Moyenne avec vent et sans vent

[Bernard MOREAU]

Puisque tu m'en donnes l'occasion et que tu es d'humeur aussi infecte que normal, je reviens sur cet A/R effectué le 13/11/2004 par 6°C et 40 km/h de vent selon la météo, 20 /h selon le cycliste.

J'ai sous les yeux mes notes sur ce même parcours le 1er mai 2004, avec 13-14°c et vent TRèS faible, de dos à l'aller, pas noté l'annonce météo, disons ds les 5 km/h je pense.

Aller : 39,5 km 1h 10'58 coeur : 129 bpm, 197,3 watts (840 kJ)

Retour : 39,57 km 1h 11'56" coeur : 130 bpm, 197 watts (850 kJ)

 

Et, même parcours le 9 juillet 2004. Vent favorable fort à l'aller env 22 km/h. J'ai oublié de noter la température, probablement autour de 25°C

Aller : 39,73 km 1h08'10" 134 bpm, 212 watts (870 kJ)

Retour : 39,81 km 1h21'05" coeur 132 bpm, 205 watts (1002 kJ)

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Voilà mes observations de 2004. Tu peux y ajouter mes observations de nov avec le vent en sens contraire, que j'ai fournies qq pages plus haut.

Dans tes calculs n'oublie pas que mon SCx était forcément plus élevé en nov avec 6°C, jambes couvertes et avec 3 épaisseurs sur le torse.

Mon poids? autour de 60-61 kg, vélo et autres autour de 9-10 kg.

Je te laisse à ta simulation.

Si tu as besoin de précisions sur les altitudes ...sache que c'est autour de 450m, qu'il y a 320 m de D+ à l'aller et 240 m de D-.

Enfin, il n'y a que 3 feux, concentrés sur 300m où je perds généralement que 10 à 30 s. ds chaque sens.

PS : si dans ta simulation il te faut davantage de détails je suis à ta disposition.

Je dirais que le %age moyen des bosses est de l'ordre de 5%. La distance à vol d'oiseau entre points de départ et d'arrivée est 32 km( contre env 40 km par la route.

PS2 : ds tes calculs, je pense qu'il serait raisonnable de prendre des valeurs de SCx de l'ordre de 0,3 à 0,36 m^2 selon la température.

[Bernard MOREAU]

La virgule dans 13,3 n'est là que pour que chacun, même toi, voie que j'ai bien pris les 2/3 de 20.

Désolé que tu ne l'aies pas compris.

Je t'ai donné des exemples : 3 sorties dont 2 avec vent sur un même parcours. De plus le vent quand il soufflait le faisait une fois ds un sens, une fois ds l'autre.

Je t'ai donné tous les éléments pour prendre en défaut ce que j'affirme. 

Tu pars de rien et tu affirmes que j'ai tort en te basant uniquement sur des impressions!!!! Mais vas-y donc, appuie-toi sur les chiffres que je te donne pour prouver que j'ai tort.

Tu as toutes les armes nécessaires pour me confondre si je me trompe. Je n'ai même pas vérifié moi-même que toutes ces données sont cohérentes entre elles : je t'ai servi les armes pour me détruire, vas-y, détruis-moi!

Tu vois, ON EST à L'OPPOSé MÊME DE DéTENIR OU NON LA VéRITé.

PAR AILLEURS J'AI ABONDAMMENT INSISTé QU'IL S'AGISSAIT D'APPROXIMATIONS éTANT DONNé QUE JE NE PEUX AVOIR LA VITESSE RéELLE DU VENT AU NIVEAU DU CYCLISTE à PARTIR DE 1 OU 2 MESURES RELEVéES 10 M. AU-DESSUS DU SOL à DES DISTANCES VARIANT DE 5 à 20 KM.

[Didier MARZELAND]

bonsoir

 

Je vous transmets un peu mon expérience du vent. Etant dans une région ou le mistral tape très fort (bouches du rhône) je me prendre très souvent le vent de face.

