Recherche et développement de pointe : E-119 Tri+ Disc – Performance aérodynamique

Le E-119 Tri + étant considéré comme l'un des vélos de triathlon les plus rapides sur le marché, les objectifs à atteindre étaient élevés au moment d’entamer la conception du nouveau E-119 Tri + Disc. L'aérodynamisme reste toujours une priorité, mais notre approche de conception s’est axée sur l'intégration et l'optimisation du vélo en prévision des jours de compétition. Cela signifie que chacun de nos choix conceptuels a été fait sur la volonté d'offrir les meilleures performances globales du système que constituent le vélo et le cycliste.

Par exemple, nous savions que nous voulions une trousse à outils intégrée pour répondre au mieux aux besoins des cyclistes, et nous voulions la placer là où elle n'aurait pas d'effet négatif sur la qualité de pilotage. Nous l'avons donc placée dans la zone du boîtier de pédalier. Pour ce faire, nous avons dû élargir le tube diagonal, un léger compromis aérodynamique, moins important toutefois que celui causé par la fixation d'outils sur le cadre du vélo. Par ailleurs, plusieurs athlètes nous ont indiqué qu'ils souhaitaient un guidon plus large (de 38 à 40 cm), et bien que cela puisse également affecter légèrement l'aérodynamisme du vélo, l'amélioration de la maniabilité compense largement les pertes éventuelles. La pénalité aérodynamique causé par l’utilisation de freins à disque se trouve minimisée par l’intégration des étriers ainsi que des réservoirs hydrauliques.

De plus, le nouveau E-119 Tri+ Disc assure un freinage en toute confiance et accepte des roues au profil plus aérodynamique que ce que permettait le E-119 Tri+ de génération précédente. Les améliorations aérodynamiques globales du cadre comprennent un profil amélioré pour la fourche et le guidon, ainsi qu'un triangle à la jonction du tube horizontal et du tube de selle qui améliore l’écoulement d’air entre le cadre et les jambes du cycliste.

L'amélioration de l'aérodynamisme par CFD

Les analyses CFD ont été utilisées à chaque étape du processus de conception pour aider à prendre des décisions basées sur des données de performance. Chaque section du vélo qui a été modifiée (guidon, fourche, étrier de frein à disque, etc.) a d'abord été analysée séparément avec plusieurs itérations, afin de produire des résultats rapides. Les résultats retenus ont ensuite été combinés pour analyser le vélo complet avec le cycliste, et les modifications les plus avantageuses ont pu être retenues pour le design final. Toutes les analyses ont été réalisées avec des angles de lacet compris entre -15° et 15°, car c'est ce qui apparaît être fourchette d’angles la plus rencontrée par les triathlètes sur la route.

Analyse CFD du nouveau E-119 Tri+ Disc
Exemple d'analyses CFD détaillées de la région des étriers à différentes étapes du processus de conception ; analyse de l'interaction de l'écoulement avec les surfaces du vélo.

Exemple d'analyse CFD réalisée avec le guidon et la conception préliminaire du levier de frein. Plusieurs analyses ont été effectuées pour affiner le profil afin de réduire la séparation des flux des surfaces.

Analyse CFD avec le vélo, le cycliste et les bouteilles d'eau, 0° de lacet.

Tests aérodynamiques

Afin d'obtenir des résultats précis dans des conditions de conduite "réelles" et de mesurer les performances pour valider certains choix de conception, nous nous sommes rendus au Centre national de cyclisme Mattamy de Milton, en Ontario, pour tester le nouveau E-119 Tri+ Discsur la piste à l'aide du dispositif Notio. Vous trouverez le protocole et les résultats complets des tests dans notre livre blanc sur le E-119 Tri+ Disc.

Nous avons testé le nouveau vélo par rapport aux modèles existants de notre gamme : le E-119 Tri+ (avec freins sur jantes), le E-118 Tri+ (freins à disque) et le E-117 Tri Disc. Le premier test s'est déroulé à l'état "nu" i.e. sans nutrition, hydratation ou autres accessoires. Ces tests ont montré que les trois vélos sont pratiquement égaux en termes de performance aérodynamique. Le E-117, qui n'a pas le même niveau d'intégration ou de technologie aérodynamique que les trois autres, a démontré une traînée aérodynamique plus élevée.

Les résultats CdA du vélo et du cycliste pour les quatre différents cadres ne montrent aucune différence statistiquement significative pour les trois vélos les plus aérodynamiques (E-119 Tri+ Disc, E-119 Tri+ avec freins sur jantes et E-118 Tri+). Cela ne signifie pas qu'il n'y a aucune différence, mais la variation entre les passages de chaque test est supérieure à la différence entre les trois cadres (inférieure à 0,001m2, environ 1W pour un cycliste avec un CdA de 300W/0,300m2).

Mais cet "état nu" n'était pas ce que notre démarche de conception privilégiait. Comme nous nous sommes concentrés sur l'intégration et l'optimisation des paramètres propres à la compétition, nous avons dû tester dans ces conditions. Cela signifiait que nous devions effectuer un test avec les vélos configurés pour une course sur longue distance : l'hydratation et la nutrition nécessaires pour une distance Ironman complète. Lors de ce test, nous avons pu constater que le nouveau E-119 Tri + Disc est plus performant que les autres vélos de notre gamme.

Les résultats de la configuration longue distance (outils + nourriture + eau) révèlent un réel avantage pour le E-119 Tri+ Disc, de l'ordre de 0,002m2.

Nous voulions également analyser à quel point la facilité d'utilisation accrue de notre nouveau cockpit pourrait bénéficier au positionnement aérodynamique et aux performances globales du cycliste. Le cockpit du E-119 Tri+ Disc, développé avec 51 Speedshop, diffère du cockpit du E-119 Tri+ de génération précédente par sa simplicité de réglage. Un test a été effectué pour voir si nous pouvions améliorer les performances aérodynamiques du coureur avec une modification rapide de l'ajustement. Nos mécaniciens et notre spécialiste du positionnement, qui nous accompagnaient sur la piste, ont effectué une modification rapide de l'angle des extensions (angle plus élevé) et de la position des accoudoirs pour déplacer les mains du cycliste vers le haut - une modification qui a pris moins de cinq minutes à effectuer. Nous avons ensuite testé cette position par rapport à la position initiale sur le E-119 Tri+ Disc, ainsi que par rapport au E-119 Tri+ standard. Nous avons constaté que cette modification rapide a aidé notre testeur à améliorer son CdA de plus de 2 %. Cela montre bien que la combinaison du dispositif Notio et d'un cockpit facile à configurer permet d'améliorer très efficacement les performances du cycliste.

Pour ce test, nos mécaniciens et notre spécialiste du positionnement ont choisi de passer à une position plus aérodynamique (Fit B).

Dans l'ensemble, ces tests confirment que nous avons conçu un vélo qui répond précisément aux objectifs que nous nous étions fixés : un vélo exceptionnel, développé en fonction des besoins des triathlètes, facile à utiliser et aussi rapide qu'unique. Avec un niveau d'intégration et de réglage inégalé, et notre ingénierie aérodynamique la plus avancée, c'est le vélo qui vous fera entrer en 2021.

Téléchargez le livre blanc complet sur le E-119 Tri+ Disc ici.