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# Notions de base sur l’aéro

À des vitesses de cyclisme plus élevées, une part importante de la puissance d’un cycliste est dépensée à vaincre la traînée aérodynamique (Martin et al. 1998).

À mesure que la vitesse augmente, la résistance de l’air croît de façon exponentielle, ce qui signifie qu’une petite augmentation de la vitesse nécessite une puissance disproportionnellement plus élevée pour être maintenue. Des recherches montrent qu’à haute vitesse, jusqu’à 80 à 90 % de la puissance d’un cycliste est consacrée à vaincre la résistance de l’air (Bassett et al., 1999 ; Faria, 2005). Cela est dû à la relation entre la vitesse et la traînée, où la puissance nécessaire pour contrer la traînée augmente avec le cube de la vitesse (Martin et al., 1998). Par conséquent, réduire la traînée par la position du corps, l’équipement ou l’habillement peut avoir un impact considérable sur la performance cycliste, en particulier lors des contre-la-montre ou des courses sur route où le maintien de vitesses élevées est crucial (Faria et al., 2005).

La force de traînée aérodynamique est définie comme la résistance qu’éprouve un objet se déplaçant dans un fluide, comme l’air. Elle est principalement causée par des différences de pression entre les faces avant et arrière de l’objet et par le frottement de l’air contre sa surface. La formule de la force de traînée aérodynamique est :

![Formule de la force de traînée aérodynamique montrant la relation entre la force de traînée et la densité de l’air, le carré de la vitesse, la surface frontale et le coefficient de traînée](/files/0c645c924fa653ac91ad3b916ac637f76903999f)

... ce qui nous indique que la force de traînée aérodynamique est liée à 4 facteurs :

* Densité de l’air (rho)
* La vitesse (en réalité, le carré de la vitesse) de l’air par rapport au cycliste
* La surface frontale (A)
* Le coefficient de traînée (Cd). Il quantifie la traînée ou la résistance d’un objet dans un environnement fluide, comme l’air ou l’eau. Il représente le degré d’aérodynamisme d’un objet, ou l’efficacité avec laquelle il traverse le fluide. La valeur de Cd dépend de la forme, de la rugosité de surface et des conditions d’écoulement autour de l’objet. Des valeurs plus faibles indiquent des objets plus aérodynamiques, tandis que des valeurs plus élevées reflètent une résistance plus importante.

En cyclisme, nous cherchons à minimiser la force de traînée aérodynamique, afin qu’une plus grande part de la puissance produite par l’athlète serve à augmenter la vitesse. Quels sont parmi ces facteurs ceux que nous pouvons contrôler ?

* Nous ne pouvons pas contrôler la densité de l’air
* Il serait contre-productif de réduire la vitesse simplement pour diminuer la force de traînée aérodynamique, puisque c’est justement la vitesse que nous cherchons à maximiser globalement
* Nous pouvons contrôler le coefficient de traînée en modifiant la forme (la position) et la rugosité de surface du cycliste et du vélo
* Nous pouvons contrôler la surface frontale en modifiant la position du cycliste.

Par conséquent, une grande partie des efforts d’optimisation aérodynamique porte sur les facteurs Cd et A.

## Références

Fox, R.W., & McDonald, A.T. (1973). Introduction à la mécanique des fluides (2e éd.). New York : Wiley.

Martin JC, Milliken DL, Cobb JE, McFadden KL, & Coggan AR (1998). Validation d’un modèle mathématique de la puissance en cyclisme sur route. Journal of Applied Biomechanics, 14(3), 276-291.

Bassett, D. R. Jr., Kyle, C. R., Passfield, L., Broker, J. P., & Burke, E. R. (1999). Comparaison des records du monde de l’heure en cyclisme, 1967–1996 : modélisation de l’interface homme-machine. Medicine & Science in Sports & Exercise, 31(11), 1665-1676

Faria, E. W., Parker, D. L., & Faria, I. E. (2005). La science du cyclisme : facteurs influençant la performance – Partie 2. Sports Medicine, 35(4), 313-337.