Mon circuit étant un allé et retour constitué de grandes lignes droites (certaines de plus de 5 km), je vous donne les quelques données terrain.

J'arrive à rouler jusqu'a 75km/h de vent sans trop de risque.

Lorsque je prend le vent de face de 75 km/h ma vitesse tombe à 18 km/h environ alors qu'au retour je prend 48 km/h.

Ma vitesse sur cette portion de 5 km sans vent 35 km/h a peu près.

Je suis don cétonné par les calculs plus hauts qui donne une perte de 13,3 km/h pour un vent de face de 20km/h.

Avec un tel vent je vais perdre 5 km/h maxi. Bien sur ce ne sont que des observations terrains.

cordialement

[Bernard MOREAU]

Salut Didier,

Quand tu dis 75 km/h, c'est le vent moyen ou les rafales?

Si tu m'avais lu attentivement (t'es pas trop tard, voir pages précédentes) tu saurais pourquoi/comment je distingue vitesse annoncée par la météo et vitesse au niveau du cycliste.

Au niveau du cycliste elle de grosso *** la moitié de ce qu'elle est à 10m de hauteur (mesure météo)

Si les rafales étaient à 75 km/h, la vitesse moyenne du vent sur ces 20 minutes étaient sans doute d'environ un peu plus de 40 km/h (c'est ce que constate par chez moi)

Un vent de 40 km/h te ralentirait selon moi d'environ 26 km/h, TOI TU AS OBSERVé 15 km/h ds un sens ou ds l'autre, en terrain découvert ou en agglomération?

Bien sur ce ne sont que des observations terrains

C'est ce qui m'intéresse, de vraies observations de terrain, comme celles que j'ai souvent effectué moi-même ainsi que je l'ai relié sur ce fil de discussion.

J'ai reLATé EN PARTICULIER UNE EXPéRIENCE OÙ J'AI ROULé à 17/H DS UN SENS ET 57/H AU RETOUR VENT DS LE DOS.

 

[Luc BELLONI]

C'est bizarre cette insistance à ignorer tout raisonnement objectif!

Es-tu conscient que passer de 30km/h sans vent à 25km/h contre un vent de 20km/h demande un accroissement de puissance (aérodynamique) de (30)^3 à (25+20)^2*25 soit de 1 à 2 ???

Et si tu ne perds que 13km/h contre un vent de 50km/h, bravo car tu dois exercer une puissance 3 fois plus grande !!!!!!

 

 

Pourquoi tes sensations t'amènent à dire de si grosses énormités?

 

-un vent de 20km/h (mesuré au sol comme déjà dit) n'est pas si anodin que ça.

-face au vent, on a tendance naturellement à prendre une position plus...aérodynamique, ce qui diminue le SCx et altère le calcul précédent.

-face au vent, on a tendance naturellement à plus s'employer (puissance plus importante), de façon à atténuer la perte de vitesse automatique.

- Last but not least, je pense qu'à ton niveau, te balader à 30km/h sans vent est de la rigolade, donc oui, tu es capable sans problème de doubler la puissance afin de rouler à 25km/h contre un vent de 20km/h (ça revient à rouler à 37 km/h sans vent), c'est indolore pour toi. Mais imagine toi rouler sans vent à ta PMA puis contre un vent de 20km/h, toujours à ta PMA et avec la même position sur le vélo. Combien vas-tu perdre en vitesse, d'après toi????

[Marcel FERRAN]

Un vent de 40 km/h te ralentirait selon moi d'environ 26 km/h,????

Il y a quelque chose dans ce raisonnement que je ne comprends pas, et je m'explique. Sans vent je roule, dans le plat à 30Km/H, si le vent me ralentis de 26 km/h, Flute, je n'avance plusqu'à 4km/h!! Si jamais , par temps calme je n'avance qu'à 20km/h, je ne vois pas comment le vent pourrait me ralentir de 26??? Si, je recule contre le vent de 6Km/h!!!

