/ Le physicien Martin Bier en position aérodynamique, une position de vélo qui réduit la résistance à l’air.
De nombreux passionnés de vélo se sont récemment laissés séduire par le concept de l'”everesting”, qui consiste à monter et descendre le même parcours de montagne encore et encore jusqu’à ce que la distance totale de leurs ascensions atteigne l’altitude de l’Everest : 8 848 mètres, soit environ 5,5 miles. Récemment, un débat a émergé sur la possibilité qu’un vent arrière puissant puisse aider un cycliste à améliorer son temps. Toutefois, selon un nouveau papier publié dans le Journal américain de la physique par le physicien Martin Bier de l’Université de l’Est de la Caroline en Caroline du Nord, ce n’est pas le cas.
Le terme “everesting” tire son nom de George Mallory, petit-fils du légendaire alpiniste des années 1920 George Mallory, qui a participé aux trois premières expéditions britanniques sur l’Everest. Le jeune Mallory se préparait pour sa tentative de l’Everest en 1994, et son entraînement incluait des séances de vélo sur le Mont Donna Buang en Australie, où il devait monter de nombreuses fois jusqu’à atteindre l’altitude de l’Everest.
Vingt ans plus tard, un autre passionné de vélo australien, Andy van Bergen, a commencé à organiser des événements d'”everesting” à l’échelle mondiale. Les cyclistes participants choisissaient une colline près de chez eux et suivaient les progrès des autres en ligne. Ces événements sont devenus extrêmement populaires en 2020 après que l’épidémie de COVID-19 ait entraîné des confinements mondiaux.
Selon Bier, un cycliste moyen en forme a généralement besoin de plus de 20 heures pour accomplir un tel exploit, tandis que les professionnels peuvent le faire beaucoup plus rapidement. Par exemple, le cycliste irlandais Ronan McLaughlin a réussi ce défi en un temps record de 7 heures, 4 minutes et 41 secondes le 30 juillet 2020, battant de près son propre temps sur la même colline (Mamore Gap en Irlande) en mars 2021 avec un temps de 6:40:54.
Bier s’est basé sur les performances record de McLaughlin pour son analyse. Le parcours utilisé par McLaughlin est un segment de route de 810 mètres avec une montée de 117 mètres. Il n’y avait pas beaucoup de vent lors de la première tentative de 2020, mais lors de son deuxième essai en 2021, il a bénéficié d’un vent arrière d’environ 12 mph (ou 5,4 m/s). Étant donné l’amélioration marquée de son temps, il y a eu beaucoup de “spéculations qualitatives” dans les cercles cyclistes sur la mesure dans laquelle le vent arrière a pu contribuer à établir ce record d'”everesting”, certains se demandant si les règles devraient être modifiées pour limiter les vitesses de vent autorisées pour déterminer de futurs records.
Le paradoxe du cycliste
Bier souligne dans son article que le même vent arrière aurait été un vent de face lors de la descente de McLaughlin ; la question est donc de savoir si l’effet d’un vent arrière puissant sur les montées était plus important que l’effet du vent de face sur les descentes. Il existe un concept connu sous le nom de “paradoxe du cycliste” dans les cercles de l’éducation physique : si l’on monte une colline et que l’on redescend, sans changement net d’altitude, on pourrait s’attendre intuitivement à ce que les vitesses de montée et de descente se compensent.
Mais ce n’est pas ce qui se passe, principalement en raison de la résistance de l’air. Certes, la résistance de l’air est négligeable lorsqu’on grimpe, c’est pourquoi les cyclistes expérimentés essaieront de doubler leur puissance/speed lors des montées. Toutefois, la force du frottement de l’air augmente avec le carré de la vitesse. Il faut quatre fois plus de puissance pour doubler sa vitesse et neuf fois plus pour tripler sa vitesse. Cela, dit Bier, “fait des ravages”.
Bier a découvert que, bien qu’un vent arrière puisse aider un peu lors des montées, le vent de face a en réalité un effet considérable lors des descentes. En fait, aller en descente ajoute environ 12 secondes au temps du tour car “il faut du temps pour atteindre la vitesse terminale”. On pourrait améliorer son temps d’everesting en faisant des tours plus longs. Par exemple, si l’on montait un col deux fois plus long que le parcours de Mamore Gap de McLaughlin, on n’aurait que 30 accélérations en descente au lieu de 76, ce qui ajouterait un peu plus de sept minutes au temps. Il a décrit les 12 secondes ajoutées comme simplement “le prix à payer pour un tour plus court”.
Pour son modèle, Bier n’a pas tenu compte des facteurs physiologiques, notamment le fait que la performance record de McLaughlin consistait en des laps de cinq minutes, avec quatre minutes consacrées à la montée et une minute à la descente. “En raison des repos réguliers, la puissance fournie durant l’effort de quatre minutes est probablement plus élevée qu’une puissance qui pourrait être soutenue sans interruption”, a-t-il écrit. “Il est probable qu’il existe un intervalle de temps optimum si l’on souhaite suivre chaque effort d’un repos qui dure environ un quart du temps de l’effort. De plus, cet optimum pourrait différer d’un athlète à l’autre.”
Cela dit, “dans l’ensemble, modifier les règles de l’everesting pour établir des limites sur les vitesses de vent autorisées n’est pas justifié par la physique”, a conclu Bier. “Ce que l’analyse de contrôle nous indique finalement, c’est que les moyens les plus intuitifs pour obtenir des temps d’everesting plus rapides, à savoir réduire le poids et augmenter la puissance, sont en effet les moyens les plus efficaces. Il n’y a pas d’astuces pour échapper à la diète et à l’exercice nécessaires.”
Journal américain de physique, 2024. DOI: 10.1119/5.0131679 (À propos des DOI).
En tant qu’amateur de cyclisme, cette étude soulève des questions intrigantes sur la performance sportive et les facteurs qui l’influencent. Je reste fasciné par l’idée que la physique, souvent perçue comme complexe, puisse avoir un impact clair sur une discipline aussi accessible que le cyclisme. La réflexion autour des conditions optimales pour l’air et la vitesse rappelle l’essence même de notre quête d’efficacité, que ce soit dans le sport ou dans la vie quotidienne. Cela me pousse à envisager mes propres limites et à chercher à les dépasser, non seulement par l’effort physique, mais aussi par une meilleure compréhension des principes qui régissent mes performances. Chaque minute comptée m’incite à améliorer mes techniques, allant même jusqu’à analyser les effets du vent sur mes parcours habituels.
