Avec l'ajout des nouveaux modèles de roues gravel GRAVON 420 et 250 à la gamme SWISS SIDE, nous voulions montrer pourquoi l'aérodynamisme dans la conduite gravel est également important. Le rapport suivant détaille de manière transparente les données de performances mesurées par nos ingénieurs, afin que vous puissiez prendre vos propres décisions éclairées concernant la configuration de vos roues et pneus gravel.
Thèmes abordés dans ce rapport :
- Définir le contexte. -Performances globales du vélo de route par rapport au vélo de gravier. Quelle est la pénalité de base en résistance (traînée aéro + résistance au roulement) pour un vélo de gravel ?
- Différences de configuration des roues et des pneus de gravier. Quel est le potentiel d’économie d’énergie ?
- Effet de la largeur des pneus gravier sur la traînée aérodynamique.
- Rugosité des pneus de gravier/ effet « bouton-ness » sur la traînée aérodynamique
- Vélo de gravier propre ou sale. Quelle est la pénalité de traînée aérodynamique pour la boue ? -Rapide et sale?
Principales conclusions:
- Une configuration typique d'un vélo de gravier a une résistance globale environ 40 W plus élevée à 30 km/h qu'un vélo de route, cette pénalité étant répartie à parts égales entre la traînée aérodynamique et la résistance au roulement.
- Jusqu'à 5 W d'économies de traînée aérodynamique avec les roues de gravier aérodynamiques GRAVON 420 par rapport aux roues de gravier standard.
- Jusqu'à 12 W d'économies de traînée aérodynamique grâce au choix des pneus.
- La rugosité des pneus et la taille des crampons font une différence, non seulement en termes d'adhérence mais aussi en termes de traînée aérodynamique.
- Quelle est la pénalité aérodynamique d'un vélo de gravier recouvert de boue ?... Un peu. -Continuer à lire.
- Dans une course comme le « Unbound Gravel 200 » , le bon choix de roues et de pneus peut à lui seul faire gagner plus de 8,5 minutes. Pour mettre cela en contexte, les 4 meilleurs coureurs de 2021 ont terminé en 1,5 minute !
Si vous avez déjà roulé sur votre vélo de gravel sur la route, vous avez peut-être remarqué que vous semblez devoir travailler plus dur pour atteindre les mêmes vitesses. Si vous disposez d’un wattmètre, vous constaterez une puissance plus élevée pour la même vitesse. Même si le vélo de gravel peut « sembler » fluide et facile à conduire, deux acteurs invisibles clés travaillent contre vous. Traînée aérodynamique et résistance au roulement. Pour mieux quantifier cela, Swiss Side a effectué quelques mesures en soufflerie et sur route. Il est important de noter que les chiffres de traînée aérodynamique cités dans ce rapport sont limités au vélo uniquement et non au système vélo + pilote. En fait, l'ensemble du système d'un vélo de gravier aurait une pénalité de traînée aérodynamique amplifiée en raison de la position du pilote plus droite et généralement plus élevée. Ainsi, afin de faire une comparaison claire de l'effet de l'équipement du vélo seul, nous publions ici la traînée aérodynamique du vélo uniquement (sans le cycliste).
Configuration du vélo de route aérodynamique :
Cervelo S5 avec côté suisse HADRON2 Utimate 625, Continental GP5000
Pneu de 25 mm, pression de 7,0 bars.
Configuration du vélo de gravier :
Cervelo Aspero avec Swiss Side GRAVON 250, Continental Terra Speed TR
Pneu de 40 mm, pression de 3,0 bars.
Pour effectuer la comparaison, deux configurations typiques de vélos de route et de gravel hautes performances ont été mesurées en soufflerie à 30, 37,5 et 45 km/h. Les données de résistance au roulement sont représentatives de la conduite sur route afin de permettre une comparaison directe. (Les données sur la résistance au roulement tout-terrain et la « résistance au retournement » seront publiées ultérieurement dans une mise à jour de ce rapport. -Restez à l'écoute).