Il y a quelque chose qui ne va pas dans ton explication, et surement une faute de frappe:"te ralentirait selon moi d'environ 26 km/h" Ne faut-il pas lire "à environ"

Je ne vais pas rentrer dans vos calculs de matheux, car j'en suis incapable, je n'ai jamais fait de math -et oui-!! Mais il serait plus simple pour les ignorants comme moi de dire que face à un vent donné, on perd 1/3 de sa vitesse, dont pour vent de 30km/h, on perd 10km/h?? dont on ne roule qu'a 20Km/h dont pour effectuer un aller de 30km sans vent à 30km/h on met 1h. Le même trajet avec un vent contraire, on met 90mn!! il faut quand même multiplier par 1,5!!! ça commence à faire!!!

Et toujours cette même distance de 30km à 25km/h sans vent, onmet 72mn, et 120 à 15hm/H contre toujours un vent sofflant à 30km/h.... Là,ce n'est plus par 1,5 mais par 1,66!!!

[Didier MARZELAND]

bonjour

 

pour répondre à ta question Bernard, lorsque je t'écris que je subit un vent de 75 km/h c'est un vent constant (mistral) car chez moi il n'y a pas de rafale (mis à part sur Istres : les gonfleurs d'hélices me comprendront mdr). De plus, la ligne droite en question est plein Nord et en pleine campagne.

Donc avec ce vent ma vitesse descent à 18 km/h au lieu de 32 km/ket à puissance équivalente.

 

cordialement

[Luc BELLONI]

bonjour Marcel,

Si tu remontes quelques pages en arrière, tu auras la réponse à ta question pertinente. Quand Bernard dit qu'on perd 2/3 de la vitesse du vent (en pédalant toujours à la même puissance), il s'agit bien-sûr d'une loi "limite", valable lorsque la vitesse du vent Vvent est "petite" devant la vitesse V0 que tu tenais sans vent (1er terme dans le développement limité). Donc oui, si Vvent=3, tu rouleras à 28 au lieu de 30. Si Vvent=20, la loi limite te dit que tu perdras 13.3, alors que la valeur exacte est plus proche de 12, etc. Evidemment, à Vvent=40, la loi limite n'a plus aucun sens.

La formule générale qui te donne ta vitesse V contre le vent est simple (toujours même puissance et même position sur le vélo, parcours plat, frottements autres qu'aérodynamiques négligeables):

(V+Vvent)^2*V=V0^3

Elle te dit que face à 40 de vent, tu chuteras à 10 (et non 4)!

Tu peux même t'amuser (si, si!!) à estimer ta vitesse dans le cas inverse de très grand vent (Vvent>>V0):

V=V0^3/Vvent ^2 !!!

Cette loi limite inverse suppose bien-sûr que tu as le tout petit braquet qu'il faut et que tu n'as pas de problème d'équilibre en roulant tout doucement face à un vent violent.

[Bernard MOREAU]

Salut Marcel,

Comme tu le demandes gentiment (c'est pas comme certains, suis mon regard), je vais essayer de t'expliquer le problème de façon aussi simple que je peux.

Luc (en particulier), est le bienvenu s'il veut intervenir pour rendre les choses encore plus claires.

Quand il se déplace dans l’air un cycliste le déplace, les molécules de l'air rebondissent sur lui et repartent dans tous les sens.

C’est compliqué, mais on peut prendre un modèle pour simplifier le problème.

On va dire que le cycliste est une plaque rigide de 0,3 mètres carrés ( 0,3 m^2 )

On va dire aussi que la plaque arrête l’air qu’elle rencontre, sans nous préoccuper de ce qui se passe EXACTEMENT dans la réalité

On va dire aussi qu’il fait du 36 km/h, c.-à-d. 10 mètres par seconde (10 m/s)

En une seconde une  plaque de 0,3 m^2   avançant contre l’air à 10 m/s arrête un volume d’air de 10 fois 0,3 = 3 mètres cube. (m^3)

1 m^3 d’air a une masse d’environ 1,2 kilos (ça c’est pour 23°C au niveau de la mer).

