Dans le choix d’un vélo, beaucoup se concentrent sur le poids ou l’aérodynamisme. Mais ces critères ont-ils vraiment autant d’impact que les marques le suggèrent ? Dans cet article, Amaël nous propose un regard concret et chiffré sur les différences entre cadres en acier et carbone. À travers des exemples personnels sur des montées et des faux-plats, nous allons explorer : combien de temps vous gagnez réellement en diminuant le poids de votre vélo, quel est le gain aérodynamique à espérer sur son vélo pour un cycliste amateur et pourquoi le confort et le comportement du cadre restent essentiels.

Dans son article précédent (LIEN), Amaël nous a présenté son vélo, le Lambert GT9 en acier : un matériau que le carbone a depuis longtemps supplanté dans le segment haut de gamme. Plus léger, plus aérodynamique, c’est indéniable. Mais quelle est l’importance réelle de ces arguments, dont les marques usent (et abusent ?) pour séduire les cyclistes « lambdas » que nous sommes presque tous ? La parole à Amaël.

Quel surpoids pour un cadre en acier ?

La légèreté n’est pas la première qualité de l’acier. Cet alliage, qui existe dans une multitude de variations, se distingue avant tout par ses qualités mécaniques. Voici une estimation de la différence de poids entre un cadre en carbone haut de gamme et un cadre en acier du même standing, le tout en taille intermédiaire :

• Cadre en acier, tubes haut de gamme type Columbus Spirit, Reynolds 853 ou Dedacciai Zero : entre 1,6 kg et 1,9 kg en taille M.
• Cadre en carbone typé montagne : 600 à 700 grammes.
• Cadre en carbone polyvalent : 750 à 900 grammes.

Sachant que les fourches seront identiques, dans ce registre le carbone est roi. Un cadre en acier accuse environ un kilogramme de surpoids. Sur l’ensemble vélo + cycliste, ce dernier n’est donc pas majeur… sauf pour les coureurs très affûtés. Mais qu’est-ce que cela donne face à l’intransigeance du chronomètre ?

Pour cette estimation théorique, je me suis basé sur l’ascension du col de la Croix (côté Diablerets), en supposant que les cadres présentent des ratios de rigidité équivalents et que le cycliste soit positionné de manière identique sur son vélo. Cette ascension fait partie du Challenge des Alpes vaudoises.

Sur cette montée plutôt raide, et sans grimper aux vitesses de Tadej (même en rêve), la résistance aérodynamique reste relativement faible. Je l’ai donc volontairement exclue du calcul afin d’en simplifier la compréhension. Sauf pour les pros, la performance en montée est donc largement dominée par la gravité.

Voici une estimation volontairement simplifiée, sans entrer dans les formules mathématiques : en grossissant le trait, on peut dire que le temps nécessaire pour gravir un col dépend de nombreux paramètres tels que le poids total (cycliste, équipement et vélo), le dénivelé, la pente, la puissance fournie par le cycliste, la vitesse et la puissance gravitationnelle.

Pour le col de la Croix (côté Diablerets), j’ai retenu les chiffres suivants. Ils diffèrent légèrement de ceux du segment du Challenge Strava des Alpes vaudoises, tout en restant proches.

• Poids du cycliste : 77 kg
• Poids du vélo : 9,2 kg
• Masse totale : 86,2 kg
• Montée : 8,4 km à 7,4 %, dénivelé 621,6 m
• Énergie gravitationnelle : 526 kJ
• Puissance disponible : 300 W (pour une montée tempo).

En théorie, avec un poids total de 86,2 kg, je devrais mettre 29’13’’. L’estimation est plus que cohérente : mes meilleurs temps (avec, bien sûr, plus de puissance fournie) se situent en dessous de ce chrono. Avec un kilo de moins, le temps passe à 28’53’’, et avec deux kilos de moins, cela serait 28’32’’.

L’abaissement de la masse permettrait d’économiser entre vingt et quarante secondes pour un effort similaire : les gains sont là, mais moins importants que supposés. Plus vous êtes léger et moins vous avez de puissance, plus le poids du vélo devient déterminant. À l’inverse, si vous pesez plus de 75 kg et que votre PMA ne fait pas rigoler vos potes de sortie, son influence diminue.

Un point à ne pas négliger : ces chronos sont donnés pour un rythme constant. Dans la réalité, il y aura obligatoirement des variations de rythme, ou de belles relances pour les plus costauds d’entre-nous. Mais, que ce soit au niveau des sensations ou de la performance, la masse des roues (surtout les jantes) aura une incidence plus grande sur le dynamisme que le poids du cadre.

Baisse tes épaules, profile-toi !