Le poids du système vélo + pilote est considéré comme étant de 80 kg.
Il existe une pénalité importante en matière de résistance de base pour le vélo de gravier. À 30 km/h, elle est déjà de l’ordre de 40 W et celle-ci augmente de façon exponentielle avec l’augmentation de la vitesse. Environ la moitié de la pénalité est la traînée aérodynamique et l’autre moitié la résistance au roulement. Le graphique de traînée aéro montre que la pénalité de traînée aéro augmente considérablement avec l’augmentation des angles de vent traversier. En effet, les profils de cadre de vélo de route aérodynamiques sont conçus pour « naviguer » et exploiter le vent pour réduire la traînée, alors que le cadre de vélo de gravier dans ce cas n'a pas de profils aérodynamiques et a un effet « anti-voile » significatif avec une traînée croissante avec le cross. -vent. Les futurs vélos de gravel accorderont certainement plus d'attention aux performances aérodynamiques par vent latéral dans la conception du cadre.
Alors, quel est le potentiel des performances de traînée aérodynamique des différentes roues et pneus gravel ? Tout d'abord, la comparaison entre la roue gravel aéro en carbone GRAVON 420 a été comparée au modèle de roue gravel en aluminium GRAVON 250. Ensuite, dans un deuxième temps, les configurations typiques de roues et de pneus gravel aux performances « meilleures » et « pires » ont été comparées afin de quantifier le potentiel d'économies de traînée aérodynamique pour les différentes configurations :
Configuration Gravel Bike : Cervelo Aspero avec roues Swiss Side GRAVON …
Comparaison GRAVON 420 à 250 : Fabriqué avec un pneu Schwalbe G-One Allround 40 mm.
Roue + pneu « meilleures performances » : GRAVON 420 avec pneu Schwalbe G-One Speed 35 mm.
Roue + pneu « pires performances » : GRAVON 250 avec pneu Schwalbe G-One Allround 45 mm.
(Pneus utilisés pour la comparaison des roues GRAVON : Schwalbe G-One Allround 40mm)
La roue aérodynamique en carbone GRAVON 420 apporte une économie de traînée aérodynamique jusqu'à environ 5 W en fonction de la vitesse. Cette réduction de la traînée sera amplifiée les jours plus venteux grâce à « l' effet de navigation » amélioré par vent latéral de la jante GRAVON 420 de 42 mm de profondeur. Il faut considérer qu'avec les vitesses globales plus faibles de la conduite sur gravier, l'angle effectif du vent latéral (lacet) est en moyenne plus élevé, de sorte que l'avantage en termes de performances résultant de l'amélioration des effets de navigation sera amplifié dans le monde réel.
L’ajout de l’effet pneu aux différences de performances aérodynamiques des roues conduit à des chiffres plus élevés. Entre le « meilleur » pneu étroit de 35 mm avec section profonde GRAVON 420, et le « pire » pneu de 45 mm de large et section peu profonde GRAVON 250, des différences de traînée aérodynamique de 5 W à 30 km/h et jusqu'à 20 W à 45 km/h sont mesurées.
Pour mettre cela en contexte, une simulation de performances a été réalisée sur la base des meilleurs coureurs de l'événement ' Unbound Gravel 200 ' 2021 . Il s'agit d'une course d'endurance sur gravier de 206 milles (330 km) avec plus de 3 000 m de dénivelé positif. Les meilleurs coureurs terminent la course en un peu plus de 10 heures avec une vitesse moyenne de 32 km/h.
Une économie de traînée de 5 W (à 30 km/h) lors de cet événement permettrait au pilote de gagner 8,5 minutes de temps .
Pour mettre cela en contexte, les 4 meilleurs coureurs de 2021 ont terminé à 1,5 minute les uns des autres. Les choix d’équipements peuvent donc potentiellement avoir un impact significatif sur les résultats et sur les économies d’énergie. À cet égard également, l'énergie économisée grâce à l'économie de traînée de 5 W (@30 km/h) équivaut à 220 kCal, soit environ 3 gels énergétiques .
