Triathlon · Niveau 8 : Expert · Sous-niveau 8.2
Ingénierie des pneus, des roues et de la transmission
10 tests · 100 faits · mis à jour le 12 octobre 2026 · markdown
L'ingénierie de ce qui transforme la puissance en vitesse : résistance au roulement en chiffres, pression et vibrations, construction et dimensions des pneus, jantes et forme du pneu, aérodynamique des roues, chaînes et lubrification, braquets et galets de dérailleur, manivelles et mécanique du pédalage, physique du freinage et matériaux des cadres.
Chaque test ci-dessous compte dix questions sur Insporta. La liste sous un test indique ce que les questions vérifient : un fait par question, avec la source dont il est tiré. Lisez-la avant le test, ou revenez-y après une mauvaise réponse.
Test 1La résistance au roulement en chiffresFaire un test
Le Crr est un rapport sans dimension : la force de résistance est égale au Crr multiplié par la charge normale (masse × g).
Source : Wilson & Schmidt, Bicycling Science (4th ed., 2020) · restitution
Les bons pneus de course à tringles et tubeless mesurent environ 0,003–0,004 sur des tambours et des routes lisses.
Source : Wilson & Schmidt, Bicycling Science (4th ed., 2020) · restitution
0,004 × 80 × 9,81 × 11,1 m/s vaut environ 35 W.
Source : Wilson & Schmidt, Bicycling Science (4th ed., 2020) · application
0,001 × 80 × 9,81 × 11,1 vaut environ 8,7 W, ce qui explique pourquoi le choix des pneus compte autant.
Source : Wilson & Schmidt, Bicycling Science (4th ed., 2020) · application
Comme force = Crr × charge, un coureur et un vélo plus lourds subissent proportionnellement plus de résistance au roulement.
Source : Wilson & Schmidt, Bicycling Science (4th ed., 2020) · restitution
La rugosité de la surface fait rebondir le pneu et le vélo, ce qui ajoute des pertes d'énergie que les essais sur tambour lisse ne captent pas.
Source : Wilson & Schmidt, Bicycling Science (4th ed., 2020) · restitution
L'hystérésis du caoutchouc diminue généralement quand il chauffe ; le même pneu est donc plus rapide aux essais par temps chaud.
Source : Wilson & Schmidt, Bicycling Science (4th ed., 2020) · restitution
À 40 km/h, la puissance aérodynamique atteint typiquement plusieurs centaines de watts, contre quelques dizaines pour la résistance au roulement.
Source : Wilson & Schmidt, Bicycling Science (4th ed., 2020) · application
Un tambour en acier est lisse et courbe ; les chiffres absolus diffèrent donc de ceux de la route, bien que le classement des pneus se vérifie généralement.
Source : Wilson & Schmidt, Bicycling Science (4th ed., 2020) · restitution
Test 2Pression, impédance et vibrations des pneusFaire un test
Les vibrations transmises au vélo et au coureur sont dissipées en chaleur dans le corps et les composants.
Source : Wilson & Schmidt, Bicycling Science (4th ed., 2020) · restitution
En dessous du point de rupture, une pression plus élevée réduit les pertes ; au-dessus, l'augmentation des pertes par vibration rend le pneu plus lent sur route réelle.
Source : Wilson & Schmidt, Bicycling Science (4th ed., 2020) · restitution
Le point de rupture baisse à mesure que les surfaces deviennent plus rugueuses ; la pression la plus rapide diminue donc.
Source : Wilson & Schmidt, Bicycling Science (4th ed., 2020) · application
Les tissus mous amortissent les vibrations, transformant l'énergie mécanique en chaleur plutôt qu'en mouvement vers l'avant.
Source : Wilson & Schmidt, Bicycling Science (4th ed., 2020) · restitution
Frank Berto a suggéré des pressions qui laissent le pneu s'écraser d'environ 15 % de sa hauteur sous le poids du coureur.
Source : Wilson & Schmidt, Bicycling Science (4th ed., 2020) · restitution
L'écrasement dépend de la charge et de la pression ; une charge plus élevée demande donc plus de pression pour conserver la même forme.
Source : Wilson & Schmidt, Bicycling Science (4th ed., 2020) · application
Un volume et une largeur de contact plus grands permettent à un pneu plus large de porter la charge avec moins de pression et moins de vibrations.