Donc notre cycliste arrête toutes les secondes 3 X 1,2 = 3,6 kilos d’air se déplaçant à 10 m/s.

Quelle est l’énergie qu’il perd/dépense en faisant cela ?

On peut se placer du côté de l’air au lieu de se placer du côté du cycliste et dire que le cycliste au repos se fait bombarder chaque seconde par 1,2 kilos d’air filant à 10 m/s.

L’énergie cinétique de  ces 3,6 kg d’air s’écrit alors : 0,5 masse fois carré de la vitesse = 0,5 mv^2.

(tu mesures de la même façon l'énergie cinétique d'une voiture qui se déplace)

0,5 mv^2 = 0,5 x 3,6 X10 X10 = 180 joules

Cette énergie est celle qui est mise en jeu chaque seconde, mais une énergie (joule ou kilowatt) par seconde s’appelle une puissance, que l’on mesure en watts.

Donc, pour arrêter chaque seconde une masse d’air filant à 10 m/s notre cycliste-plaque de 0,3 m^2 doit dépenser 180 joules par seconde = 180 watts.

S’il est habillé comme bibendum et mesure 0,6 m^2, ce sera le double.

Equipé de mon vélo de route normal avec des roues à 16 rayons plats, avec mes 60 kg environ, habillé pour l’été, mais poils des jambes à l’air, je dois avoir un SCx d’environ 0,31-0,32 m^2, c.à.d. que je suis équivalent à une plaque de 0,31 à 0,32 m^2. Bien sûr, je vais plus vite quand il faut plus chaud puisque la densité de l’air diminue.

Bon, ça suffit pour aujourd’hui car j’aimerais bien aller faire un peu de ski.

Je passerai au vent contraire ou favorable plus tard, sauf si Luc a pris le relais entretemps.

 

[Bernard MOREAU]

J'ai longtemps habité sur la côte nord de la Bretagne où il ne se passe pas d'hiver sans une tempête à 130 km/h.

Ce que tu entends à la météo, c'est la vitesse des rafales les plus fortes, puisque ce sont celles qui font le plus de dégâts et dont il faut le + se méfier.

Je veux bien croire que ton mistral soit un peu plus constant que ma brise bretonne de 130 km/h , mais faut pas exagérer.

Un vent c'est variable.

Il y a une grande station méto tout près de chez moi et je consulte souvent (plus de 500 fois par an) les valeurs annoncées et je vois que la plupart du temps les rafales montent en vitesses à près du double des moyennes prises sur 10 minutes.

Ici un vent fort du nord c'est la bise, tout à fait équivalente au mistral, et elle se produit très souvent en coïncidence avec les épisodes de mistral plus au sud (PS : mais elle souffle nettement moins fort)

Mais je vais jeter un p'ti coup d'oeil sur wiki avant de préparer mon matos de ski.

Cordialement

 

[Bernard MOREAU]

Désolé Marcel,

je ne t'ai pas oublié, mais j'essaie de présenter les choses pour que ce soit aussi simple et compréhensible que possible et pour le moment ce que j'ai préparé sur un fichier est trop compliqué à mon goût.

[Marcel FERRAN]

Oui... j'essaie de comprendre!! Mon problème reside à mon manque de math et surtout d'algebre. Lorsque je faisais des stages sur le beton armé et que le formateur se mettait à calculer les resistances, j'ecoutais même pas!! Un, je ne pouvais suivre, deux, je n'en avais pas besoin......  En revanche, la pratique, composition, essais etc... m'interessaient. Mais pas les calculs qui servent pour la construction des ouvrages d'art...... Faut laisser cela aux ingenieurs, enfin, ceux qui en sont capables!!!

