Vélos de route aérodynamiques en soufflerie: Les vélos de route aéro sont-ils l'avenir ?

Aperçu des vélos de gravel aérodynamiques

Les images sont encore inhabituelles, mais fascinantes : les meilleurs professionnels de la route martèlent des chemins parsemés d'éboulis de la taille d'un poing, s'acharnent à gravir des pentes folles en faisant patiner leurs roues arrière et à redescendre en équilibre des sentiers de randonnée très raides. Les championnats du monde de gravel de l'UCI en Vénétie italienne en 2023 étaient sans aucun doute un spectacle et n'avaient, à première vue, pas grand-chose en commun avec les courses sur route assez prévisibles. Ceux qui n'ont pas seulement regardé les moments forts, mais aussi la retransmission complète, auront toutefois remarqué que la compétition s'est déroulée la plupart du temps comme une course sur route classique, mais sur des routes nettement moins bonnes. Même l'arrivée a dû sembler étrangement familière aux fans de cyclisme : Pendant plusieurs kilomètres, les coureurs ont traversé Trévise sur des routes larges et bien goudronnées. Le fait que les coureurs roulaient sur des pneus relativement larges était à peine perceptible pour les personnes extérieures.

Pour réussir dans de telles courses, les conditions sont donc comparables à celles de la route, à l'exception des passages très difficiles sur le terrain. Ainsi, un set-up le plus aérodynamique possible augmente les chances de succès dans certaines situations de course, en particulier pour les échappées et les sprints. En comparaison avec les bolides de route, la plupart des gravelbikes semblent toutefois peu aérodynamiques. Est-ce un potentiel gaspillé ? TOUR a tenté de le découvrir.

Si l'on étudie en détail l'équipement des professionnels, on constate que l'aéro matters - l'aérodynamisme est un thème, même sur le terrain. Non seulement les combinaisons de course moulantes et les casques aéro sont à l'ordre du jour, mais on utilise aussi des jantes à profil haut, des guidons étroits et des plateaux aérodynamiques. Les premiers fabricants font déjà de la vitesse un concept, des ensembles de cadres aérodynamiques, des jantes aéro développées pour des pneus larges et des guidons intégraux étroits sont commercialisés de manière ciblée, spécialement pour les vélos tout-terrain, il existe même des chaussettes aéro-gravel. Les produits sont avant tout exclusifs et chers, mais est-ce que cela apporte vraiment quelque chose ou est-ce juste du spectacle ? Quelle est l'influence du choix des roues et des pneus ? Et que signifient les résultats pour un rythme de voyage tranquille, auquel la plupart des gravelbikes roulent ? TOUR a effectué des tests exemplaires en soufflerie.

Peu de conclusions solides

Jusqu'à présent, il n'existe que peu de publications sérieuses à ce sujet, et nous tâtonnons nous aussi sur le sujet. Nos données sont donc en partie dérivées ou reposent sur des estimations. Les rares essais fiables proviennent presque exclusivement de fournisseurs de roues qui utilisent des méthodes scientifiques pour se rapprocher de la forme de jante optimale pour les pneus larges et les vitesses plus basses. L'un d'entre eux est Jean-Paul Ballard, dont l'entreprise Swiss Side ne se contente pas de construire des roues aérodynamiques, mais propose également des conseils aérodynamiques en tant que service.

Il utilise la même soufflerie que TOUR, celle de la Gesellschaft für Strömungstechnik (GST) à Immenstaad, au bord du lac de Constance, et y a produit, quasiment en tant que sous-produit, quelques connaissances fondamentales sur le thème de l'aérodynamique sur les gravelbikes. Lors de ses mesures, Ballard a découvert qu'un gravelbike typique nécessitait près de 40 watts de plus qu'un vélo de course aérodynamique très rapide, à une vitesse de mesure de 30 km/h : environ la moitié de cette puissance est due à la résistance de l'air, l'autre à la résistance au roulement des pneus. Nous pouvons confirmer cet ordre de grandeur avec nos mesures, mais la comparaison est évidemment boiteuse et d'autres questions nous poussent à nous interroger : Dans quelle mesure peut-on réduire l'inconvénient aérodynamique d'un gravel bike ? Les différences entre les gravelbikes sont-elles comparables à celles des vélos de route, où la différence entre un bon et un mauvais set-up peut atteindre 20 watts, bien que les vitesses pratiquées soient plus faibles ?

