Le contre la montre est-il toujours une ‘épreuve de vérité’? (partie 1/3)

Après presque deux ans sans activité sur le blog, j’avais envie de refaire un point sur la discipline du contre-la-montre (CLM), que je pratique avec toujours autant de passion malgré un gabarit pas vraiment fait pour cela :p (1.76 pour 59kg).

Depuis mes premiers contre-la-montre en 2013, je n’ai cessé de tenter de m’y perfectionner, à la fois via l’entrainement mais aussi via l’optimisation du matériel, un point qui fait dire à certaines personnes que ce genre d’épreuve n’est plus simplement une épreuve de vérité ( https://www.youtube.com/watch?v=xkA6TcDRRls ) , mais également une course à l’armement via toujours plus de matériel aérodynamique hors de prix.

Puissance brute vs cda

On a toujours présenté à tort le contre-la- montre comme une épreuve où celui qui envoyait le plus de watts le remportait. Pour moi, la première erreur est là, et le contre-exemple le plus célèbre est la rivalité dans les chronos entre Lance Armstrong et Jan Ullrich durant les années 2000. Ce dernier avait, de l’avis de nombreux spécialistes, la plus grosse puissance brute, hors sa position sur le vélo était bien plus mauvaise que celle de l’américain. Résultat:  à part en 2003, Armstrong a toujours dominé Ullrich lors des épreuves chronométrés, grâce à sa capacité à mieux se ‘coucher’ sur le vélo.

En montagne, le rapport puissance/poids est primordial, et en chrono ce n’est pas la puissance brute qui compte, mais le rapport puissance/cda.

Qu’est-ce que le cda?

Le cda (ou cd*a) est un terme qui détermine la capacité à se ‘fondre’ dans le vent. Plus il est petit, plus la résistance au vent est moindre, et plus la vitesse sera élevée pour une puissance donnée.

Il est composé de deux termes. Tout d’abord le Cd (coefficient of drag, – coefficient de traînée – on emploi aussi le terme Cx) est la forme de l’objet dans le sens de la prise au vent. De manière très schématique, il s’agit de la forme du cycliste et de sa machine vu de profil. Il s’agit d’un terme sans unité.

L’article wikipedia donne un aperçu assez parlant des différentes formes d’objets associés à leur Cx:

Ainsi qu’un exemple de modèles de voitures qui illustre concrètement l’importance de la forme globale (notamment l’arrière):

En gros: arrière droit, on s’approche d’un gros rectangle, soit 0.82 de Cx selon le premier graphe. Puis arrière en sphère, on tourne autour de 0.47 de Cx et enfin arrière en oval, on rabaisse le Cx en tendant vers le modèle d’une aile d’avion, mais en étant toutefois encore très loin des 0.04.

Étonnamment, le Cx d’un cycliste est très élevé en comparaison d’une voiture: autour de 1, avec un  minimum de 0.7 en position chrono! Quelques exemples sont donnés sur cet excellent site dont je vous conseille la lecture: https://www.cyclingpowerlab.com/CyclingAerodynamics.aspx

L’autre terme du Cda est la surface frontale de l’objet en mouvement (area, noté a, soit la surface en m²).  C’est plus intuitif que le Cx, puisqu’il est facile de deviner que plus la surface en prise au vent est faible, meilleur sera l’aéro.

Au final on note que le Cda vaut Cd x a, et qu’il s’exprime en m². Pour un cycliste il peut aller de 0.5 (position cyclotouriste) à 0.18 m² (position ‘superman’ bannie par l’UCI au début des années 2000).

Il est amusant de constater que les voitures modernes présentent un Cda de même ordre de grandeur qu’un cycliste (soit entre 0.5 et 0.25) (source: https://en.wikipedia.org/wiki/Automobile_drag_coefficient ) . Cela me semble complètement contre intuitif, je me suis en effet toujours demandé, devant l’importance que représentait l’aéro pour un simple cycliste, pourquoi les constructeurs auto ne faisaient pas des voitures optimisées pour économiser au maximum la consommation de carburant. Et bien, il semble que ce soit déjà le cas, même si à première vue comme ça on ne le dirait pas en regardant la forme des voitures!

De l’importance de la morphologie

Comme je le disais plus haut, on a toujours tendance à penser qu’un coureur lourd et puissant prendra forcément le meilleur en contre-la-montre face à un coureur léger. C’est souvent le cas, mais pas toujours.
En effet un coureur mince et/ou petit aura une surface frontale réduite par rapport à un autre plus ‘costaud’, que ce soit de par la réduction de la prise au vent en hauteur (amplifiée par la taille du cadre), mais également en largeur, et ce sans compter l’épaisseur des bras et jambes.

En plus de cela, la souplesse rentre également dans l’équation aérodynamique: plus le coureur est souple, plus il va réduire sa surface frontale a, mais plus il aura également la possibilité de se rapprocher d’une forme de profil en ‘oeuf’, permettant de réduire son Cx.

La position ‘superman’ de Boardman utilisée lors de son record de l’heure en 1996. Position qui sera bannie par l’UCI peu après.

Il se trouve que je suis justement un coureur mince et de taille moyenne, mais également souple. Je me souviens par exemple que mon bouclard a halluciné lorsque j’ai ramené mon vélo pour scier la fourche en ayant enlevé toutes les bagues. Je ne conçoit le vélo qu’en étant ‘couché’ dessus, sinon j’ai l’impression désagréable de faire du cyclotourisme assis dans un fauteuil!

