Testé en soufflerie : Quelle est la différence de vitesse avec des roues aérodynamiques ?

Le mois dernier, l’équipe technique de Actus Cyclisme a passé une journée dans la soufflerie du vénéré Silverstone Sports Engineering Hub, mettant à l’épreuve les meilleures superbikes de la WorldTour lors d’une confrontation directe en soufflerie.  

Aux côtés des 11 superbikes, avec un prix moyen avoisinant les 10 000 £, nous avions également notre vélo « de référence » : un Trek Emonda ALR de 2015, équipé de roues à section carrée, de freins à jante, de câbles externes, de guidons ronds, et absolument aucune optimisation aérodynamique.  

Comme on pouvait s’y attendre, il était plus lent que les superbikes. Dans les données brutes, en prenant la moyenne des deux tests de cycliste sur le vélo que nous avons réalisés sur le vélo de référence (au début de la journée et de nouveau à la fin), il était 23,06 watts « plus lent » à 40 km/h que le résultat moyen de nos superbikes. Cela signifie que si vous essayez de rouler à 40 km/h, vous devrez fournir 23 watts de plus sur ce vélo que si vous étiez sur une superbike moyenne.  

Toutes nos superbikes modernes étaient équipées de roues aérodynamiques à section profonde, alors que se passe-t-il si nous remplaçons les roues de notre vélo de référence par une option similaire ? Nous avons bien entendu vérifié.

Nous voulions savoir quelle différence l’upgrade ferait. Cela fermerait-il entièrement le déficit de 25 watts ? Y aurait-il une différence ? Est-ce un meilleur rapport qualité-prix que, disons, un nouveau casque ?  

De plus, si vous possédez un vieux vélo d’entrée de gamme comme notre Emonda, est-il judicieux de dépenser de l’argent pour un upgrade de roues aérodynamiques, ou est-ce juste pour le look ? Plongeons dans le test et découvrons.

Notre choix de roues était une option plutôt économique d’une marque britannique aujourd’hui disparue, le modèle RR-50 V3, pour être précis.

Elles avaient une profondeur de 50 mm, avec une largeur intérieure de 19 mm, et nous avons monté le même pneu avant Continental GP5000 S TR de 25 mm qui était installé sur tous les autres vélos testés pour standardisation. Avant la fermeture de la marque, ces roues se vendaient autour de 800,00 £ / 900,00 $.  

Les résultats

Nous avons testé chaque vélo à sept angles de dérive, qui est l’angle auquel le vent frappe le vélo et le cycliste. Un angle de dérive de 0 degré signifie que le vent frappe le cycliste directement ; un vent de face parfait, si vous voulez. Un angle de dérive plus élevé signifie que le vent vient de côté.  

Dans ce cas, nous avons testé de -15 degrés (vent venant du côté gauche) jusqu’à +15 degrés (vent venant de la droite), par paliers de cinq degrés pour un total de sept captures.  

Les données fournies par la soufflerie sont le CdA, qui signifie Coefficient de traînée x Surface. Le coefficient de traînée reflète la forme et la facilité avec laquelle l’air s’écoule autour d’un objet, tandis que la surface est simplement sa taille. Plus le coefficient de traînée est bas, ou plus l’objet est petit, plus il passera facilement à travers l’air et donc, plus il ira vite pour un effort égal.  

Ce qui est vraiment intéressant, c’est que les roues plus profondes étaient en réalité plus lentes à de faibles angles de dérive. Cela est probablement dû au fait que les roues étaient significativement plus larges que nos roues de référence, augmentant ainsi simplement la surface frontale du vélo.  

Cependant, lorsque le vent vient d’angles plus larges, les roues profondes montrent leur efficacité, offrant plus d’effet de « voile », capturant le vent et aidant à propulser le cycliste en avant.  

Après avoir moyenné les valeurs de CdA des données brutes, nous avons constaté qu’avec les roues plus profondes, le test cycliste sur vélo a fourni un CdA de 0,3640. C’est 0,0062 de moins (et donc plus rapide) que la référence.  

Lorsque vous prenez ces valeurs de CdA et calculez la puissance requise à 40 km/h, nous commençons à avoir une idée de la différence dans un cadre réel.  

Nous pouvons voir ici que nos superbikes nécessitent en moyenne 282,41 watts pour rouler à 40 km/h. Notre vélo de référence, comme expliqué précédemment, est à 23,06 watts. Fait intéressant, les roues aérodynamiques ne réduisent pas beaucoup l’écart. En ignorant notre marge d’erreur (que nous aborderons ci-dessous), les roues aérodynamiques valent seulement 5,89 watts.

Pour aider à contextualiser cela dans le monde réel, cela équivaut à un gain de 25 secondes sur 40 km si vous rouliez à 250 watts, ou une augmentation de vitesse de 0,24 km/h pour un effort égal. Si vous augmentez votre puissance à 350 watts, votre gain de vitesse grimpe à 0,27 km/h.  

Cependant, il est important de noter qu’une fois notre marge d’erreur prise en compte, les roues pourraient en fait être équivalentes.  La marge d’erreur pour notre test (que nous avons calculée en utilisant la différence entre les deux tests sur le même cadre de référence au début et à la fin de notre journée) était de 3,91 watts.  

Comme le montrent les deux graphiques à barres ci-dessus, les barres d’erreur pour les deux ensembles de données pertinents se chevauchent, donc en comparant le meilleur scénario pour le vélo de référence avec le pire scénario pour les roues profondes, il est possible que les roues peu profondes soient plus rapides.  

Bien sûr, les marges d’erreur peuvent fonctionner dans les deux sens, donc pour renverser cela et prendre le pire scénario pour le vélo de référence et le meilleur scénario pour les roues profondes, la différence pourrait atteindre 13,7 watts à 40 km/h.  

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Conclusion

Statistiquement parlant, en raison de notre marge d’erreur, nous ne pouvons pas conclure avec une confiance absolue que les roues à section profonde sont plus rapides que nos roues peu profondes.  

Cependant, en regardant les données brutes et en utilisant le bon sens, nous sommes raisonnablement confiants qu’elles le sont.

Du point de vue du coût par watt, il est notable que la différence est si petite pour un article aussi coûteux. En utilisant les données brutes, l’économie est inférieure à six watts, et en se basant sur le prix de détail de 800 £ / 900 $, cela représente 133,33 £ / 150 $ par watt économisé.

De plus, lorsque nous avons testé des roues en soufflerie en 2022, nous avons découvert que la différence entre le meilleur et le pire ensemble de roues aérodynamiques n’était que de 3,87 watts et qu’il n’y avait aucune corrélation avec le prix. Cela nous informe que les économies supplémentaires à réaliser en passant à un ensemble de roues aérodynamiques « premium » – au lieu de notre ensemble de roues Prime axé sur le budget ici – sont également faibles.  

Cependant, ce qui est peut-être le plus intéressant, c’est que, étant donné que la plupart de la différence entre nos roues profondes et nos roues peu profondes se trouve à des angles de dérive plus élevés, qui sont moins fréquents que les angles de dérive faibles, l’économie dans le monde réel est probablement encore moins significative.  

Bien sûr, les améliorations aérodynamiques ne sont pas la seule raison d’acheter un ensemble de roues modernes. Beaucoup d’entre elles sont plus légères, plus larges et donc offrent une meilleure maniabilité, et plus encore. Mais si votre seule motivation pour vouloir passer à des roues profondes est un gain aérodynamique, vous devriez probablement réfléchir à deux fois avant d’investir tout cet argent… même si elles ont l’air cool.  

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