Rouler plus vite sans augmenter la puissance ? Cela semble trop beau pour être vrai — et pourtant, c’est possible. Dans Airo 101, nous plongeons dans l’univers de la résistance à l’air, du gain de vitesse et des choix intelligents à vélo. Car comprendre l’aérodynamique permet de rouler plus vite sans forcément appuyer plus fort sur les pédales. Dans cette série, nous abordons tous les facteurs pertinents, du matériel et de la position à la tenue vestimentaire et aux roues. Dans ce premier volet, nous posons les bases : qu’est-ce que le CdA et pourquoi est-il si important ?
Le CdA expliqué : coefficient de traînée aérodynamique
Dans le monde du cyclisme, le CdA est un terme bien connu, car il est la clé pour rouler plus vite. L’abréviation CdA signifie coefficient de traînée aérodynamique, autrement dit la résistance que vous subissez en tant que cycliste lorsque vous vous déplacez dans l’air. Le terme se compose de deux éléments : Cd (le coefficient de traînée) et A (la surface frontale de votre corps et de votre vélo).
Le Cd indique à quel point votre forme, votre position et votre matériel sont aérodynamiques, tandis que A représente la surface frontale exposée au vent.
Ensemble, le Cd et le A déterminent la quantité de résistance à l’air que vous devez vaincre. Une valeur de CdA plus faible signifie moins de résistance à l’air. Et moins de résistance signifie : aller plus vite à puissance égale. Ou, dit autrement : à vitesse constante, vous devez fournir moins d’effort. Au-delà de 30 km/h, la résistance à l’air représente en effet plus de 90 % de la résistance totale à surmonter (Kyle & Burke, 1984). Plus le CdA est bas, mieux c’est.
Cependant, même si le CdA joue un rôle majeur dans la vitesse, ce n’est pas le seul facteur déterminant. La résistance au roulement, la résistance en montée et la gravité entrent également en jeu. Certaines décisions aérodynamiques peuvent réduire le CdA, mais ajouter du poids ou imposer une position moins efficace, ce qui peut annuler le gain de vitesse. En résumé : c’est l’ensemble qui doit être cohérent.
La forme fait toute la différence
Lorsque l’on parle de « moins de résistance », beaucoup pensent automatiquement à « être plus petit ». En réalité, le sujet est bien plus nuancé : le CdA ne dépend pas seulement de la compacité, mais surtout de la forme. La manière dont l’air s’écoule autour de vous, de votre vélo et de vos vêtements détermine l’énergie perdue à cause de la résistance à l’air.
Prenons par exemple des câbles de frein ronds exposés : ils semblent insignifiants, mais leur forme génère beaucoup de turbulences. Des tests en soufflerie montrent qu’un simple câble de dérailleur rond de 5 mm peut produire autant de résistance qu’un tube de direction aérodynamique de 5 cm de large — uniquement en raison de la différence de forme (Lukes et al., 2004).
Cette différence est en partie due à la pressure drag (traînée de pression), qui se crée à l’avant d’un objet lorsqu’il perturbe le flux d’air. Mais la friction drag (traînée de frottement), provoquée par le glissement de l’air le long de la surface, est tout aussi importante. Lorsque la forme ou la surface est défavorable, le flux d’air se détache à l’arrière, créant une zone de basse pression qui « aspire » littéralement le vélo et freine l’avancement. C’est pourquoi il est essentiel de ne pas seulement regarder la taille des composants, mais surtout leur forme et la manière dont l’air circule autour d’eux.
Ces principes expliquent également pourquoi les vélos et accessoires modernes ont un aspect très différent de ceux d’il y a dix ans. Un casque aérodynamique peut sembler volumineux à première vue, mais grâce à la « queue » à l’arrière qui comble l’espace entre la tête et le dos, le flux d’air se détache plus tardivement. Résultat : jusqu’à 7 % de résistance en moins par rapport à l’absence de casque ou à un modèle standard (Kyle & Burke, 1984).
Pourquoi le matériau et la surface comptent
La forme n’est pas le seul élément important : le matériau et la texture de surface jouent également un rôle crucial. Lisse n’est pas toujours synonyme de mieux. Parfois, une surface structurée permet de guider l’air de manière contrôlée et de réduire les turbulences. C’est là que les vêtements, accessoires et composants entrent en jeu.
Pensez aux chaussettes aéro, aux tissus spécifiques des manches ou aux baselayers qui guident l’air au lieu de le bloquer, par exemple grâce à des coutures placées stratégiquement. Des tests en soufflerie ont montré qu’une combinaison aéro bien conçue peut réduire la résistance à l’air jusqu’à 6 % par rapport à une tenue standard (Kyle et al., 2004 ; AeroPro, 2021).
C’est sur la base de ces connaissances qu’Airoman.cc développe ses produits. Nous expliquerons en détail comment cela fonctionne et quels critères nous prenons en compte dans la partie II de cette série, où nous verrons comment le design des vêtements, les tissus et la coupe peuvent influencer positivement votre CdA.
