L’aérodynamisme du cycliste peut apporter un surcroît d’efficience. Même si le confort n’est pas une priorité en CLM, la recherche du bon appui sur la selle est un facteur pouvant faire la différence. Le triathlète est, quant à lui, à la quête d’une position confortable pour supporter les heures de selle.
De nombreux frottements (dits cinétiques) pénalisent le déplacement du cycliste : des frottements entre les pièces du vélo (dits solide-solide), les frottements du pneu sur la route (dits avec roulement). A des vitesses de déplacement élevées, l’efficacité mécanique et la résistance au roulement des pneus diminuent d’importance.
Et puis, il faut rappeler que la résistance de l’air est la première force opposée à laquelle doit faire face le cycliste lorsqu’il se déplace. En physique, on appelle ce phénomène “frottement cinétique” : une force qui tend à freiner un corps glissant sur une surface.
Lorsqu’un cycliste traverse une masse d’air, ce qu’il fait en permanence, il perturbe le cheminement des molécules qui composent l’air et modifie la vitesse de certaines d’entre elles. Puis la masse d’air se reforme derrière lui. Ces différences de vitesse entre les couches d’air créent une zone de surpression à l’avant du cycliste, qui tend à le repousser. À l’inverse, elles créent une zone de dépression à l’arrière du cycliste, qui tend à le retenir.
Il faut, également, rappeler que la résistance de l’air augmente avec la vitesse de glissement de l’air sur le cycliste et son vélo. En somme, plus il va vite, plus la résistance de l’air augmente. Ainsi, sans vent, avec un air immobile, le frottement de l’air est un obstacle. Dès lors, deux facteurs sont à prendre en compte pour aborder la question de la résistance du corps du cycliste à l’air.
Comment améliorer l’aérodynamisme du cycliste ?
- La forme et la surface de l’objet.
On sait que la que la surface frontale du cycliste fait face à l’air avant que son flux ne le contourne. Ensuite, l’air ne s’échappe pas mais crée derrière le cycliste un tourbillon qui constitue la traînée aérodynamique. L’impact de celle-ci sur le déplacement varie selon un coefficient dépendant de la forme et de la surface.
- L’état de la surface.
Lorsque le flux d’air s’écoule le long du cycliste, se crée, au voisinage immédiat de la surface, une épaisseur, sous l’effet d’interactions électromagnétiques, qui, plus elle est dense plus elle ralentit le cycliste. Cette épaisseur où l’air est ralenti s’appelle couche limite. L’état de la surface a son importance : une surface rugueuse retient davantage les molécules. Plus un objet présente d’aspérités, plus il ralentit le déplacement de l’air à la surface.
Ainsi, pour rendre efficient le déplacement du cycliste, il est souhaitable
- de réduire sa surface frontale pour rendre le coefficient de pénétration dans l’air le moins défavorable possible.
- de réduire et maintenir le flux laminaire autour de l’objet le plus mince possible
Réduire la zone frontale
La réduction de cette zone doit avoir pour effet de diminuer le rapport de corde. La corde est la ligne imaginaire entre le bord d’attaque et le bord de fuite d’un objet. Ce concept est pleinement développé en aéronautique où les objets sont pleins. A vélo, lorsque le tronc ne s’incline pas assez, l’air s’engouffre entre le cintre et le casque du cycliste.
La position aérodynamique provoque une bascule de l’articulation coxo-fémorale ce qui va étirer les fessiers et les ischio-jambiers tout en raccourcissant les fléchisseurs de hanche. Cette position ainsi que l’effet de l’angle du tube de selle redressé vont provoquer un surcroît de puissance lors de la phase de poussée et une limitation de force lors de la phase de remontée de la pédale. Le passage du point critique bas est facilité par l’étirement des ischios jambiers (extenseurs de la hanche) ; celui du point critique haut est plus difficile en raison du raccourcissement des fléchisseurs de hanche.
L’inclinaison du torse a, de cette manière, un impact sur la capacité à délivrer de la puissance. Elle dépend de l’angle entre les genoux et la poitrine. Un angle trop aigu provoque une perte de puissance ; s’il est trop ouvert, l’aérodynamisme est moins favorable.
Le bon angle se situe entre ces deux points. Si l’expérience du cycliste est importante, la position du cycliste dépend de son niveau de préparation physique.
Rouler en position aérodynamique ne s’improvise pas. Au contraire, elle nécessite un apprentissage et de longs entraînements.
