un vélo imprimé en 3D qui imite la nature pour défier l’air

Alexis Tremblay
Alexis Tremblay

En 2022, Filippo Ganna a écrit une nouvelle page de « Record d’heure » à Granges, en Suisse, faire du vélo pour 56 792 kilomètres dans soixante minutes exactement. C’est l’une des épreuves les plus pures et les plus brutes du cyclisme : une heure à parcourir le plus de terrain possible, seul, sur une piste parfaitement lisse. Mais ce n’est pas seulement lui qui a réalisé le record : sous lui, il avait un vélo conçu comme une expérience scientifique, un concentré d’aérodynamique, de biomimétisme et d’impression 3D.

Est appelé Pinarello Bolide F HR modèle 3Det c’est le premier vélo en alliage métallique (Scalmalloy) Imprimé en 3D pour avoir passé les tests UCI (Union Cycliste Internationale) et a réalisé un record du monde. Il présente des géométries aérodynamiques extrêmes, inspirées des ailerons de baleines à bossece qui en a fait une prouesse d’ingénierie digne d’un laboratoire de la NASA, capable de transformer l’air – l’ennemi invisible de tout cycliste – en un allié.

Le charme du record de l’heure en cyclisme

Le record de l’heure est l’un des événements les plus emblématiques du cyclisme. Pas de sentiers, pas de tactique d’équipe : juste le cycliste, la piste et le chronomètre. C’est un défi qui mesure jusqu’où vous pouvez aller en appuyant sur les pédales pendant soixante minutes. Au fil des années, des légendes telles que Eddy MerckxMiguel Indurain et Bradley Wiggins. Mais chaque fois que le vélo change, la manière de relever le défi change également. Parce qu’ici le physique de l’air cela compte autant que la force des jambes. Quand Ganna a décidé d’essayer, Pinarello – entreprise italienne historique – a profité de l’occasion pour expérimenter quelque chose de complètement nouveau : un projet construit de toutes pièces, exploitant des techniques et des matériaux jamais utilisés auparavant dans un vélo. Le cycliste italien détient le record de l’heure avec une distance de 56 792 kilomètres itinéraires dans soixante minutes exactement. Voici la vidéo de l’exploit toujours invaincu :

Impression 3D et alliage « spatial »

Bolide F HR modèle 3D est né d’une question simple mais ambitieuse : comment construire le vélo de piste le plus performant jamais? La réponse réside dans la manière dont cela a été réalisé.

Le cadre n’est pas en fibre de carbone, comme sur les vélos de course traditionnels, mais en Scalmalloyune ligue de aluminium, magnésium et scandium issus du secteur aérospatial. Ce matériau est déposé couche par couche avec un imprimante 3D industriel, créant des formes impossibles à obtenir avec des moules classiques. Chaque partie du cadre – tube supérieur, hauban arrière, fourche – est moulée séparément puis assemblée résines époxy pour l’aérospatiale. C’est comme construire un puzzle tridimensionnel en métal ultra-léger, où chaque joint est calibré au dixième de millimètre près. Cela vous permet de façonner le cadre autour du corps du cycliste: Ganna et le vélo ne font plus qu’un, comme si le vélo était une extension naturelle de ses jambes et de ses épaules.

La nature comme inspiration : les tubercules de la baleine à bosse

La forme du cadre n’est pas seulement le résultat de calculs informatiques, mais aussi de l’observation de la nature. Pinarello s’est inspiré de l’un des animaux les plus élégants et efficaces pour se déplacer dans les fluides : le baleine à bosse. Sur ses nageoires se trouvent de petites bosses appelées tuberculesqui contribuent à créer des microflux ordonnés capables de maintenir l’eau « collée » à la surface, réduire la friction et améliorer la fluidité des mouvements.

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Le même principe a été appliqué au tube de selle du Bolide F HR 3D avec le Technologie AirStream: petites crêtes en surface qui « apprivoisent » le flux d’air. Lorsque les jambes de Ganna bougent, l’air a tendance à se séparer du cadre et à créer des turbulences. Ces microstructures guident plutôt le flux et le maintiennent adhérent, réduisant ainsi la résistance globale. Ces solutions étaient possibles uniquement grâce à l’impression 3Dune technologie « habilitante » qui vous permet de créer des formes et des détails impossibles à obtenir avec les méthodes traditionnelles.

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Géométrie extrême et règles UCI réécrites

Le Bolide F HR 3D est aussi le résultat d’un changement de règlementation. Jusqu’à il y a quelques années, leUCI imposé le rapport 3:1: chaque tube de cadre ne peut pas être plus long que trois fois sa largeur. Cela limitait considérablement les formes aérodynamiques. Lorsque la règle fut abolie, les concepteurs Pinarello ils ont pu aller plus loin : sections beaucoup plus effilées, boîtier de pédalier plus étroit (de 70 mm à 54 mm) et moyeux avant réduits jusqu’à 69 mm. Tout cela pour réduire le face avantc’est-à-dire la partie qui « coupe » l’air. Chaque millimètre économisé en largeur représente un petit gain de vitesse, et à ces niveaux, chaque Watt compte.

Mais l’aérodynamisme seul ne suffit pas : si le cadre fléchit, même un peu, une partie de la puissance du cycliste est perdue. C’est pourquoi le Bolide F HR 3D a été conçu avec un très grande rigidité en torsionce qui permet de transmettre la force presque entièrement aux pédales.

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Enfin, parmi les chiffres, les matériaux et les choix extrêmes, il y a quelques curiosités qui méritent d’être racontées :

  • Ganna a utilisé un ratio 64/14pour un développement métrique d’environ 10 m à chaque coup de pédale. En pratique, chaque tour complet de manivelle le faisait avancer de plus de dix mètres.
  • Tous les composants ont été testés OIN 4210les mêmes que ceux utilisés pour vérifier la sécurité des cadres standards. C’est le premier vélo imprimé en 3D au monde à avoir réussi ces tests et à être approuvé parUCI.
  • Ça pèse 9,3kgplus qu’un vélo de route traditionnel. Mais dans l’enregistrement Hour, tu pédales à vitesse constantedonc le poids n’est pas très pertinent : le seul véritable adversaire est l’air.
  • Le guidon est accompli Titane imprimé en 3Dentièrement personnalisé selon les bras et la posture de Ganna.
  • Le coût ? Il se promène 75 000 euros. Un chiffre qui reflète la recherche et la très haute personnalisation nécessaires à un record du monde.