Résistance de frottement en cyclisme

Pour un cycliste, la résistance de frottement non-aérodynamique Rm est la somme de deux résistances différentes, la première provient du contact des roues sur le sol, et la seconde de la friction des pièces mécaniques.

Contact des roues sur le sol

Le contact requiert une adhérence suffisante pour éviter les chutes mais génère en contrepartie une résistance au roulement Rr qui est importante. Cette résistance est proportionnelle au poids total selon un coefficient Cr et dépend de la pente Pt (calcul de pente). Le poids total dépend de la masse totale Mt (cycliste plus matériel) et de l'accélération de la pesanteur g.

Le coefficient définit l'efficacité de roulement des roues. Il dépend de la nature du sol (asphalte, ciment, etc.) et du type de pneus (constitution, forme, dimension, pression de gonflage, etc.).

Pour des roues standards (700x23C), on peut considérer que:
Cr = 0.010 pour une route en asphalte en mauvais état
Cr = 0.008 pour une route en asphalte en bon état
Cr = 0.006 pour une route en asphalte très lisse
Cr = 0.004 pour une piste de vélodrome
Machine pour comparer les Cr des pneus

Friction des pièces mécaniques

La friction dépend des diverses pièces en mouvement, c'est à dire les roues, le pédalier, la chaîne, les dentures, le dérailleur. Parmi tous ces éléments, ce sont les roues qui génèrent la résistance de friction Rf la plus importante. Elle est proportionnelle au carré de la vitesse du cycliste par rapport à l'air Va selon un coefficient Cf.

Le coefficient définit l'efficacité de friction des roues. Il dépend de la conception (moyeu, rayons, jante). Par exemple, on distingue les roues à rayons profilés, les roues à bâtons, les roues pleines (lenticulaires, paraculaires).

Pour des roues standards (700x23C), on peut considérer que:
Cf = 0.0030 pour des roues de bas de gamme
Cf = 0.0027 pour des roues de bonne qualité
Cf = 0.0024 pour des roues de haut de gamme
Roue 3 bâtons

N.B. La résistance de friction est très faible comparativement aux autres. L'utilisation de roues spéciales n'est justifiée que dans des situations extrêmes.

Formule de calcul

En résumé, la formule mathématique permettant le calcul est la suivante:
Rm = Mt g Cr Cos(Arctan(Pt)) + Cf Va²

Calcul de la puissance en cyclisme

J.L