Pourquoi a-t-on toujours (l’impression d’avoir) le vent de face à vélo ?

Si vous êtes cycliste, vous vous êtes certainement déjà posé la question. Pourquoi a-t-on toujours le vent de face à vélo ? Est-ce un mythe ou une réalité ?

Grâce à Vélosophe, vous allez enfin pouvoir élucider le mystère et expliquer à vos compagnons de route pourquoi le vent est si rarement favorable au cycliste !

(Mais rendons à César, ce qui appartient à César. L’explication ci-après est grandement inspirée d’une conférence donnée par Jean Wallenborn et Léon Brenig, physiciens et professeurs d’université (ULB) à la retraite, à l’occasion de l’Expo Vélo que j’ai montée avec la collaboration du Centre culturel d’Ittre)

Avant d’entrer dans le vif du sujet, passons en revue quelques questions intéressantes.

Pourquoi le vélo est-il presque parfait sur le plan du rendement énergétique ?

Comparaison de la dépense énergétique des moyens de transport :

• humain sur un vélo = 0,15 cal/g/km
• avion = 0,6 cal/g/km
• piéton, voiture, cheval = 0,6 à 0,8 cal/g/km
• mouche = 30 cal/g/km
• souris = 50 cal/g/km

Comme l’illustrent ces chiffres, le vélo s’avère particulièrement efficace.

Contrairement au piéton, qui oscille continuellement le corps de haut en bas et qui balance les bras, le cycliste maintient son corps presque tout le temps à la même hauteur. A vélo, le centre de gravité bouge très peu et les mouvements des jambes se compensent.

Le saviez-vous ? L’une des armes du vélo est que le cycliste utilise la masse musculaire la plus puissante du corps pour se mouvoir, à savoir la cuisse.

L’effort à fournir par le cycliste dépend de la vitesse, de la pente, des frottements et… du vent.

S’agissant des frottements à vaincre, le frottement au sol est souvent négligeable. Les roulements ne nécessitent que quelques watts. Par contre, la résistence à l’air domine dès que l’on franchit les 15 km/h.

Conseil de vélosophe : pensez à gonfler vos pneus. Avez-vous déjà entendu parler de la notion de demi-écrasement de la roue ? Un pneu collé au sol s’applatit. Donc, le point de contact au sol n’est pas un point mais une ligne. Fort heureusement, car sans écrasement, pas de tenue de route. Tentez le coup avec une roue en acier si vous n’êtes pas convaincu(e). Et comme l’effort est proportionnel au demi-écrasement, ça vaut la peine de vérifier la pression de vos pneus avant de partir :)

Comment neutraliser le vent à vélo ?

Rouler en peloton

La méthode la plus connue des cyclistes aguerris est de rouler en peloton. Selon une étude récente de Bert Blocken, professeur à l’Eindhoven University of Technology et à la KU Leuven, un cycliste au coeur ou en queue de peloton doit vaincre une résistance à l’air 10 à 20 fois inférieure à celle d’un coureur isolé !

Cela signifie que si le peloton roule à 54 km/h, un coureur bien abrité du vent peut avoir la sensation de fournir un effort comparable à une vitesse de 12 à 15 km/h !

Vous remarquerez également qu’un coureur en tête de peloton prend moins de vent qu’un cycliste isolé. Le fait d’être suivi réduit les turbulences à l’arrière du cycliste. C’est pour la même raison qu’une échappée à deux coureurs est plus bénéfique qu’une échappée seul sur le plan de la résistance à l’air (même si le coureur à l’arrière peut être pompant s’il ne prend pas les relais :)).

Vélo couché

Autre moyen de neutraliser le vent, réduire la surface frontale en utilisant par exemple un vélo couché. La prise au vent inférieure assure un meilleur aérodynamisme et donc un meilleur rendement pour un même effort.

En la matière, les esprits créatifs ne manquent pas d’imagination. En 1993, par exemple, un Néerlandais avait inventé un vélo lui permettant de rouler dans la même position aérodynamique que les patineurs sur glace. Je vous invite à lire l’histoire de la tentative de record du monde de l’heure sur piste de son Aerobike.

Vélo caréné

Enfin, le carénage peut aussi constituer une piste pour réduire la résistance à l’air d’un vélo. De multiples exemples de vélos carénés existent. Et certains remontent à plus de cent ans, comme le vélo-torpille.

Il est même possible de gagner un contre-la-montre grâce à un casque aérodynamique.

Pour être un peu plus précis, il convient de signaler que la force de la résistance à l’air dépend aussi :

• de la densité de l’air (raison pour laquelle les tentatives de record de l’heure sont entreprises en altitude)
• de la surface frontale
• et du coefficient de trainée (‘tourbillons autour du corps’ que l’on peut entre autres réduire en jouant sur le profil du casque ou la rugosité des vêtements)

Estimation de la résistance à l’air à vaincre pour un cycliste qui roule à 50 km/h :

• résistance à l’air du vélo = 200 W
• résistance à l’air du cycliste = 350 W
• frottements = 50 W
• -> soit un total de 600 W !

Pourquoi le cycliste a-t-il toujours l’impression d’avoir le vent de face à vélo ?

Et voici la réponse tant attendue…

En l’absence de vent, le déplacement du cycliste génère un vent apparent. Ce vent apparent à vaincre correspond au cube de la vitesse du vélo. Bref, en l’absence de vent, le cycliste doit déjà vaincre une force non négligeable.

Dans l’hypothèse d’un vent latéral de même vitesse que celle du déplacement du cycliste (histoire de faire simple), la force à développer est 1,4 fois supérieure au scénario sans vent.

Si le vent souffle de face, inutile de vous faire un dessin, l’effort à fournir est encore supérieur.

Et si le vent souffle de l’arrière ? La mauvaise nouvelle est que le vent ne commence à devenir favorable au cycliste qu’à partir d’un angle de 135° par rapport à sa direction.

En d’autres termes, le vent n’est favorable que sur un angle arrière de 90°, soit seulement un quart des directions potentielles du vent.

Et inutile de vouloir vous échapper en rebroussant chemin, en cas d’aller-retour vous êtes de toute façon perdant… Le vent de face à vélo n’est donc pas qu’un mythe.

Seule issue peut-être, rouler à vélo dans l’espace. Ou sur Mars, où la gravité inférieure serait favorable au cycliste.

Avant de vous laisser partager cette bonne nouvelle, sachez qu’un vent de face n’est pas nécessairement un vent défavorable… (lisez l’article, vous comprendrez :)

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