Résumé de la simulation Aero vs Weight Mt Ventoux

Introduction:

Le but de cette étude est de déterminer si un vélo d'escalade léger ou une configuration de vélo aérodynamique plus lourde serait le plus rapide pour l'étape 11 du Tour de France 2021, qui est une étape de montagne passant deux fois par le Mont Ventoux. Pour répondre à cette question, cinq scénarios ont été simulés :

1. Cavalier solo sur tout le parcours. (Vélo léger vs Aero)
2. Effet de deux coureurs travaillant ensemble sur tout le parcours.
3. Pilote solo en montée uniquement. (Vélo léger vs Aero). -Pour cela, on utilise la montée finale surlignée en rouge sur le plan du parcours ci-dessous.
4. Equipe (deux coureurs) en montée uniquement. (Vélo léger vs Aero). -*Voir note ci-dessous.
5. Coureur solitaire en descente finale souligné en bleu sur le plan du parcours ci-dessous. (Vélo léger vs Aero).

*Avec le scénario 4, seule la montée finale (en rouge ) est simulée, car l'hypothèse réaliste est que les coureurs du GC arrivent au pied de la montée avec leurs domestiques, et que la course se déroule sur cette montée.

Les simulations ont été réalisées à l'aide de l'outil de simulation de performances de Swiss Side, qui simule le temps nécessaire pour parcourir un cours, en tenant compte de tous les paramètres pertinents, notamment :

• Physique : Poids, profil de parcours, aérodynamisme, résistance au roulement, pertes de transmission
• Environnemental : Température, pression, densité, vent
• Physiologique : Puissance Critique du Rider (CP), Wprime (W')
  
  

Les simulations sont effectuées à la fois sur un seul coureur ainsi que sur plusieurs coureurs dans une situation d'équipe, où les coureurs partagent le travail de manière optimisée pour amener le coureur GC au sommet dans un minimum de temps. Pour les simulations en équipe, l’effet de drafting est également pris en compte, qui est non négligeable même à des vitesses plus faibles.

Présentation de la configuration de la simulation :

• Parcours : 2021 TdF Stage 11. Par souci de simplicité, le temps est considéré comme une journée sèche et sans vent.
• Les caractéristiques physiologiques d'un concurrent GC typique ont été utilisées avec un poids de 63 kg et une puissance critique de 360 ​​W.
• Le vélo léger était considéré comme ayant le poids minimum légal UCI de 6,8 kg.
• Le vélo aérodynamique était considéré comme plus lourd de 1 kg à 7,8 kg
• La traînée aérodynamique était basée sur des chiffres typiques pour un tel coureur, avec un CdA de base de 0,260 sur le vélo aérodynamique et de 0,280 sur le vélo d'escalade. La traînée aérodynamique est ajustée pour différentes positions du pilote à différentes vitesses. Par exemple. Descendre en position aérodynamique ou se relever dans une montée raide.
• Pour la configuration de simulation « Équipe », par souci de simplicité, seuls deux coureurs ont été pris en compte. Le coureur GC se voit attribuer un domestique pour l'aider dans la montée. La stratégie énergétique du domestique est définie de telle sorte que toute l'énergie disponible soit épuisée (W'=0), 3 km avant le sommet, laissant le coureur du GC seul pour la dernière partie de l'ascension. La réduction de la traînée aérodynamique pour le pilote suivant (rédaction) est incluse.
• De plus, pour la descente finale, la perte/gain de temps du vélo aérodynamique par rapport au vélo d'escalade est simulé pour déterminer si le vélo aérodynamique récupère du temps lors de la descente en raison des vitesses plus élevées.
• Le coefficient de résistance au roulement (Crr) est fixé à 0,0033 pour les deux vélos, bien que le vélo d'escalade léger soit normalement équipé de pneus tubulaires avec une résistance au roulement plus élevée. Pour quantifier cet effet, une étude de sensibilité à la résistance au roulement est également réalisée.
  
  

Résultats:

1. Cavalier solo sur tout le parcours :

• Pour un coureur solo sur le vélo d'escalade léger, le temps nécessaire pour parcourir la totalité du parcours est simulé à 5h 23m 24s avec une vitesse moyenne de 36,5 km/h.
• La configuration du vélo aérodynamique est simulée pour être plus rapide sur l'ensemble du parcours de -3 min 16 s ( -1,0 % du temps total) avec une vitesse moyenne de 36,9 km/h.