Source : Wilson & Schmidt, Bicycling Science (4th ed., 2020) · restitution
En général, environ 55–60 % de la charge repose sur la roue arrière, qui demande donc un peu plus de pression.
Source : Wilson & Schmidt, Bicycling Science (4th ed., 2020) · restitution
Sur une surface très lisse, le point de rupture est élevé ; les pertes de carcasse continuent donc de diminuer quand la pression augmente.
Source : Wilson & Schmidt, Bicycling Science (4th ed., 2020) · application
La sensation dure et vibrante d'un pneu trop gonflé est souvent prise pour de la vitesse, alors que les pertes réelles augmentent.
Source : Wilson & Schmidt, Bicycling Science (4th ed., 2020) · application
Test 3Construction et dimensions des pneusFaire un test
Un TPI plus élevé signifie généralement des fils plus fins et une carcasse plus souple.
Source : Wilson & Schmidt, Bicycling Science (4th ed., 2020) · restitution
Des carcasses plus minces et plus flexibles se déforment avec de plus faibles pertes par hystérésis.
Source : Wilson & Schmidt, Bicycling Science (4th ed., 2020) · restitution
Les couches de protection rigidifient le pneu et ajoutent de la gomme ; elles augmentent donc généralement la résistance au roulement.
Source : Wilson & Schmidt, Bicycling Science (4th ed., 2020) · restitution
Les codes ETRTO donnent la largeur du pneu puis le diamètre d'assise du talon ; 622 mm est la taille route standard 700c.
Source : ETRTO Standards Manual (2023) · restitution
Le premier chiffre est la largeur de section nominale du pneu.
Source : ETRTO Standards Manual (2023) · restitution
La largeur réelle dépend de la largeur interne de la jante ; avec les jantes larges modernes, un pneu de 25 mm mesure souvent 27–28 mm.
Source : ETRTO Standards Manual (2023) · restitution
Les jantes hookless sont limitées à 5 bar parce que le pneu est maintenu sans crochet.
Source : ETRTO Standards Manual (2023) · restitution
Seuls les pneus conçus pour les talons hookless tiennent en toute sécurité ; les autres peuvent se déjanter et lâcher.
Source : ETRTO Standards Manual (2023) · restitution
Des gommes plus tendres, à plus faible hystérésis, peuvent rouler plus vite et mieux adhérer, mais s'usent plus tôt.
Source : Wilson & Schmidt, Bicycling Science (4th ed., 2020) · restitution
Les pneus de vélo de route sont trop étroits pour faire de l'aquaplaning aux vitesses du cyclisme ; la sculpture n'apporte donc guère d'adhérence.
Source : Wilson & Schmidt, Bicycling Science (4th ed., 2020) · restitution
Test 4Largeur de jante et forme du pneuFaire un test
Des largeurs internes plus grandes écartent les talons, ce qui donne un profil de pneu plus large et moins arrondi.
Source : ETRTO Standards Manual (2023) · restitution
Les concepteurs de roues ont constaté que la traînée augmente quand le pneu est plus large que la jante ; les jantes sont donc faites légèrement plus larges que les pneus.
Source : Poertner, Zipp wheel design notes (2010s) · restitution
Un pneu qui bombe perturbe la transition lisse vers la jante, surtout avec un angle de lacet.
Source : Crouch et al., Sports Eng 2017 · restitution
Un pneu plus large a une surface frontale plus grande ; une largeur de jante assortie limite le handicap.
Source : Crouch et al., Sports Eng 2017 · restitution
Les preuves que les pneus plus larges roulent bien ont conduit à des jantes plus larges, pour que les formes du pneu et de la jante restent aérodynamiquement assorties.
Source : Wilson & Schmidt, Bicycling Science (4th ed., 2020) · restitution
Un pneu beaucoup plus large que sa jante est mal soutenu latéralement et peut rouler ou se dérober.
Source : ETRTO Standards Manual (2023) · restitution
Garder le pneu à l'intérieur du profil extérieur de la jante aide l'écoulement à rester attaché sur la jante.
Source : Crouch et al., Sports Eng 2017 · restitution
Les tableaux ETRTO associent les largeurs internes de jante à une plage de largeurs de pneus compatibles.
Source : ETRTO Standards Manual (2023) · restitution
Un pneu plus large que la jante dégrade le profil prévu de la jante, ce qui fait perdre une partie de l'avantage aérodynamique.
