La résistance au roulement est un élément très important parmi une série de forces qui doivent être surmontées lorsque l'on fait du vélo.
En montée, il faut vaincre la gravité, mais on acquiert alors de l'énergie potentielle gravitationnelle. Cette énergie sera pleinement exploitée en descente. Dans un article sur l'aérodynamique du vélo publié par Malizia et Blocken dans le Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics en 2020, il a été souligné qu'à plus de 40 kilomètres par heure sur route plate, environ 90 % de la résistance surmontée est due à la résistance de l'air. C'est pourquoi les cyclistes sur route sont fascinés par tout ce qui touche à l'air. De plus, la friction entre les pneus et la route (ou résistance au roulement) est la principale force à vaincre. Ce n'est qu'en la surmontant que l'on peut commencer à rouler plus vite.
Ce qui suit vous expliquera ce qu'est la résistance au roulement, comment la mesurer et les facteurs qui l'influencent. Bien que la résistance au roulement soit généralement considérée comme un problème pour les vélos de route, les médias étrangers expliqueront également son importance pour les VTT et les cyclistes gravel. Ils présenteront également les trois meilleurs pneus de vélo de route, découverts lors de leurs propres tests, qui présentent une résistance au roulement relativement faible.
Qu'est-ce que la résistance au roulement ?
Selon le fabricant de pneus Schwalbe, la résistance au roulement correspond à la perte d'énergie lors du roulage d'un pneu. Cette perte d'énergie a de multiples sources, la plus importante étant la perte d'énergie due à la déformation du pneu. Il existe également des frottements entre les pneus et la chaussée, ce qui explique pourquoi il est beaucoup plus facile de rouler sur des routes asphaltées plus lisses que sur des chemins de gravier ou des routes tout-terrain.
La déformation ou le déplacement relatif des pneus peut entraîner une production de chaleur et de bruit, ainsi qu'une perte d'énergie du système. Dans le domaine du vélo, la largeur, le diamètre et la pression des pneus influencent leur déformation. D'autres facteurs, tels que la flexibilité du pneu et la composition de la bande de roulement, jouent également un rôle.
Remplacer une partie du noir de carbone dans le composé du pneu par du dioxyde de silicium permet de réduire la perte d'énergie due au déplacement relatif, diminuant ainsi la résistance au roulement. C'est pourquoi les pneus haute performance contiennent généralement du dioxyde de silicium. On prétend que le graphène a un effet similaire. Vittoria a ajouté du graphène à ses pneus haute performance.
Si vous participez à un contre-la-montre ou à une course, vous pourriez être prêt à sacrifier la durée de vie de vos pneus et leur protection anti-crevaison pour gagner en vitesse. Les triples et les flancs des pneus de compétition sont généralement fins et peuvent même ne pas contenir de couche anti-crevaison. En revanche, si vous roulez sur des routes accidentées ou que vous détestez simplement devoir réparer une crevaison à mi-chemin, vous pourriez être prêt à augmenter la résistance au roulement pour obtenir une couche anti-crevaison supplémentaire, ce qui peut améliorer la protection anti-explosion, l'adhérence et prolonger la durée de vie du pneu.
Pourquoi la résistance au roulement est-elle importante ?
La résistance au roulement est l'un des facteurs les plus évidents qui ralentissent votre vitesse de pédalage, et c'est aussi l'un des plus faciles à maîtriser. Outre la résistance de l'air, elle représente une part importante de la résistance rencontrée en vélo, et dépasse même la résistance de l'air à faible vitesse.
Presque tous les cyclistes espèrent rouler plus vite, plus loin ou avec moins d'effort. Réduire la résistance au roulement est l'un des moyens les plus simples et les moins coûteux d'y parvenir. Comme le souligne Schwalbe : « Les cyclistes ont une force physique très limitée et ils espèrent l'utiliser au mieux. »
Choisir de remplacer vos pneus par des pneus à faible résistance au roulement est relativement moins cher, mais cela peut également optimiser vos conditions de conduite et vos itinéraires existants, ce qui est gratuit pour vous.
Comment tester la résistance au roulement ?
Le pneu à tester est installé sur la roue d'essai et gonflé à la pression prédéterminée. Le pneu entre en contact avec le rouleau d'essai et exerce une pression sur la roue par le haut pour simuler le poids du conducteur et provoquer sa déformation.
Le système détermine la résistance au roulement du pneu en mesurant la puissance ou le couple excédentaire nécessaire pour maintenir la rotation à la vitesse spécifiée. Généralement, plusieurs mesures répétées sont effectuées pour garantir la précision et la répétabilité. De plus, une période de préchauffage est généralement prévue avant la mesure afin de maintenir l'équilibre entre le système et les pneus. La résistance au roulement des pneus de vélo est généralement exprimée en watts (W), une unité bien connue des cyclistes et des passionnés. Bien entendu, d'autres unités permettent de représenter les valeurs mesurées. Par exemple, le coefficient de résistance au roulement (Crr), qui correspond à la force nécessaire pour vaincre la résistance au roulement divisée par la charge de la roue, est généralement exprimé en N/kg.