La largeur des pneus est un sujet important pour l'adhérence, la résistance au roulement et le confort. Mais quel est l’effet sur la traînée aérodynamique ? Afin de quantifier cela, Swiss Side a acheté des pneus de modèles identiques dans différentes largeurs et les a testés en soufflerie. Les configurations testées étaient les suivantes :
Configuration du Gravel Bike : Cervelo Aspero avec Swiss Side GRAVON 420 et divers pneus.
Pneus : Schwalbe G-One Allround en largeurs 35 mm, 40 mm et 45 mm.
Continental Terra Speed en largeurs de 35 mm et 40 mm
Les résultats montrent que l'augmentation de la largeur des pneus augmente la traînée aérodynamique et réduit l'effet de navigation. Les données de mesure étaient très cohérentes avec celles des pneus Schwalbe et Continental testés. Les différences par 10 mm de largeur de pneu augmentée étaient d'environ 3,6 W à 30 km/h, augmentant jusqu'à près de 12 W à la vitesse plus élevée de 45 km/h.
Le nombre de crampons et la bande de roulement des pneus gravel peuvent être très importants pour l'adhérence en tout-terrain, bien qu'ils constituent également une lourde pénalité pour la résistance au roulement sur route. Quelle que soit la façon dont vous voyez les choses, en fonction du terrain de votre sortie sur gravier un jour donné, le choix des pneus est important. Pour apporter quelques faits à ce sujet, les ingénieurs de Swiss Side ont sélectionné 6 pneus gravel typiques et très appréciés de différents niveaux de rugosité ou de « boutonnement » , tous avec une largeur aussi proche que possible (35 mm). Les performances aérodynamiques ont ensuite été mesurées en soufflerie afin de quantifier s'il existe une corrélation directe entre l'augmentation de la taille des boutons et l'augmentation de la traînée aérodynamique.
Configuration Gravel Bike : Cervelo Aspero avec Swiss Side GRAVON 420 et divers pneus …
Pneumatiques : Voir tableau ci-dessous.
En général, plus le pneu et la taille des crampons sont rugueux, plus la traînée aérodynamique est élevée et, en particulier, l'effet de navigation est réduit. Cependant, le Continental Terra Speed était une légère exception avec un faible niveau de traînée aérodynamique et un effet de navigation relativement bon grâce à ses boutons de taille relativement grande. Il n'y a qu'une différence de 0,4 W à 30 km/h par rapport au pneu Schwalbe G-One Speed plus ou moins slick. Le pneu Continental Terra Speed apparaît donc comme un bon choix en termes de compromis entre performances aérodynamiques et adhérence sur sol meuble.
Alors, pouvez-vous être rapide et sale ? C'est la question à laquelle nous voulions répondre. De plus, Jean-Paul (PDG de Swiss Side) a enfreint la règle d'or de ne pas nettoyer son vélo avant de l'amener à la soufflerie. Nous avons donc décidé de le mesurer d'abord, recouvert de boue, afin de quantifier si nous pouvons non seulement voir mais mesurer. une différence. Notez que nous avons gardé les roues et les pneus propres afin de ne pas créer de véritables dégâts, ce n'est donc que « la moitié du tableau » .
Configuration du vélo de gravier : Cervelo Aspero DIRTY avec Swiss Side GRAVON 420,
Pneus Schwalbe G-One Allround 35 mm.
Au final, la différence était mesurable mais presque insignifiante. Cela est également dû au fait que les profils de tubes de ce Cervelo Aspero n'ont pas de forme aérodynamique. Un vélo de gravel « aéro » serait beaucoup plus sensible à une telle boue et saleté en ce qui concerne les performances aérodynamiques. Compte tenu également de la boue sur les roues et les pneus, la pénalité aérodynamique serait certainement amplifiée. Mais à cette occasion, il est encore possible d'être rapide et sale !