En route pour la soufflerie

Pour répondre à cette question, nous avons emmené trois vélos de gravel lors de notre dernier rendez-vous en soufflerie. Parmi eux, le tout nouveau Grail de Canyon, qui a tout au plus de discrètes ambitions aéro. S'y ajoute une icône aéro déjà ancienne mais envoûtante de Ridley, le Kanzo Fast, qui doit marquer l'extrémité rapide du spectre du Gravel. Le 3T Exploro est l'un des vélos de gravel les plus extrêmes du marché, avec de la place pour des pneus de VTT et des profils aéro adaptés sur le cadre. Le trio doit répondre à la question : Quel est le potentiel d'économie offert par des cadres au design aérodynamique lorsque de larges pneus à crampons perturbent auparavant le flux d'air ?

En règle générale, on peut dire qu'à partir d'environ 20 km/h, la résistance de l'air devient le facteur dominant qui freine la conduite d'un gravel bike, malgré la résistance au roulement nettement plus élevée des pneus. Une vitesse que même les cyclistes amateurs atteignent aisément sur le terrain. C'est à partir de cette vitesse que l'effet aérodynamique devient mesurable - pour autant qu'il y en ait un. Dans notre réflexion, nous partons d'une vitesse de 35 km/h, ce qui est réaliste comme moyenne pour les courses professionnelles et dans des conditions favorables pour les cyclistes amateurs. Par rapport aux vélos de course sur route, que nous considérons par défaut à une vitesse de 45 km/h, les valeurs de résistance aérodynamique et les différences sont environ divisées par deux.

Notre expérience montre que les différences peuvent néanmoins être significatives. Dans un premier temps, le Canyon peu aérodynamique et le 3T au design aérodynamique se battent en duel avec les mêmes roues et les mêmes pneus : des jantes rapides en carbone DT-Swiss et des pneus à crampons de 40 millimètres de large. En fait, le 3T aérodynamique est un peu plus rapide, la différence est même assez nette avec environ cinq watts. Le Ridley, qui a l'air racé et qui est équipé non seulement de profils aérodynamiques prononcés, mais aussi d'une combinaison de guidon en forme de surface portante, peut encore surpasser le 3T : avec ce vélo, on peut encore économiser sept watts si on utilise les mêmes roues. Cela montre bien : Même derrière des pneus plus épais, les différences de cadre sont aussi importantes que sur un vélo de route. Elles ne sont simplement pas aussi flagrantes en raison des vitesses plus faibles.

Effet réduit des roues

Intéressant dans ce contexte : selon les connaissances actuelles, le tuning des roues est moins efficace du point de vue aérodynamique sur un gravel bike que sur un vélo de route. Certes, il est prouvé que les jantes hautes roulent plus vite, même avec des pneus épais. Mais comme la jante est davantage recouverte par le pneu large et qu'elle peut moins bien "naviguer" en cas de vent latéral qu'une combinaison bien adaptée avec des pneus de route plus étroits, l'avantage d'une bonne roue aérodynamique par rapport à une roue aérodynamique médiocre est réduit. Selon les mesures effectuées par SwissSide, il est d'environ cinq watts avec des pneus de 40 millimètres.

Celui qui veut tirer le meilleur parti de ses roues doit donc d'abord réfléchir au choix de ses pneus : Un pneu plus étroit ou moins de profil est-il justifiable ? Les pneus ont un effet mesurable : le Ridley rapide économise encore plus de puissance avec des pneus plus étroits. Le passage à des pneus sans crampons de largeur comparable réduit la puissance de pédalage de trois watts. L'effet des pneus plus étroits est étonnamment faible, le passage à des pneus de 34 millimètres n'économise que deux watts supplémentaires. Il s'agit ici d'évaluer, en fonction du terrain, si les compromis en matière de confort et d'adhérence sont encore judicieux. En choisissant bien la roue et les pneus, on peut tout de même économiser une bonne quinzaine de watts de pédalage à une vitesse de 35 km/h.

Pour les professionnels du championnat du monde de Gravel, c'est pertinent, car cela peut faire la différence entre la victoire et la défaite. Les cyclistes amateurs peuvent être plus rapides de trois à quatre minutes sur un parcours de 100 kilomètres avec 1000 mètres de dénivelé, à une moyenne d'environ 25 km/h. Pour les événements de longue distance, où l'on roule la plupart du temps seul, c'est un ordre de grandeur intéressant.