Que pouvez-vous déjà faire en tant que cycliste ?
Il n’est pas nécessaire d’être un professionnel avec accès à une soufflerie ou à une combinaison aéro sur mesure pour bénéficier d’un avantage aérodynamique. Même avec un vélo de route standard et votre équipement actuel, vous pouvez réduire considérablement votre résistance à l’air et donc rouler plus vite sans augmenter la puissance.
La position sur le vélo.
Une position basse et compacte — bras fléchis, coudes rapprochés et tête stable — peut réduire la résistance à l’air jusqu’à 28 % par rapport à une position droite (Grappe et al., 1997 ; Olds, Norton & Lowe, 2020). Sans aucun test en soufflerie, vous pouvez déjà faire une réelle différence.
Des vêtements ajustés.
Les maillots amples ou les manches flottantes augmentent la surface frontale (A) et provoquent des turbulences inutiles. Des tenues bien ajustées sont donc essentielles. Les vêtements Airoman.cc y répondent intelligemment grâce à des coupes près du corps, des matériaux qui guident l’air et des coutures placées stratégiquement — chaque détail vise une valeur de CdA plus faible (Kyle et al., 2004).
Un cockpit épuré.
Des câbles apparents, des sacoches de guidon ou d’autres accessoires créent une résistance supplémentaire. Des câbles mal intégrés peuvent représenter jusqu’à 10 % de la résistance totale d’un cadre (Zdravkovich et al., 1996). Un poste de pilotage propre n’est donc pas qu’une question d’esthétique : c’est de la vitesse gratuite.
Rouler en groupe.
L’astuce aéro la plus simple ? L’aspiration. Dans le sillage d’un groupe, la résistance à l’air peut diminuer jusqu’à 50 % dans des conditions idéales (Blocken et al., 2018).
En résumé…
Tout cela montre que l’aérodynamique n’est pas un concept abstrait réservé aux professionnels ou aux passionnés de matériel. C’est un levier dont chaque cycliste, à tous les niveaux, peut tirer profit immédiatement. En comprenant comment l’air s’écoule autour de vous et de votre vélo, vous pouvez gagner de la vitesse grâce à des choix intelligents, à puissance égale. Le CdA n’est pas un simple chiffre dans un rapport de soufflerie : c’est un raccourci vers de meilleures performances. Et mieux vous le comprenez, plus vous pouvez aller vite avec le même wattage.
Dans le prochain volet d’Airo 101, nous approfondirons le rôle des vêtements aérodynamiques et l’impact des tissus, de la coupe et du positionnement des coutures. D’autres épisodes suivront sur la position, le choix du matériel et les différents facteurs qui influencent le CdA.
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Sources :
- AeroPro. (2021). Wind tunnel testing of AeroPro race suits.
https://aeropro.uk/pages/wind-tunnel-testing - Blocken, B., Toparlar, Y., Andrianne, T., & van Druenen, T. (2018). Aerodynamic drag in cycling pelotons: New insights using CFD and wind tunnel validation. Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics, 181, 262–279.
- Grappe, F., Candau, R., Belli, A. & Rouillon, J.D. (1997). Aerodynamic drag in field cycling with special reference to the Obree’s position. Ergonomics, 40 (12), 1299–1311.
- Kyle, C.R., Brownlie, L.W., Harber, E., MacDonald, R. & Nordstrom, M. (2004) The Nike Swift Spin cyclingproject: Reducing the aerodynamic drag of bicycleracing clothing by using zoned fabric. In: 5th International Conference on the Engineering of Sport, Vol. 1 (Eds, Hubbard, M., Mehta, R.D. & Pallis, J.M.) UC Davis, USA, pp. 118–124.
- Kyle, C.R. & Burke, E.R. (1984) Improving the racing bicycle. Mechanical Engineering, 106 (9), 34–35.
- Lukes, R.A., Hart, J.H., Chin, S.B. & Haake, S.J. (2004) The aerodynamics of mountain bicycles: The role of computational fluid dynamics. In: 5th International Conference on the Engineering of Sport, Vol. 1 (Eds, Hubbard, M., Mehta, R. D. & Pallis, J. M.) U.C. Davis, U.S.A., pp. 104–110.
- Olds, T., Norton, K., & Lowe, E. (2020). Reducing aerodynamic drag by adopting a novel road-cycling sprint position. Journal of Science and Cycling, 9(1), 22–29.
- Zdravkovich, M.M., Ashcroft, M.W., Chisholm, S.J. & Hicks, N. (1996) Effect of cyclist’s posture and vacinity of another cyclist on aerodynamic drag. In: 1st International Conference on the Engineering of Sport (ed. Haake, S.J.) A.A. Balkema, Sheffield, UK, pp. 21–28.