Il y a une valeur qui m'interpelle, c'est les 180watts pour rouler à 36 km/h, sans vent contraire!! Et pourquoi ça m'interpelle?? c'est environ ma puissance maxi lorsque je fais une epreuve d'effort chez le cardio !! Je suis à ma frequence maxi, suivant l'age bien sur. Humm, si je comprends bien, c'est pas tres rejouissant pour moi!! C'est ainsi

Et pour pallier cela, il ne me reste plus, qu'a pedaler.... vent dans le dos!!

Il faudrait pouvoir arriver à presenter sous la forme d'un tableau bien que je me rende compte que ce n'est pas tres facile

 

Base V du Cycle      vent 20km/h      vent 30km/h      vent 40km/h        ça suffit, sauf pour Joa!!

   30Km/h              -15%=-3Km/h    -20%=-6           -35%=-10km/h

  35Km/h               -16%                 -22%                 -42%

  40Km/h               -20%                 -35%                 -55%

 

Les % de pertes sont fantaisistes. Ne sachant calculer ces valeurs, je les ai mis au pif!! Je suppose que ça doit être dans ces eaux (ou vent!) là.

Et apres, il faudra se "coller" aux vents favorables!!!! Grosso modo, on devrait rattraper le temps perdu.... bien que j'en doute, car apres s'etre "usé" contre le vent, on se laisse porter en sens inverse!!

 

[Navi KOITA]

Tu peux jouer ici: http://vo2cycling.fr/calculateurs-php/PHP/calculateur-de-puissance.html

 

[Bernard MOREAU]

Ne prend pas au pied de la lettre ces 180 watts.

J'ai fait ce petit calcul pour montrer que la dépense aérodynamique peut se représenter mentalement assez bien. Tu peux aussi te dire que puisque sur 10 mètres tu "dégages" 3,6 kg d'air, sur une sortie de 100 km tu en fais 10 000 fois plus.

Tu peux rentrer chez toi et dire à Bobonne : aujourd'hui j'ai balancé 36 tonnes d'air, je parie qu'elle sera plus impressionnée que par 100 bornes à vélo.

180 watts, c'est pour quelqu'un de pas trop balèze et assez bas sur son vélo. 

il faut ajouter la résistance au roulement ( environ 30 watts à 40 km/h , 22 watts à 30 km/h pour un cycliste de 70 kg avec vélo)

et 2-3% de pertes de transmission (chaîne).

 

mais je réfléchis toujours à poursuivre mon topo pour que ça reste simple.

[Sylvain GIRAULT]

 

Puissance necessaire pour maintenir une vitesse constante en fonction du vent		Vitesse vent
	Vitesse cycle	0.0km/h	10.0km/h	20.0km/h	30.0km/h	40.0km/h	50.0km/h
	30.0km/h	104W	108W	135W	208W	351W	586W
	35.0km/h	165W	169W	196W	270W	412W	648W
	40.0km/h	247W	251W	278W	351W	494W	729W
	45.0km/h	352W	355W	382W	456W	598W	834W
	50.0km/h	482W	486W	513W	586W	729W	965W
Vitesse obtenue en maintenant une puissance constante en fonction du vent		Vitesse vent
	Vitesse cycle	0.0km/h	10.0km/h	20.0km/h	30.0km/h	40.0km/h	50.0km/h
	30.0km/h	104W	29.6km/h	26.7km/h
	35.0km/h	165W	34.7km/h	32.7km/h	25.1km/h
	40.0km/h	247W	39.8km/h	38.3km/h	33.3km/h
	45.0km/h	352W	44.8km/h	43.6km/h	40.0km/h	30.0km/h
	50.0km/h	482W	49.9km/h	48.9km/h	46.1km/h	39.4km/h

[Bernard MOREAU]

formule de la puissance aéro

P = 1/2.rho.S.Cx.[(V+vent)^2].V

Tu as pris une densité de l'air de 1,2 kg/m^3 et SCx =0,3 m^2 pour obtenir 104 watts sans vent à 30 km/h.

