Aérodynamique du vélo : analyse scientifique du VAM et de l'efficacité en montée

Introduction

Dans le milieu du cyclisme taïwanais, « atteindre Wuling en X minutes » est presque devenu l’indicateur ultime pour démontrer les résultats de l’entraînement. Mais la performance à Wuling ne dépend pas uniquement du FTP ; elle est également influencée par le poids corporel, le VAM, l’aérodynamisme et la stratégie de montée. Comprendre la physique et la physiologie de la montée est essentiel pour planifier scientifiquement l’entraînement et le rythme de course.

VAM : le langage universel pour mesurer la capacité à grimper

VAM (Velocità Ascensionale Media, vitesse ascensionnelle moyenne) a été introduit par le médecin d’équipe italien Michele Ferrari. Il est défini comme la hauteur verticale gagnée par heure (m/h).

Formule de calcul du VAM

VAM = dénivelé positif (m) / temps de parcours (h)

Exemple : le segment Est de Wuling sur le mont Hehuan (environ 1 200 mètres de dénivelé, temps typique de 2 à 3 heures)

• Réalisé en 2 heures : VAM = 600 m/h
• Réalisé en 3 heures : VAM = 400 m/h

Références du VAM

Relation entre le VAM et le pourcentage de pente

Pour un même rapport puissance/poids, le VAM varie selon le pourcentage de pente. Plus la pente est raide, plus la part de la résistance de l’air est faible, et plus le VAM reflète précisément le rapport puissance/poids :

• Pente < 6 % : l’influence aérodynamique est significative, la marge d’erreur du VAM est plus grande
• Pente de 6 à 12 % : le VAM est un indicateur fiable de la capacité à grimper
• Pente > 15 % : la performance repose presque entièrement sur le rapport puissance/poids, l’influence aérodynamique est négligeable

Décomposition physique de la montée

La résistance totale lors d’une montée se compose de trois éléments :

F_total = F_gravité + F_aéro + F_roulement

• Résistance gravitationnelle (F_gravité) : = m × g × sin(θ), c’est la résistance principale lors d’une montée ; sur une pente à 8 %, elle représente environ 80 à 85 % de la résistance totale
• Résistance aérodynamique (F_aéro) : sa part est relativement faible à basse vitesse en montée, mais elle reste non négligeable sur les pentes douces inférieures à 8 %
• Résistance au roulement (F_roulement) : perte due à la déformation des pneus, liée au poids du vélo et à l’état de la route, elle représente environ 5 à 10 % de la résistance totale

Stratégies clés pour optimiser l’efficacité en montée

Stratégie 1 : Optimisation du rapport puissance/poids (W/kg)

C’est le facteur le plus déterminant de la performance en montée :

• Améliorer le FTP : un entraînement systématique pour augmenter le numérateur de la puissance
• Gestion du poids : perdre du poids sans perdre de puissance est la voie la plus rapide pour améliorer le W/kg
• Perdre 1 kg ≈ gagner environ 2 à 3 minutes sur l’ascension Est de Wuling (estimation basée sur un cycliste de 70 kg avec un FTP de 250 W)

Stratégie 2 : Ajustement de la position aérodynamique (sections à pente douce)

Sur les pentes douces inférieures à 6 % (comme le long faux-plat montant au début de l’Est de Wuling), l’aérodynamisme a encore un impact significatif :

• Baisser l’angle du buste (abaisser le cintre de 2 à 3 cm) peut réduire la résistance de l’air d’environ 5 à 10 %
• Porter un maillot moulant (par rapport à des vêtements amples) permet d’économiser 1 à 3 W de perte aérodynamique
• Choix du casque : un casque aérodynamique offre un avantage de 5 à 10 W à des vitesses supérieures à 30 km/h

Stratégie 3 : Gestion de l’allure (Pacing)

Les études montrent qu’un allure régulière (Even Pacing) est généralement supérieure à un départ rapide suivi d’un ralentissement, ou l’inverse, sur les longues montées :

• Plus la variation de puissance est grande, plus la consommation d’oxygène est élevée (chaque augmentation de 10 % de la variabilité de puissance entraîne une augmentation de la consommation d’oxygène d’environ 3 à 5 %)
• Il est recommandé de maintenir la puissance à ±5 % de l’objectif tout au long de l’ascension (par exemple, FTP de 250 W, objectif de montée à 210 W, maintenir entre 200 et 220 W)
• Sur les longues pentes taïwanaises, le début est souvent dense en cyclistes, ce qui pousse facilement à partir trop vite dans le sillage des autres ; garder son propre rythme est la discipline la plus importante

Stratégie 4 : Choix des roues

Sur les sections réellement raides avec une pente > 8 % :

• La différence de poids des roues (1 200 g contre 800 g) représente une différence d’environ 5 à 8 W sur une pente à 8 %
• La hauteur du profil de la jante n’apporte presque aucun avantage en montée (mais offre un avantage aérodynamique sur les sections à pente douce)
• Les roues à profil bas spécialement conçues pour la montée (< 30 mm de hauteur de jante) sont le meilleur choix pour les courses sur route de montagne à Taïwan

Données de référence pour les montées à Taïwan

Ascension Est de Wuling (départ de Puli, 52 km, 3 275 m de dénivelé positif) :

• Objectif VAM pour un amateur de niveau intermédiaire à avancé ≈ 550–700 m/h
• Rapport puissance/poids correspondant d’environ 2,8–3,5 W/kg
• Rythme de course recommandé : commencer à 92–95 % du FTP, puis maintenir jusqu’à l’épuisement

Conseils pratiques

• Utiliser le VAM pour suivre ses progrès : le VAM sur un même segment est l’indicateur le plus direct pour suivre ses progrès en montée ; il élimine mieux l’influence météorologique que le temps
• Attention à l’aérodynamisme sur les pentes douces : sur les pentes < 6 %, pensez à vous baisser et à ne pas gaspiller d’énergie contre le vent
• Le capteur de puissance est un outil indispensable en montée : la fréquence cardiaque réagit avec un délai en montée ; seul le capteur de puissance peut vous indiquer en temps réel si vous êtes dans l’intensité cible
• Le moment de la gestion du poids : un léger déficit calorique peut être envisagé 4 à 6 semaines avant une course, mais il ne faut pas perdre de poids pendant les périodes de volume d’entraînement élevé

Conclusion

Derrière le chiffre du VAM se croisent la physique et la physiologie. Pour améliorer sa capacité à grimper, l’essentiel est d’augmenter le rapport puissance/poids, complété par une gestion raisonnable de l’allure et une optimisation aérodynamique. Le riche environnement montagneux de Taïwan est un terrain d’entraînement naturel pour les cyclistes ; chaque montée est une excellente occasion d’accumuler des données VAM et d’analyser sa propre performance.

Lectures complémentaires

• Calcul du volume d’entraînement en trail : l’équivalence du dénivelé positif (VAM)
• La physique de la montée : le modèle mathématique de la puissance, de la gravité et de la vitesse
• Gestion du poids en montée : les stratégies pour améliorer le rapport puissance/poids (W/kg)
• Répartition de la puissance en montée : comparaison entre watts stables et fréquence cardiaque stable à Wuling