L'influence de la position d'assise et des vêtements n'a pas encore été prise en compte - on sait qu'il est possible de faire beaucoup mieux dans ce domaine. Pour cela, il existe des valeurs approximatives que TOUR a déterminées lors de différents essais sur piste et en soufflerie.

Les cadres Aero-Gravel sont-ils utiles ?

Le diagramme montre le potentiel aéro de différents vélos de gravel et de différents pneus. Les valeurs sont valables pour une vitesse de 45 km/h, ce qui permet de les comparer directement avec les données des vélos de route. Une vitesse de 35 km/h réduit les valeurs absolues de moitié environ. Le Canyon Grail, avec son cadre à tube rond et ses pneus tout-terrain de 40 millimètres, fournit le set-up le plus lent. Intéressant : le cadre aéro du 3T permet de réaliser des économies comparables à celles obtenues en passant à des pneus nettement plus étroits et sans profil. Le Ridley Kanzo Fast, équipé de pneus Gravel rapides, se rapproche déjà des bons vélos de course sur route.

Rapide sur le gravier

Celui qui veut perdre le moins de temps possible en tout-terrain devrait faire des réglages aux bons endroits. Ces pièces permettent d'augmenter la vitesse du gravelbike.

Tenue aérodynamique au lieu de vêtements flottants : jusqu'à 30 watts

Souvent sous-estimé : l'influence aérodynamique indésirable des vêtements amples est énorme. Ceux qui participent à une course devraient donc veiller à porter des vêtements ajustés. Cela permet d'économiser jusqu'à 30 watts par rapport aux concurrents qui roulent avec un short baggy et un t-shirt de VTT.

semi-remorque à clipser : environ 10 watts

C'est surtout utile quand ça compte : sur les tronçons d'asphalte et les chemins de campagne moins rugueux, il vaut la peine de se mettre en position couchée - même si celle-ci est nettement plus élevée sur la semi-remorque à clips que sur un vélo de contre-la-montre. Il est possible d'économiser jusqu'à 10 watts. Pour le reste, les embouts minimalistes ne gênent guère, le modèle de Pro présenté place tout de suite l'ordinateur bien en vue devant le guidon. Interdit dans les compétitions avec départ en masse, mais un gamechanger dans les courses de longue distance.

Guidon étroit : 5-10 watts

L'avantage est toujours au rendez-vous : Un guidon étroit réduit la surface frontale de la roue et du cycliste dans toutes les situations. Lambda Racing propose le modèle XX, qui est étroit de 35 centimètres au niveau des poignées de frein, mais très évasé au niveau du guidon inférieur. En position de poignée de frein, on obtient un avantage aéro aussi important qu'avec un ensemble de cadres rapides. Dans la poignée du guidon inférieur, on garde le contrôle habituel dans des terrains plus difficiles avec 42 centimètres.

Roues aéro : environ 5 watts

Les roues aérodynamiques hautes apportent moins qu'on ne le pense généralement dans le gravel bike - c'est du moins ce que suggèrent les mesures effectuées par TOUR et les fabricants de roues Hunt et SwissSide. Une explication, outre la vitesse plus faible, est le profil global de la jante et du pneu : Le pneu épais cache davantage le profil de la jante que sur une roue de route. Pour être aérodynamique, la jante ventrue devrait en outre être plus large que le pneu, ce qui n'est guère réalisable en termes de technique de fabrication. Selon la largeur du pneu et le profil de la piste, des jantes plates, mais nettement plus légères, peuvent donc s'avérer plus judicieuses.

Pneus lisses : 2-3 watts

Il est difficile de faire une comparaison directe, mais nos mesures suggèrent que les crampons provoquent également une résistance à l'air. Si vous roulez exclusivement sur un sol dur et sec, vous pouvez vous passer de gros profil - et économiser encore quelques watts. Le passage à des pneus aussi étroits que possible est étonnamment peu avantageux : En gros, on peut estimer à un watt par deux millimètres de largeur de pneu. Mais les conséquences sur la conduite sont énormes en tout-terrain.

Entraînement simple : 2 watts

Etonnant, mais vrai : la transmission peut aussi contribuer à la performance aéro. En utilisant un seul plateau et en renonçant au dérailleur, on peut économiser encore quelques watts. Un plateau de pédalier plat est également une déclaration optique - Alugear en propose pour différents systèmes de changement de vitesse pour 80 euros.