La résistance au roulement, 1ère partie

Après avoir brièvement discuter de la tendance actuelle qui consiste à adopter des pneus plus larges pour les vélos de compétition, nous proposons d’analyser la physique qui est à l’origine de la résistance au roulement qui affecte le déplacement de tout vélo.  

Afin de comprendre l’origine physique de la résistance au roulement nous commençons par analyser les forces en jeu dans la déformation du caoutchouc synthétique qui compose les pneus du vélo. Nous montrons que le caoutchouc présente des forces internes de résistance à la déformation de deux natures différentes. Il y a, d’une part, la force de résistance élastique et d’autre part la force de résistance dissipative due à la friction résultant, à l’échelle microscopique, de l’interaction entre les molécules de polymère qui compose le caoutchouc. Une démarche très simple et très visuelle nous permet de montrer que les forces de nature élastique à l’œuvre dans le pneu se combinent pour donner une force verticale dont l’effet est simplement de compenser le poids qui s’exerce sur la roue du vélo alors que, d’autre part, les forces de nature dissipative se combinent pour donner une force horizontale qui s’oppose au déplacement du vélo. C’est cette force horizontale d’opposition au déplacement que l’on appelle la force de résistance au roulement.