Nord.

Les quatre configurations testées les plus pertinentes et le coefficient aérodynamique obtenu par les deux méthodes sont présentés ci-dessous :

Cas 1 : Vélo de route sans rallonge avec casque normal (Barres de chute pour casque de route Tarmac SL2)

CdA (piste) = 0.310m ^ 2
Cda(tunnel)=0.3019m^2

Cas 2: Vélo de route avec extension et étui normal (Aerobars Clip-on pour casque de route Tarmac SL2)

CdA (piste) = 0.230m ^ 2
Cda(tunnel)=0.2323m^2

En principe, on constate que les coefficients aérodynamiques obtenus par les deux méthodes sont très proches et que la diminution est significative, mais à quel point ?
Pour analyser l'impact on peut voir combien de puissance est réduite pour maintenir une vitesse donnée (40km/h) dans des conditions uniformes : circuit plat, au niveau de la mer, pas de vent, densité de aire 1.226kg/m^3, les roues sont les mêmes dans tous les cas (on suppose un coefficient de résistance au roulement de 0.004) et la masse totale du cycliste plus l'équipement est de 83kg.
La colonne Pot.Aero est la puissance nécessaire pour vaincre la résistance aérodynamique à 40km/h et Pot.Rod la puissance nécessaire pour vaincre la résistance au roulement, le total est la somme des deux :

Nous avons constaté que le changement de position associé à l'incorporation de l'extension (cas 2) provoque la plus grande diminution : 30 watts, l'incorporation du casque aéro de 10 watts supplémentaires et le passage à une configuration contre la montre de 20 watts supplémentaires, pour un total d'env. 60 watts.
Qu'est-ce que ça veut dire ?
Simple, la même vitesse peut être maintenue avec moins d'effort.
Combien de moins ?
Beaucoup plus faible, de l'ordre de 20 % de différence entre le premier cas et le dernier.
Voyons les choses autrement, supposons que nous maintenions l'effort (puissance) constant et analysons à quelle vitesse nous pouvons aller plus vite lorsque la résistance aérodynamique diminue :

On voit que la différence est significative à 40 km : plus de 2' en raison du changement de position, près de 1' en raison de l'incorporation du casque aéro et 1'30" de plus en raison du passage à un cadre aéro, le total la différence atteint presque 5'.

Dans le cas d'un Ironman, la différence à effort égal entre la position 1 et la position 4 dépasserait 20 minutes.

Ces valeurs sont raisonnables pour un triathlète avec un très bon niveau (seuil fonctionnel supérieur à 300watts), que se passe-t-il dans le cas d'un triathlète avec une performance plus modeste, est-ce que cela en profite aussi ?

Les calculs suivants sont faits pour 230watts (seuil fonctionnel de l'ordre de 250watts)
On voit que les écarts sont du même ordre, voire un peu plus élevés, c'est-à-dire que, contrairement à ce que l'on croit habituellement, l'équipement aérodynamique profite aux triathlètes de tous niveaux.
Cela semble beaucoup, sera-ce une question de marketing ? Pour ce dernier cas, j'ai mes propres données (non validées en soufflerie) qui sont cohérentes avec cette analyse, dans mon cas, des entraînements réalisés avec un parcours Trek 5500 et avec un Cervelo P3c, utilisant les mêmes roues avec un Compteur de puissance PowerTap. , donnez des différences de cet ordre.
Que se passe-t-il s'il y a du vent : la course sera plus lente et les écarts sont encore plus grands, si le vent est de travers les écarts sont amplifiés car l'équipement aérodynamique -s'il est correctement conçu- se comporte mieux par vent de travers.
Dans cette analyse, nous ne considérons pas l'effet des roues, une paire de roues plus aérodynamique permettrait une réduction supplémentaire d'environ 10 watts supplémentaires.
Particulièrement dans les triathlons longue distance ces différences deviennent très importantes : 5min/40k devient plus de 10' en 90km et plus de 20' en 180km...
Faut-il en conclure que « la flèche est plus importante que l’Indien » ?
En aucun cas, l'important est de comprendre que ce sont deux avions indépendants : si nous améliorons notre capacité à générer de la puissance (moteur), nous irons plus vite, si nous réduisons aussi la résistance aérodynamique.
Ce ne sont pas des approches incompatibles mais complémentaires.
Si le budget est limité, comme c'est presque toujours le cas, il est important de comprendre les apports relatifs des différentes composantes pour optimiser le rapport retour/investissement.