Source : Crouch et al., Sports Eng 2017 · application
La roue arrière est en partie protégée par le cadre et les jambes ; l'avant reçoit donc davantage l'écoulement non perturbé.
Source : Crouch et al., Sports Eng 2017 · restitution
Test 5Aérodynamique et construction des rouesFaire un test
Par rapport à l'air, le haut de la roue se déplace à environ le double de la vitesse du vélo tandis que le point de contact est immobile.
Source : Wilson & Schmidt, Bicycling Science (4th ed., 2020) · restitution
Comme les rayons du haut traversent l'air rapidement, en réduire le nombre et les profiler diminue la traînée.
Source : Crouch et al., Sports Eng 2017 · restitution
Des jantes plus hautes lissent l'écoulement autour de la roue et peuvent produire une force de voile vers l'avant avec un angle de lacet.
Source : Crouch et al., Sports Eng 2017 · restitution
La force latérale sur une roue pleine avant crée un couple de direction ; à l'arrière, elle affecte à peine la direction.
Source : Crouch et al., Sports Eng 2017 · restitution
Des roues souples latéralement peuvent frotter contre les patins ou le cadre et paraître imprécises dans les virages ou en sprint.
Source : Wilson & Schmidt, Bicycling Science (4th ed., 2020) · restitution
Un freinage prolongé chauffe la jante ; la résine du carbone et les pneus sont sensibles aux températures élevées.
Source : Wilson & Schmidt, Bicycling Science (4th ed., 2020) · restitution
À vitesse constante sur le plat, la masse n'affecte que légèrement la résistance au roulement.
Source : Wilson & Schmidt, Bicycling Science (4th ed., 2020) · restitution
Une tension inégale tire la jante latéralement ou radialement, ce qui provoque un voile.
Source : Wilson & Schmidt, Bicycling Science (4th ed., 2020) · restitution
Les classements peuvent s'inverser entre un angle de lacet faible et élevé ; un chiffre unique masque donc le comportement en conditions réelles.
Source : Crouch et al., Sports Eng 2017 · restitution
Par vents de travers forts et irréguliers, un profil plus bas à l'avant limite les effets de direction dus à la force latérale, tandis qu'une roue arrière haute reste maîtrisable.
Source : Crouch et al., Sports Eng 2017 · application
Test 6Frottement de la chaîne et lubrificationFaire un test
Des essais en laboratoire ont mesuré des rendements de transmission par chaîne allant jusqu'à environ 98,6 %.
Source : Spicer et al., J Mech Des 2001 · restitution
Le rendement augmentait avec des pignons plus grands et une tension de chaîne plus élevée ; la lubrification faisait peu de différence dans des conditions de laboratoire propres.
Source : Spicer et al., J Mech Des 2001 · restitution
Dans des conditions propres et contrôlées, la lubrification avait peu d'effet mesuré ; la saleté du monde réel change ce tableau.
Source : Spicer et al., J Mech Des 2001 · restitution
La contamination crée une pâte abrasive dans les rouleaux et les axes, ce qui augmente le frottement et l'usure.
Source : Wilson & Schmidt, Bicycling Science (4th ed., 2020) · restitution
La cire à base de paraffine attire peu la saleté et affiche un faible frottement aux essais, mais elle doit être réappliquée.
Source : Wilson & Schmidt, Bicycling Science (4th ed., 2020) · restitution
Les chaînes ne s'étirent pas ; l'usure allonge le pas, et environ 0,5 % signale qu'il faut la remplacer sur de nombreuses transmissions.
Source : Wilson & Schmidt, Bicycling Science (4th ed., 2020) · restitution
Une chaîne allongée remonte sur les dents, ce qui accélère l'usure de pignons coûteux.
Source : Wilson & Schmidt, Bicycling Science (4th ed., 2020) · restitution
Des bancs d'essai indépendants entraînent une chaîne à puissance et vitesse données et mesurent les pertes.
Source : Wilson & Schmidt, Bicycling Science (4th ed., 2020) · restitution
Un lubrifiant rapide quand il est propre peut être peu performant une fois contaminé ; les essais en conditions sales sont donc plus réalistes.
Source : Wilson & Schmidt, Bicycling Science (4th ed., 2020) · restitution
Une chaîne propre et neuve, bien lubrifiée, récupère à faible coût les watts perdus à cause de la saleté et de l'usure.