Réduire les aspérités
… Maintenir la fluidité de la surface…
Pour ce dernier point, le choix des vêtements et du matériel ont leur importance en s’assurant qu’ils ne présentent pas trop d’aspérités. De la même façon, les mouvements du cycliste doivent être réguliers pour maintenir la fluidité de la surface tout en évitant les gestes parasites qui modifient l’état de cette surface.
la priorité : s’assurer que le cycliste ait le moins de mouvement possible sur la selle
En somme, le cycliste doit être positionné correctement sur le vélo afin qu’il puisse produire les gestes qu’il faut pour assurer son déplacement, sans qu’il ne cesse de rétablir sa position parce qu’il ressent de l’inconfort. La selle est le premier élément qui permet d’assurer de la stabilité : un cycliste, bien assis, au bon endroit, n’a pas d’autre préoccupation que d’appuyer correctement sur les pédales.
Aérodynamisme du cycliste : la position sur la selle
Le réglage normalisé de la position (le chariot de la selle au centre du tube de selle) amène naturellement le cycliste vers l’avant sur un vélo de triathlon en raison de la configuration de l’angle du tube de selle (75° minimum). En effet, sur ce type de cadre, l’inclinaison du tube de selle est redressée ce qui permet de jouer sur la répartition des masses. Dans ces conditions, le bassin se situe au plus près de la verticale et permet d’appuyer plus puissamment sur la pédale.
On voit deux difficultés.
- La tentation de réduire la fréquence de pédalage pour profiter de ce gain de puissance en poussée et de la diminution de force lors de la remontée.
- La tendance à avancer sur la selle pour permettre d’augmenter le degré d’ouverture de l’angle du torse. Et donc de venir soulager l’inconfort musculaire ressenti lorsqu’on est assis plus justement sur la selle.
L’entraînement est central. Il doit amener le cycliste à maintenir une fréquence de pédalage appropriée pour assurer un niveau de puissance important. Ce qui n’est pas évident car il doit, sans cesse, accélérer la pédale lorsqu’il atteint le point critique bas.
Ensuite, il doit permettre au cycliste d’apprendre à occuper correctement la selle. L’appui sur la selle est indispensable car il permet d’appliquer la force requise dans d’excellentes conditions sans fatigue excessive.
L’aérodynamisme du cycliste : jusqu’à quelle inclinaison est-il possible d’aller ?
Une étude posturale au STUDIO 446
L’inclinaison du tronc est limitée par la capacité à délivrer de la puissance. C’est à la fois une limite mais aussi un axe de travail de préparation physique.
Les capacités de maintien d’une position dépendent de 2 facteurs :
- la durée de maintien de la position
- le degré d’entraînement du cycliste.
L’inclinaison de la position a des effets sur l’aérodynamisme du cycliste. Le réglage de la hauteur de selle provoque une modification de la distance entre les genoux et la poitrine, l’angle de la hanche.
- Un angle trop aigu peut causer une perte de puissance en raison de la difficulté à réaliser un mouvement de pédalage correct : étirement des fessiers et des ischio-jambiers, raccourcissement des fléchisseurs de hanche. S’ajoutent à cela, la restriction de la capacité à respirer et la gêne provoquée par l’abdomen du cycliste. Il est possible, également, de restreindre la circulation sanguine : compression excessive voire torsion de l’artère iliaque et son retour veineux.
- Un angle trop ouvert occasionne une perte d’aérodynamisme.
Comment peut-on agir pour influencer l’angle de la hanche ?
1 – Jouer sur le réglage horizontal de la selle.
Etre assis plus en avant ou en arrière a des effets sur l’angle de la hanche. En avant, l’angle s’ouvre. En arrière, il se resserre. C’est pourquoi, on voit les triathlètes se poser quasi systématiquement sur l’avant de leur selle pour augmenter l’angle de la hanche, ce qui occasionne une amélioration du confort et, accessoirement, un gain de puissance. Ce réflexe, cette habitude, érigée en cas d’école, doit nous laisser penser qu’il faut réellement placer la selle dans la bonne position pour s’assurer que le cycliste puisse utiliser, correctement, l’appui sur la selle. Ce qui implique de penser au positionnement correct du poste de pilotage. Si le cycliste n’y accède pas facilement, il va se déplacer vers l’avant.
2 – Régler la position du poste de pilotage
Un poste de pilotage placé plus haut augmente l’angle de la hanche mais compromet l’aérodynamisme. Il est possible de jouer sur l’angle des bras par rapport à la verticale, le déplacement des coudières.
3 – Ajuster la hauteur de selle.
En termes simples, augmenter la hauteur de la selle aura tendance à resserrer l’angle de la hanche, tandis que l’abaisser l’ouvrira. Une selle placée trop haut peut amener le cycliste à se repositionner plus avant sur la selle.
4 – choisir la bonne longueur de manivelle
La réduction de la longueur de manivelle abaisse le genou lorsqu’il est en position haute et réduit l’angle de la hanche. Leur raccourcissement peut provoquer une perte de puissance.