2. Effet de la collaboration de deux coureurs sur tout le parcours :

• Les deux pilotes sont considérés comme étant sur les configurations de vélo aérodynamique les plus rapides.
• Le travail est partagé entre les coureurs de manière optimisée en puissance de manière à minimiser le temps nécessaire pour parcourir l'étape par les deux coureurs.
  Le temps gagné par les deux coureurs travaillant ensemble par rapport à un pilote solo, sur les vélos aérodynamiques, est simulé à -4 min 46 s supplémentaires (-1,5 % du temps) avec une vitesse moyenne de 37,5 km/h.

3. Solo en montée uniquement :

• Pour un coureur solo sur le vélo d'escalade léger, le temps nécessaire pour parcourir la montée finale est simulé à 58 m 53 s avec une vitesse moyenne de 21,5 km/h.
• La configuration du vélo aérodynamique est simulée pour être plus lente lors de la montée finale de +19 s avec une vitesse moyenne de 21,4 km/h.

4. Equipe (deux coureurs) en montée uniquement :

• Pour deux coureurs travaillant ensemble de manière optimisée en puissance sur des vélos d'escalade légers, le temps nécessaire pour parcourir la montée finale est simulé à 57 min 51 s avec une vitesse moyenne de 21,9 km/h. C'est 1 m 2 s plus rapide que le cycliste solo sur le vélo d'escalade léger.
• Les deux mêmes coureurs sur des configurations de vélo aérodynamique sont simulés pour être plus lents lors de cette montée finale de +22 secondes avec une vitesse moyenne de 21,8 km/h.

5. Solitaire en descente finale :

• Lors de la descente finale, un pilote solo sur la configuration du vélo aérodynamique serait à nouveau 24 secondes plus rapide par rapport à la configuration du vélo d'escalade léger. Ainsi, l’avantage du vélo d’escalade léger est plus que neutralisé lors de la descente.
  
  

Sensibilité à la résistance au roulement :

Pour les besoins de cette étude, la résistance au roulement (Crr) a été maintenue constante à 0,0033 pour les deux configurations. Cependant, en réalité, le vélo d'escalade léger utiliserait probablement des roues et des pneus tubulaires afin d'atteindre le poids UCI minimum de 6,8 kg. La configuration du vélo aérodynamique pourrait utiliser un pneu à pneu. Les pneus tubulaires ont une nette augmentation de la résistance au roulement. Cela peut atteindre +30 %. Afin de quantifier cet effet, une étude de sensibilité sur la résistance au roulement a été réalisée. L'augmentation du Crr à 0,0043 (+30 %) entraîne les augmentations de temps suivantes :

• Parcours complet : +2m 45s
• Montée finale : +33s
  
  

En gardant ces résultats à l’esprit, si le vélo d’escalade léger utilisait des pneus à boyau et le vélo aérodynamique des pneus à pneu, tout avantage lié au poids plus léger du vélo d’escalade serait très probablement entièrement perdu en raison de l’augmentation de la résistance au roulement. même en montée pure.

Résumé:

Dans l’ensemble, le vélo aérodynamique est la configuration la plus rapide pour ce cours. Pour les autres parcours, qui ont une arrivée au sommet d'une montagne, un vélo d'escalade plus léger pourrait apporter un avantage stratégique pour la montée finale. Cependant, sur ce parcours de l'étape 11, où la montée finale du Mont Ventoux est couplée à une descente d'égale ampleur, l'avantage sur la montée dû au poids plus léger du vélo d'escalade est neutralisé. Le vélo d'escalade n'apporte un avantage par rapport au vélo aérodynamique que dans les ascensions pures. Cela suppose cependant que les deux vélos utilisent des combinaisons roue-pneu ayant la même résistance au roulement. L'étude de sensibilité à la résistance au roulement indique que cet effet n'est pas négligeable. En particulier, si le vélo d'escalade plus léger utilisait des pneus à boyau et des pneus à pneu aérodynamiques, il est probable que tout avantage du vélo d'escalade dû au poids plus léger serait annulé en raison de la résistance au roulement accrue des pneus à boyau.