Source : Wilson & Schmidt, Bicycling Science (4th ed., 2020) · application
Test 7Braquets, ligne de chaîne et galetsFaire un test
Les combinaisons extrêmes inclinent fortement la chaîne, ce qui augmente le frottement et l'usure.
Source : Wilson & Schmidt, Bicycling Science (4th ed., 2020) · restitution
L'angle de la chaîne augmente le frottement entre les plaques et les dents des pignons.
Source : Spicer et al., J Mech Des 2001 · restitution
Une articulation moindre des maillons autour de poulies plus grandes réduit le frottement, typiquement d'un watt ou deux.
Source : Spicer et al., J Mech Des 2001 · restitution
53/11 × environ 2,1 m de circonférence font environ 10,1 m par tour de manivelle ; 90 tours par minute font environ 55 km/h.
Source : Wilson & Schmidt, Bicycling Science (4th ed., 2020) · application
Développement = rapport × circonférence de la roue, utilisé pour comparer les braquets entre tailles de roues.
Source : Wilson & Schmidt, Bicycling Science (4th ed., 2020) · restitution
Un plateau plus grand permet au coureur d'utiliser des pignons arrière plus grands avec une chaîne plus droite pour le même braquet.
Source : Spicer et al., J Mech Des 2001 · restitution
Les systèmes 1x simplifient le passage des vitesses, mais étalent la plage avec des écarts plus larges entre les rapports.
Source : Wilson & Schmidt, Bicycling Science (4th ed., 2020) · restitution
Des braquets plus petits permettent aux coureurs de grimper assis à une cadence et à une puissance soutenables.
Source : Wilson & Schmidt, Bicycling Science (4th ed., 2020) · application
Des pignons plus petits plient chaque maillon davantage à chaque prise de dent, ce qui augmente les pertes.
Source : Spicer et al., J Mech Des 2001 · restitution
Passer sur le grand plateau redresse la chaîne et utilise des pignons plus grands, ce qui réduit le frottement.
Source : Spicer et al., J Mech Des 2001 · application
Test 8Longueur de manivelle et mécanique du pédalageFaire un test
Entre 120 et 220 mm, la puissance maximale n'a varié que de quelques pour cent, la cadence optimale s'ajustant à la longueur de manivelle.
Source : Martin & Spirduso, Eur J Appl Physiol 2001 · restitution
Des manivelles plus courtes réduisent la fermeture de la hanche dans une position aérodynamique basse, ce qui peut aider le confort et la puissance.
Source : Martin & Spirduso, Eur J Appl Physiol 2001 · application
L'extension de la jambe en bas du coup de pédale ne reste similaire que si la hauteur de selle augmente de la valeur du changement de manivelle.
Source : Wilson & Schmidt, Bicycling Science (4th ed., 2020) · restitution
La vitesse du pied sur le cercle dépend à la fois du nombre de tours par minute et du rayon de la manivelle.
Source : Martin & Spirduso, Eur J Appl Physiol 2001 · restitution
Les revues constatent des effets incohérents sur la puissance et le rendement ; certains coureurs les préfèrent.
Source : Leong, Elmer & Martin, J Appl Biomech 2017 · restitution
Le Q-factor est l'écartement latéral des pédales, qui influe sur l'alignement du genou et le confort.
Source : Wilson & Schmidt, Bicycling Science (4th ed., 2020) · restitution
Un stack plus haut abaisse en pratique la selle par rapport au pied ; il faut donc en tenir compte.
Source : Wilson & Schmidt, Bicycling Science (4th ed., 2020) · restitution
La puissance maximale survient à une vitesse de pédale similaire ; une manivelle plus courte décale donc le meilleur nombre de tours par minute vers le haut.
Source : Martin & Spirduso, Eur J Appl Physiol 2001 · restitution
Des jauges de contrainte mesurent le couple ; multiplié par la vitesse de rotation, il donne la puissance.
Source : Wilson & Schmidt, Bicycling Science (4th ed., 2020) · restitution
Les capteurs de puissance d'un seul côté supposent que les deux jambes contribuent de façon égale, ce qui n'est pas vrai pour tout le monde.