Une position non forcée, naturelle, qui me permet de compenser mon manque de puissance.

Depuis 2014 je roule avec un capteur de puissance, et rapidement j’ai été étonné de voir les puissances que sortaient certaines personnes. Ce n’est pas rare que je croise des cyclistes sur Strava qui bouclent une sortie plate à 30km/h pour 200 à 230 Watts de moyenne là où j’en ai besoin de 150 à 160!

Idem lors des compétitions: en général lors des courses en circuit en Ufolep ou Pass Cyclisme je sortais 180 à 215 Watts moyens pour 220 à 240 Watts normalisés. Dans ce même genre de course, d’autres coureurs sont à 250 Watts moyens et près de 300 normalisés, des chiffres qui me semblent complètement hors normes alors qu’on court pourtant dans les mêmes catégories!

Même chose lors des contre-la-montre: alors que je n’ai même pas de vélo de chrono, je roule parfois plus vite que des gars qui sortent 40 watts de plus que moi.

Au début je pensais avoir un soucis avec le capteur, mais à force j’ai du me rendre à la conclusion que le poids (et donc le gabarit qui y est lié) influe énormément sur la puissance à fournir, même sur le plat.

Exemples concrets

Le site cyclingpowerlab cité plus haut nous fourni un calculateur qui permet de se faire une idée de son Cda en fonction de son poids et de sa taille. Ainsi dans mon cas (176 cm pour 59kg), j’aurais un Cda de 0.352 sur un vélo de route avec les mains en bas du cintre ou 0.2171 sur un vélo de CLM. Un gars plus costaud de 185 cm et 75kg aura quant à lui un Cda de 0.3758 sur le vélo de route et 0.243 sur le vélo de CLM.

Il suffit ensuite de rentrer ces chiffres dans le calculateur suivant: http://www.aeroweenie.com/calc.html .

Pour la position sur vélo de route les différences sont faibles (moins de 10 Watts, je reste sceptique, voir plus bas), mais par contre à 250 Watts sur vélo de chrono on note déjà 2 km/h de différence!

Un autre calculateur intéressant, plus simple et qui me semble plus proche de la réalité que j’ai pu vérifier sur Strava, est celui de Vo2Cyling: http://www.vo2cycling.fr/calculateurs-php/65-calculateur-de-puissance

En s’amusant un peu avec les chiffres, on peut par exemple constater que:

  • sur un vélo de route à environ 260 Watts en position basse:
    • un coureur de 185 cm pour 75 kg sera à 36.8 km/h
    • un coureur de 176 cm pour 59 kg sera à 40 km/h (ordre de grandeur que je mesure en général lors de mes CLM)
  • ou inversement, pour rouler à 40 km/h:
    • le coureur de 185 cm pour 75 kg devra fournir 328 Watts
    • le coureur de 176 cm pour 59 kg devra fournir 260 Watts
  • enfin, pour illustrer l’importance de la souplesse, sur un vélo de route, un coureur de 176 cm pour 59kg pourra gagner une quinzaine de watts en passant de la position ‘basse’ à ‘très basse’

Voilà qui est rassurant pour les poids légers: oui, dans la roue des coureurs de 80kg on serre les dents, mais la différence de vitesse au final n’est pas monstrueuse. Cela explique (surdosage d’EPO mis à part ;) ), pourquoi des coureurs comme Pantani ou Virenque pouvaient parfois rivaliser lors des chronos. C’est le cas également de Contador, qui au début de sa domination dans les grands tours était très fort en CLM, alors que son poids se situe autour des 62 kg.

Pour conclure, et à suivre

Revenons à l’introduction: l’idée de cet article m’est venu en visionnant la vidéo youtube liée plus haut expliquant que ce n’est plus la puissance, mais la course au matériel (et donc l’argent) qui faisait les classements lors des CLM. En ligne de mire, pas mal de coureurs s’étonnaient qu’un gars avec ‘seulement’ 285 Watts moyen puisse finir un contre-la-montre à près de 48km/h de moyenne ( https://www.trainingpeaks.com/blog/trainingpeaks-after-hours-gcs-state-tt-podium/ ).

Pour en venir à la (fausse) conclusion que ce gars en était là surtout grâce à son matériel et à des études en soufflerie inaccessible au commun des cyclistes. C’est en partie vrai, mais la morphologie du coureur entre également très largement en compte. Le restant va jouer sur quelques pour-cents.

Ce serait faux d’écrire que le ratio watts/kilos est aussi important sur le plat qu’en montée, mais indirectement, via le Cda, on peut dire qu’on s’en approche. Si le coureur est longiligne (on écarte les profils ‘trapus’), alors plus il est petit et léger, meilleure sera sa pénétration dans l’air et plus il pourra rivaliser avec des coureurs puissants, qui sont en général grands et lourds (et donc épais).

Dans la deuxième partie de cette série d’articles, on va rentrer dans le vif du sujet et je détaillerais les différentes optimisations que j’ai pu faire sur mon vélo de route afin de gagner plusieurs km/h pour un même niveau de puissance dans l’optique des CLM. Le tout sans dépenser beaucoup d’argent (pas de cadre de contre-la-montre ni roues aéros), grâce à pas mal de tests sur circuit monitoré via le capteur de puissance.

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