Où passent vos watts
À vélo, vos jambes luttent contre trois forces. La résistance de l’air croît avec le carré de la vitesse relative et domine sur le plat dès 20 km/h. La résistance au roulement vient de la déformation des pneus et varie peu avec la vitesse. La gravité ne compte qu’en pente, mais devient vite la plus forte en montée. Ce calculateur additionne les trois et donne la puissance nécessaire pour tenir une vitesse.
Les formules
- Roulement : F = Crr × m × g × cos(θ)
- Gravité : F = m × g × sin(θ), avec θ = arctan(pente)
- Air : F = ½ × ρ × SCx × (vitesse + vent de face)², avec ρ = 1,225 kg/m³ au niveau de la mer
- Puissance = force totale × vitesse ÷ 0,975, pour environ 2,5 % de pertes de transmission
- Calories par heure ≈ watts × 3,6 ÷ 4,184 ÷ 0,24, avec un rendement musculaire de 24 %
m est la masse du cycliste et du vélo, Crr le coefficient de roulement et SCx la surface frontale multipliée par le coefficient de traînée, qui dépend de votre position.
Exemple chiffré
Un cycliste de 72 kg sur un vélo de route de 9 kg roule à 28 km/h sur le plat, mains sur les cocottes (SCx 0,40), avec des pneus standard (Crr 0,005).
- Air : environ 115 W, les trois quarts de l’effort.
- Roulement : environ 31 W.
- Total avec les pertes de transmission : 150 W, soit 2,08 W/kg.
- Dépense : environ 540 kcal par heure.
Avec 15 km/h de vent de face, la même vitesse demande environ 310 W. Dans une côte à 6 % à 15 km/h, la gravité absorbe à elle seule près de 200 W, pour un total d’environ 240 W.
La position change beaucoup
Même cycliste, 30 km/h, sur le plat :
| Position | SCx (m²) | Puissance |
|---|---|---|
| Droite, vélo de ville ou VTC | 0,55 | 234 W |
| Vélo de route, mains sur les cocottes | 0,40 | 179 W |
| Vélo de route, mains en bas du cintre | 0,32 | 150 W |
| Prolongateurs ou contre-la-montre | 0,25 | 125 W |
Ce que disent les chiffres
- Le rapport poids-puissance décide de la vitesse en montée. Les cyclistes loisir tiennent souvent 2 à 2,5 W/kg pendant une heure, les cyclistes de club 3 à 4 W/kg, les professionnels du Tour de France 5 à 6 W/kg.
- Rouler dans les roues d’un autre cycliste réduit la résistance de l’air de 25 à 40 %.
- Un vélo plus léger aide en montée, beaucoup moins sur le plat où l’aérodynamique l’emporte.
- Précision : comptez 10 % d’écart ou plus avec un capteur de puissance. Pression des pneus, tenue, revêtement et altitude modifient le résultat.