Tour de France : la simulation numérique dévoile la meilleure position dans le peloton

Quelle position adopter pour être le meilleur sur le Tour de France ? La réponse à cette question, le professeur hollandais Bert Blocken l’a étudiée et expérimentée sur un peloton de 121 reproductions de cyclistes dans une soufflerie. Nous l’avons vu grandeur nature à l’Université technologique d’Eindhoven, en Hollande, lors d’une visite.

 

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Tour de France : la simulation numérique dévoile la meilleure position dans le peloton
Dans le simulateur de The Peloton Project.

Où doivent se positionner les leaders et sprinters dans un peloton ? Combien d’énergie vont-ils économiser ? C’est à ces questions, que peuvent se poser les coureurs du Tour de France, que Bert Blocken, professeur à l’Université technologique d’Eindhoven (Hollande) et KU Leuven (Belgique), a répondu dans son étude « The Peloton Project ». L’objectif de ce travail est de mieux comprendre l’interaction aérodynamique entre les cyclistes dans un peloton.

Pour être le plus réaliste possible, le professeur Blocken a choisi de simuler un peloton de 121 cyclistes. Pour que le modèle d’écoulement entre chaque individu soit prédit avec précision, il a utilisé le supercalculateur Cray et le logiciel de simulation Ansys Fluent. « Avec près de 3 milliards de cellules de calcul, la simulation de The Peloton Project était la plus grande jamais réalisée dans le domaine du sport et en utilisant des logiciels de simulation commerciaux CFD [mécanique des fluides, ndlr] » selon Cray. Une carte complète de la traînée éprouvée par chaque athlète a ainsi été réalisée.

Au coeur du peloton

Pour mieux comprendre le phénomène de traînée, une explication. Un peloton peut prendre différentes formes, mais le but reste le même : profiter du slipstream (région derrière un objet en mouvement où la pression est réduite voire négative) pour prendre l’aspiration lorsqu’on est placé derrière les autres coureurs. En effet, en roulant, les cyclistes sont confrontés à une résistance à l’air, mais créent également une dépression dans leur dos. Cette résistance à l’air contre laquelle un athlète lutte continuellement est appelée la « traînée ». En raison des interactions aérodynamiques avec les cyclistes autour de lui, l’athlète au centre du peloton est entraîné par le mouvement d’air induit par le peloton.

Les résultats de l’expérimentation démontrent que la meilleure position pour un cycliste est le coeur du peloton qui ferme la tête, soit la rangée 12 à 14. Alors que la communauté scientifique considérait que la traînée subie par un cycliste était 2 à 3 fois moindre dans le peloton, les modèles informatiques ont calculé que dans le coeur du peloton, celle-ci était 10 à 20 fois moindre que pour un cycliste isolé. En d’autres termes, les cyclistes ne connaissent que 5 à 10 % de la résistance à l’air rencontrée lorsqu’ils pédalent seuls.

Validation en soufflerie

Les résultats de la simulation ont ensuite été validés dans une soufflerie, qu'Industrie & Technologies a pu visiter à Eindhoven. Dans cet équipement d’une dizaine de mètres de long et quatre mètres de large, l’équipe de The Peloton Project a placé 121 reproductions de cyclistes à taille 1/4. Pour être représentatif, le flux d’air a été augmenté : « Un cycliste subit un vent réel de 54 km/h, détaille le professeur. Pour les modèles réduits, il a fallu multiplier par 4 cette allure, soit 220 km/h. »

Voici un aperçu de cette expérience hors du commun :

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