Sylvain, tu as oublié que la résistance de l'air est proportionnelle au carré de (V+vent) et non pas simplement à (V+vent)

A 30 km/h contre un vent de 30 km/h, la puissance aéro sera donc quadruple et non pas double de ce qu'elle est sans vent, 416 watts, pas 208 watts!.

[Marcel FERRAN]

On va y arriver....... Mais l'accouchement est difficile!!

Apparemment, Sylvain, tu te serais trompé d'apres Bernard???!!!! C'est pasmoi qui vais le dire, j'en sais rien!! Mais le tableau  de Sylvain est excellent, même s'il faut recalculer les valeurs. Surtout le 2eme ou l'on voit la perte de vitesse, en fonction de sa propre vitesse de base, et de celle du vent!! Au moins on est dans le concret

Mais je suppose, à moins d'avoir des abaques toutes faites..... ça doit demander des calculs!!! Merci, c'est gentil. La prochaine mouture sera la bonne.

[Sylvain GIRAULT]

Me suis effectivement gouré ds la formule je corrige ça demain sur le tableur. Dsl j'ai été un peu trop vite sans vérifier les calculs et formules

[Luc BELLONI]

Effectivement, il y a quelque chose qui ne va pas dans les tableaux de Sylvain.

Encore une fois, la formule est simple. Si V0 est la vitesse sans vent, la vitesse V en présence d'un vent contre Vvent, à puissance constante, vérifie l'équation toute simple:

 

(V+Vvent)^2.V=V0^3

 

Pas le peine de faire un tableau à 2 entrées (V0 et Vvent), une ligne suffit qui donne V/V0 en fonction de Vvent/V0 (unité relative). Comme on l'a déjà dit plusieurs fois, tant que la vitesse du Vent relative reste faible, disons jusqu'à 50% de V0, une très bonne approximation est V=V0-2/3Vvent. Pour des valeurs plus importantes, je pense qu'on peut se contenter de savoir qu'à Vvent=V0, V=V0/2; à Vvent=2V0, V=V0/5; à V=3V0, V=V0/10...

 

Par exemple, si V0=30km/h pour fixer les idées:

 

Vvent 10 20 30 40 50 60

V 26.6 18.5 14.1 10.5 8 6

 

Pour une autre vitesse de base V0, il suffit de faire une règle de 3.

[Sylvain GIRAULT]

J'ai corrigé enfin je crois, excel le matin à 6h c'est durdur

 

 

Puissance necessaire pour maintenir une vitesse constante en fonction du vent		Vitesse vent
	Vitesse cycle	0.0km/h	10.0km/h	20.0km/h	30.0km/h	40.0km/h	50.0km/h
	25.0km/h	60W	118W	195W	292W	408W	543W
	30.0km/h	104W	185W	289W	417W	567W	741W
	35.0km/h	165W	273W	408W	571W	760W	976W
	40.0km/h	247W	386W	556W	756W	988W	1250W
	45.0km/h	352W	525W	734W	977W	1254W	1567W
	50.0km/h	482W	694W	945W	1235W	1563W	1929W
Vitesse obtenue en maintenant une puissance constante en fonction du vent		Vitesse vent
	Vitesse cycle	0.0km/h	10.0km/h	20.0km/h	30.0km/h	40.0km/h	50.0km/h
	25.0km/h	60W	18.8km/h	13.7km/h	9.8km/h	7.1km/h	5.1km/h
	30.0km/h	104W	23.7km/h	18.4km/h	14.0km/h	10.6km/h	8.0km/h
	35.0km/h	165W	28.7km/h	23.1km/h	18.3km/h	14.5km/h	11.4km/h
	40.0km/h	247W	33.6km/h	27.9km/h	22.9km/h	18.6km/h	15.1km/h
	45.0km/h	352W	38.6km/h	32.7km/h	27.5km/h	23.0km/h	19.1km/h
	50.0km/h	482W	43.6km/h	37.6km/h	32.3km/h	27.5km/h	23.3km/h