Comparaison de la résistance au roulement entre les pneus à tringle, les pneus tubeless et les pneus tubulaires.
L'un des facteurs qui influencent la résistance au roulement des pneus de vélo est le frottement entre la chambre à air et la chambre à air, qui se produit lorsque le pneu se déforme sous charge. Une évaluation a été spécialement conçue pour tester l'impact de la résistance au roulement des pneus et d'autres facteurs. Les différences de résistance au roulement ont été testées lors de l'utilisation de dix chambres à air différentes en TPU, latex et butyle, associées à des chambres à air Continental GP5000 STR de 25 mm, ainsi que lors de comparaisons supplémentaires avec des pneus tubeless.
En conclusion, la résistance au roulement augmente de 0,2 à 3,8 W avec des chambres à air par rapport à un pneu tubeless. Les chambres à air en latex ont le moins d'impact sur la résistance au roulement, et les performances de la plupart des chambres à air en TPU sont supérieures à celles des chambres à air en butyle. En conclusion, le pneu tubeless offre la meilleure efficacité de conduite. Si vous souhaitez utiliser une chambre à air, optez pour la version sans vide du pneu GP5000. Cette version est plus rapide, plus légère et plus économique.
Les pneus tubulaires sont en fait les mêmes que les pneus à tringle, mais les pneus tubulaires sont plus chers et leur résistance au roulement peut être comparable à celle des pneus à tringle utilisant des chambres à air en latex.
Les pneus en coton contribuent également à réduire la résistance au roulement. Le type et la quantité de colle utilisée, ainsi que le temps de séchage, influencent les résultats. Par conséquent, aucune conclusion définitive ne peut être tirée des essais comparatifs.
En règle générale, la différence de résistance au roulement entre les chambres à air tubeless et celles en latex ou TPU est très faible. Vous pouvez choisir selon vos préférences. De plus, le pneu tubeless offre une protection supplémentaire contre les crevaisons. La présence d'un liquide auto-réhydratant vous permet de rentrer chez vous même en cas de crevaison, dans la plupart des cas.
Comment la résistance au roulement varie-t-elle en fonction de la largeur du pneu ?
Des médias étrangers ont réalisé un test comparatif sur deux versions de pneus Pirelli P Zero Race TLR (26 mm et 30 mm) de largeurs différentes afin de déterminer si des pneus plus larges sont plus rapides. Le résultat est le suivant : cela dépend.
Sur les rollers indoor, lorsque deux pneus roulent à la même pression, le pneu de 30 mm nécessite moins de puissance pour maintenir la même vitesse. En effet, à pression égale, les pneus plus larges se déforment relativement moins grâce à leurs surfaces de contact plus larges et plus courtes. Lorsque la pression réelle du pneu est ajustée au niveau requis, le pneu le plus étroit est plus efficace. En théorie, si la pression des pneus est parfaitement ajustée pour chaque largeur afin de maintenir la même surface de contact, la résistance au roulement devrait être identique.
Cependant, en pratique, sur de meilleures conditions routières, les pneus larges ne sont pas plus lents que les pneus étroits, et sur les routes accidentées exigeant souplesse et adhérence, les pneus larges sont plus rapides. Dans ces conditions, ils offrent un meilleur amorti et une plus grande surface de braquage. C'est pourquoi de nombreux cyclistes gravel d'élite choisissent des pneus ultra-larges pour participer à des courses tout-terrain de haute difficulté comme l'Unbound.
Vous devez donc choisir la taille des pneus en fonction du terrain sur lequel vous roulez et de votre objectif de conduite.
La résistance au roulement est-elle importante pour les VTT et les vélos gravel ?
La réponse est simple : important, mais pas autant qu'une voiture de route. Pour de nombreux cyclistes de montagne et de gravel, la résistance au roulement n'est peut-être pas la priorité absolue. Les pneus à faible résistance au roulement, c'est-à-dire plus légers ou plus fins, peuvent être plus sujets aux crevaisons, ce qui ne justifie pas de faire de compromis pour les courses d'endurance ou les circuits difficiles.
Le domaine où les vététistes seraient prêts à sacrifier un peu d'adhérence au profit d'une moindre résistance au roulement est le cross-country. Dans ce genre de courses, dépasser rapidement est un avantage. Bien sûr, le parcours ne doit pas être trop difficile, et il en va de même pour le gravier.
Ainsi, pour la plupart des randonnées en montagne et sur gravier, l'adhérence et la résistance aux crevaisons sont plus importantes qu'une faible résistance au roulement.
Dans le domaine des véhicules automobiles, la norme IOS a établi une méthode unifiée de mesure de la résistance au roulement. La norme pour les essais de résistance au roulement des vélos est déterminée par les testeurs. Bien entendu, des testeurs expérimentés fournissent également les méthodes d'essai les plus complètes et les plus cohérentes.
En conclusion, il existe des compromis entre la résistance au roulement et d'autres facteurs tels que la résistance à l'air, la durabilité et l'adhérence. Pour choisir le type de pneu à utiliser, dans quelles circonstances et à quelle pression, il est nécessaire de faire des compromis.
