Impact du nombre de rayons sur l'aérodynamisme d'une roue.

Publié le par Adrien.

Le nombre de rayons d'une roue a un impact direct sur la rigidité de cette dernière (voir l'article du 03/06/05) mais aussi sur son aérodynamique.
Il est intéressant d'étudier les proportions dans lesquelles les rayons influent sur la trainée de la roue.


Afin de déterminer cette influence, la société Zipp a éffectué plusieurs série de tests qui ont pour but de déterminer la puissance nécessaire à dévelloper dans un flux d'air pour faire tourner la roue à une certaine vitesse.
Ces tests ont été reconduits pour plusieurs roues et surtout pour des roues identiques dont le nombre de rayon change. (La Zipp 404).
Etant donné la grande marge d'incertitude causée par la difficulté à reproduire les tests par les moyens disponibles, une moyenne sera faite sur au moins trois éssais pour chaque roue.

Voici les résultats; en abscisse figure l'angle du vent imposé à la roue, la puissance en Watt est en ordonnée.





La première chose qui frappe aux yeux est la courbe la plus haute, donc la roue qui réclame le plus de puissance pour avancer à une certaine vitesse: il s'agit d'une roue plate à boyau type Mavic Gl330 à 32 rayons qui réclame près de 50% de puissance supplémentaire en plus pour tourner à la même vitesse que les autres roues à base de jante Zipp 404.
La seconde courbe qui se détache à forte inclinaison du vent est celle d'une roue classique à 20 rayons.

Le plus intéressant à exloiter concerne les Zipp, un seul paramètre change sur ces éssais; il s'agit du nombre de rayons, on est donc en mesure de voir directement l'impact du nombre de rayons sur l'aérodynamisme.

Première constatation; la roue avec 16 rayons nécessite plus de puissance que celle à 18 rayons pour tourner. C'est bien entendu causé par le manque de précision des tests durant lesquels la roue à 18 rayons à été testée 14 fois tandis que celle à 16 rayons n'a été testée que 3 fois. La moyenne des valeurs est donc plus précise pour la roue à 18 rayons et on s'approche plus de la réalité.

Seconde constation, et sans doute très intéressante: passer d'une roue à 18 rayons à une roue à 28 rayons ne fait gagner dans ce test qu'environ 12,5% de puissance ce qui est ma foi très faible car ça représente 55,5% de rayons en plus!
Attention à ne pas confondre la puissance que doit dévelloper le coureur sur le vélo et le gain causé par le nombre de rayons! Ici le gain de 12,5% ne veut pas dire que le coureur devra dévelloper 12,5% de puissance en moins mais ça veut seulement dire que la roue avant absorbera 12,5% de puissance en moins par rapport à une roue zipp 404 28 rayons au coureur. Il y a bien sur d'autres paramètres à prendre en compte pour évaluer le gain en puissance à développer par un coureur sur le vélo complet.


Finalement après interprétation de ce test, on peut affirmer que le nombre de rayon d'une roue est largement négligeable par rapport à la section de la jante.
Il vaut mieux donc préférer une jante haute avec beaucoup de rayons (24/28) plutôt qu'une jante basse avec peu de rayons (18/20) quand on recherche l'aérodynamisme et la rigidité.
Rien de bien nouveau en soit mais cet article à l'avantage de montrer dans quelles proportions cela a lieu.

Source : Zipp

Publié dans Etudes - Studies

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Adrien 29/06/2005 22:30

Les souffleries sont la pour simuler la réalité, je pense que ce n'est pas lon du tout de la réalité.

Tu crois que le fait de balancer le vélo va changer quelque chose à l'aérodynamisme de la roue...?!

Je ne vois pas ce que tu veux dire par les trous d'air mais la variation de l'angle du vent permet de simuler 90% des conditions que l'on trouve sur la route.

Enfin, après tout ce n'est pas moi qui ait fait les tests.
Et entre nous, je pense que les ingénieurs de chez Zipp en savent bien plus que nous. ;)

Max 29/06/2005 20:16

arf... pas trop d'accord avec les commentaires...
L'aérodynamisme est surtout important dans les conditions de soufleries, c'est à dire quand on ne balance pas le vélo, et quand il n'y a pas de "trous d'air"...

Bon il y a beaucoup à dire sur le sujet, un commentaire ne suffit pas.

La traduc' en vallait la peine ! Reste à interpréter les résultats, sans en oublier la source !

à+!

Adrien 09/06/2005 10:02

Bien sur, quand la vitesse est grande, l'aérodynamisme est bien plus important que le poids! Après, si on peut avoir les deux (jantes profilées légéres) c'est encore mieux!

Lolo 08/06/2005 13:10

Salut,
Voilà un article qui peut aider à comprendre que certains préfèrent rouler avec des cosmic carbone plutôt que des ksyrium. Elles sont certes plus lourdes mais beaucoup plus aérodynamiques. L'avantage est peut-être plus important que ne le laisse penser la différence de poids par rapport à la différence aérodynamique.
Merci Adrien pour ces articles de chez ZIPP (Mon anglais laissant à désirer).

@+
Lolo