Bonsoir à tous,

J'aimerais vous poser quelques questions à propos de mon T.I.P.E qui portera sur l'optimisation des performances (rendement de l'effort) d'un VPH (Véhicule à Propulsion Humaine) de type terrestre. Mon objectif est d'expliquer, de manière scientifique, l'avancée du vélo à l'aide de simulations et d'expériences dans l'espoir de pouvoir estimer le gain en rendement de chacun des points que je vais traiter.

Dans un premier temps, j'ai décidé de m'intéresser à la forme que pouvait avoir un vélo et aux conséquences que cela pouvait avoir sur la puissance à développer en comparant deux types de vélos (vélo de course et vélo couché).
Voici toutes mes hypothèses qui me semblent importantes : Je suppose que la puissance délivrée ne change pas selon le type de vélo, Référentiel terrestre supposé galiléen, température constante (298K), le trajet se déroule sur une route horizontale, les frottements dus au contact roue/sol seront négligés, le fluide dans lequel se meut le système {utilisateur + vélo} sera l'air, on néglige la présence du vent.

Le bilan des forces se résume alors au poids et à la réaction du sol qui se compensent ainsi qu'à la traînée. Il faut néanmoins que je me fixe une plage de vitesse intéressante pour pouvoir considérer que la force est en kv². Il me semble que le critère est le Nombre de Reynolds. Ensuite, je dois connaitre Cx mais en général, j'ai appris qu'il s'obtenait après des essais en soufflerie.

Je verrai plus en détail certains aspects par la suite. En fait, trouver le lien entre la vitesse atteinte et la puissance nécessaire à fournir pour atteindre telle vitesse (selon le choix de la vitesse) me parait assez difficile. Pour l'instant, j'essaie d'approcher le sujet en trouver une modélisation grossière avant de m'intéresser plus en détail aux aspects que j'ai négligé.

J'ai essayé de mettre en forme le système :




Je pense qu'on pourra sans doute négliger l'influence de la roue et du guidon dans le maitre couple et je vais considérer que l'homme est plat. Néanmoins, il y a des angles à considérer.

Est-ce que mes hypothèses sont complètes/correctes ? Après quelques recherches, j'obtiens pour plusieurs cas considérés, un nombre de Reynolds entre 10^6 et 2.10^6. Qu'est ce que je peux conclure/Quelle est la valeur "limite" qui permet de savoir si on doit choisir une force en kv ou kv² ? Pourriez m'aider à estimer le Cx de mon système et/ou à me proposer une méthode calculatoire pour le calculer ? En fait, le seul Cx intéressant que j'ai trouvé sur Internet concernait un plan placé perpendiculairement à l'écoulement du fluide or dans le cas présent, les "plans" ne sont pas vraiment perpendiculaires) sachant que j'en aurai un deuxième à déterminer pour mon système {utilisateur + vélo couché} mais cette fois-ci, j'aimerais me débrouiller. Enfin, j'aimerais, en guise "d'expérience", réussir à tracer Cx = f(alpha) avec alpha l'angle d'inclinaison d'une plaque de 1m² (1x1) pour une vitesse constante mais étant donné que cela n'est pas à mon programme, je ne sais pas du tout comment m'y prendre.

Merci d'avance, Frédéric.

Edit Coll : image placée sur le serveur de l' Merci d'en faire autant la prochaine fois !