Source : Wilson & Schmidt, Bicycling Science (4th ed., 2020) · restitution
Test 9Physique du freinageFaire un test
Avec un centre de masse haut, le transfert de poids fait que la roue avant assure l'essentiel du freinage jusqu'à ce que l'arrière se soulève.
Source : Wilson & Schmidt, Bicycling Science (4th ed., 2020) · restitution
La géométrie limite les vélos à environ un demi-g avant la bascule vers l'avant, bien moins que les voitures.
Source : Wilson & Schmidt, Bicycling Science (4th ed., 2020) · restitution
Les disques restent plus propres et la chaleur du freinage n'atteint pas la jante ni le pneu.
Source : Wilson & Schmidt, Bicycling Science (4th ed., 2020) · restitution
Le frottement convertit l'énergie cinétique en chaleur, ce qui explique que les longues descentes chauffent les freins.
Source : Wilson & Schmidt, Bicycling Science (4th ed., 2020) · restitution
L'énergie cinétique, et donc la distance d'arrêt à décélération fixe, augmente avec v au carré.
Source : Wilson & Schmidt, Bicycling Science (4th ed., 2020) · restitution
Un pneu a une adhérence limitée ; l'utiliser pour freiner en laisse moins pour tourner : c'est le « cercle de friction ».
Source : Wilson & Schmidt, Bicycling Science (4th ed., 2020) · restitution
Des plaquettes, des disques ou un liquide surchauffés perdent en friction ou en pression, ce qui réduit la puissance de freinage.
Source : Wilson & Schmidt, Bicycling Science (4th ed., 2020) · restitution
Freiner fermement par à-coups laisse les composants refroidir entre deux freinages et conserve l'adhérence pour le virage.
Source : Wilson & Schmidt, Bicycling Science (4th ed., 2020) · application
Atteindre les leviers de la base du cintre prend du temps, c'est pourquoi les coureurs passent sur la base du cintre dans les sections techniques.
Source : Wilson & Schmidt, Bicycling Science (4th ed., 2020) · application
Test 10Ingénierie du cadre et des composantsFaire un test
Les empilements composites placent les fibres là où passent les charges, ce qui donne une grande rigidité par rapport au poids et une grande liberté de conception.
Source : Wilson & Schmidt, Bicycling Science (4th ed., 2020) · restitution
Le carbone est résistant dans les directions pour lesquelles il est conçu, mais vulnérable aux contraintes de serrage ; une clé dynamométrique évite les dommages.
Source : Wilson & Schmidt, Bicycling Science (4th ed., 2020) · restitution
Cacher les câbles réduit l'encombrement exposé et turbulent autour du cintre et de la douille de direction.
Source : Crouch et al., Sports Eng 2017 · restitution
Intégrer le rangement dans la forme du cadre évite la traînée des accessoires placés dans l'écoulement d'air.
Source : Crouch et al., Sports Eng 2017 · restitution
Les emplacements dans le sillage du coureur ou entre les bras donnent souvent aux essais une variation de traînée faible, voire négative.
Source : Crouch et al., Sports Eng 2017 · restitution
Les alliages d'aluminium sont abordables et plus tolérants aux chocs, mais plus lourds que le carbone à rigidité égale.
Source : Wilson & Schmidt, Bicycling Science (4th ed., 2020) · restitution
Un cadre de mauvaise taille limite la façon dont les points de contact peuvent être agencés.
Source : Wilson & Schmidt, Bicycling Science (4th ed., 2020) · restitution
Le titane offre durabilité et résistance à la corrosion avec un confort de roulage souple, pour un coût et un poids supérieurs à ceux du carbone.
Source : Wilson & Schmidt, Bicycling Science (4th ed., 2020) · restitution
Un dommage caché peut provoquer une rupture soudaine ; une inspection ou une imagerie par un spécialiste est donc conseillée.
Source : Wilson & Schmidt, Bicycling Science (4th ed., 2020) · application
Sources
Littérature évaluée par les pairs en ingénierie du sport et en physiologie, avec des données d'essais et des normes publiées pour les faits établis
- Wilson & Schmidt, Bicycling Science (4th ed., 2020)65
- Crouch et al., Sports Eng 201713
- ETRTO Standards Manual (2023)8
- Spicer et al., J Mech Des 20018
- Martin & Spirduso, Eur J Appl Physiol 20014
- Poertner, Zipp wheel design notes (2010s)1
- Leong, Elmer & Martin, J Appl Biomech 20171