L’aéro, c’est la dernière tendance en vogue. Son incidence sur le plat et les faux-plats n’est plus à prouver. Mais le cadre n’est pas l’élément le plus important : il vient après le cycliste, ses vêtements et ses roues. C’est simplement un argument de vente, tout comme le poids, mis en valeur par les services marketing. À moins de vous prénommer Remco, il reste du travail avant de choisir un cadre ultra profilé… sauf si cette mode vous plaît !

La résistance aéro dépend de la densité de l’air, de la surface frontale, du coefficient de traînée et de la vitesse. Petits exemples concrets de l’incidence de ces éléments, en partant des chiffres suivants :

• Masse totale : 86 kg
• Pente : 3 %
• Vitesse : 25 km/h (~7 m/s)
• CdA (surface frontale multipliée par le coefficient de traînée) : 0,32 m² (position relax), puissance aéro ≈ 95 W
• Gravité : 178 W

Dans ce cas de figure, sur un petit faux-plat, environ 35 % de la puissance sert à vaincre l’aéro, et les 65 % restants à la gravité. En adoptant une position plus profilée (CdA 0,28 m²), l’économie est de 12 watts, alors qu’un kilo de gagné offre un gain d’à peine 3 watts. Plus c’est plat et plus on roule vite, plus l’aéro domine. Pour faire simple, retenez ceci :

• La position du cycliste est le levier le plus efficace. Selon la prise en mains du cintre, il est possible de gagner de 10 à 20 W à 30 km/h. Avec des prolongateurs, ce gain passe à 30-40 W. Ce n’est pas pour rien que les cyclistes d’ultra-distance les utilisent lorsqu’ils sont autorisés.
• L’addition d’une tenue bien coupée et d’un casque aéro peut permettre une économie de puissance allant de 5 à 15 W.
• À 30-40 km/h, de bonnes roues apportent une réduction de 5 à 10 W par rapport à des roues typées montagne
• La différence entre un cadre classique et un modèle aéro bien étudié se situe entre 5 et 8 W à 40 km/h.
• En montée raide (>6–7 % à <15 km/h), le poids prime, l’aéro est marginal.
• Sur les bosses roulantes (~3–5 % à 20–30 km/h), poids et aéro comptent, mais la position apporte plus de gain qu’un kilo gagné.
• Sur le plat, l’aéro est le facteur numéro un, le poids devient anecdotique.

Le confort et le comportement du cadre comptent autant que le poids et l’aéro

Le poids et l’aérodynamisme influencent évidemment la performance, mais ils ne font pas tout. Dans l’expérience réelle, le confort et le comportement du cadre sont tout aussi déterminants pour le plaisir et l’efficacité sur le vélo.

Pour élargir votre compréhension, je pourrais vous proposer de la littérature scientifique à travers divers liens. Mais pour rester accessible et ludique, voici deux sujets récents qui ont retenu mon attention : faciles à appréhender, amusants et instructifs, ils méritent d’être visionnés et écoutés.

L’équipe de GCN France aborde l’encombrement et le poids des sacoches, ainsi que leur incidence en montée et en descente. Sur la célèbre montée d’Els Angels, avec un vélo lesté de six kilos, Maxime Prieur a mis 18’35’’ pour une puissance moyenne de 254 W. Sur la deuxième montée, avec un vélo allégé de six kilos, son chrono tombe à 17’35’’ pour une puissance moyenne de 250 W. La différence de temps reste modeste, mais Maxime note des variations sensibles au niveau des sensations.

Christian Trenchev, responsable du contrôle qualité, partage, après une introduction sur sa vie de compétiteur en fixie et sur route, son regard sur la fabrication du carbone dans un podcast sans langue de bois. Beaucoup d’éléments y sont intéressants et méconnus des amateurs, en dehors des concepteurs de vélos.

En résumé, poids et aéro ne sont pas tout : le confort et le comportement du cadre déterminent également l’expérience. Dans cette optique, osez explorer d’autres matériaux ! Pour plus d’infos à ce sujet, allez lire ou relire l’article d’Amaël sur les vélos Lambert en acier et titane, fabriqués à Aigle.

Amaël Donnet

Il se souvient de ses temps sur le tricycle, pourtant ce n’est qu’à l’âge de 11 ans, au moment de laisser tomber le judo, qu’ Amaël a sérieusement commencé à rouler à vélo en partant à l’aventure et en prenant part à quelques petites courses. Par la suite, aucune catégorie ne lui a échappé malgré un petit interlude snowboard. Aujourd’hui, que ce soit à VTT enduro, XC, sur route, gravel ou encore en jouant au bike polo, ce drôle de zèbre (référence instagram ;)) trouve toujours de quoi se faire plaisir sur ses biclous. Professionnellement, il travaille en tant que rédacteur spécialisé dans des magazines cyclistes et occupe un poste d’entraîneur et responsable technique pour Talent Romandie tout en étant actif dans le cursus de formation J+S. Trouvez ses articles ici.