| Paramètre | Valeur | |
|---|---|---|
| Gravité | ||
| Masse en kilos | ||
| Rayon | ||
| Vitesse | ||
| Inclinaison | ||
| Variable | ⚠ Danger ⛐ | Valeur |
|---|---|---|
| Poids | ||
| Force centrifuge | ||
| Inclinaison verticale | ||
| Inclinaison sol | ||
| Adhérence requise à plat | ||
| Adhérence requise sur piste | ||
| Energie cinétique | ||
| Energie potentielle | ||
Cette application soutient l’idée d’incurver les virages des pistes cyclables, et aussi d’en accroître le rayon, selon la place disponible.
Afin de permettre au cycliste de conserver son élan, en prenant le virage sans ralentir, en toute sécurité, tout en gardant ses roues perpendiculaires au sol.
Plus l’angle entre la roue et le sol est aigu, plus grand est le risque de déraper, sur sol 🌧 humide, boueux, ❄ neigeux, ou couvert de 🍂 feuilles mortes, 🌲 pommes de pin ou autres débris végétaux.
Par précaution, le cycliste freine avant le virage, perd de l’énergie, et doit relancer en sortie de virage.
Redémarrer après un arrêt complet consomme autant que de parcourir cent mètres.
Une piste cyclable bien conçue, aux virages incurvés à grand rayon, sera donc moins énergivore et moins dangereuse, qu’une piste à virages plats et serrés.
Surtout en bas de descente, lorsque le cycliste a converti son énergie potentielle en cinétique, et roule à pleine vitesse.
Sans compter le risque de sortie de route: un virage plat et serré l’oblige à freiner, donc, gaspille son élan.
Un virage incurvé de grand rayon, en pied de descente, lui permettra de conserver son élan sans freiner, et de parcourir quelques centaines de mètres sans effort, sur sa lancée.
Il en résulte une fatigue moindre, ou une économie de batterie, dont l’autonomie sera prolongée, ainsi que sa durée de vie.
Donc, moins de déchets de batteries usagées en fin de vie, à recycler, mais aussi, de patins de freins.
La Wallonie a l’intention d’investir dans le plan Wallonie Cyclable.
Vu son relief plus vallonné que la Flandre, elles comporteront de nombreuses côtes et descentes.
Chaque côte à gravir représente un investissement énergétique, que le cycliste aimerait récupérer sans freiner, dans la descente consécutive.
Les virages incurvés à grand rayon lui rappelleront les toboggans de son enfance, ou les rivières artificielles des parcs aquatiques.
Le principal avantage du virage incurvé est de conserver la roue perpendiculaire au sol, ce qui évite le dérapage.
Accessoirement, l’inclinaison du sol favorise l’élimination des déchets glissants vers le centre du virage, gardant ainsi le sol propre.
🍂 Feuilles mortes, fruits, glands, 🌰 châtaignes, 🌲 pommes de pin, …, qui provoquaient des dérapages sur sol plat, couleront vers le centre, hors de la bande de roulement.
Les bogues de châtaignes, marrons et autres fruits épineux, sur le sol des pistes cyclables, sont de véritables 📌 cève-pneus 🌬 hérissés de pointes.
Ils tombent en 🍂 automne, lorsque les 🎑 nuits s’allongent.
Le cycliste matinal, qui roule de nuit, pour se rendre au boulot, ne les voit pas et roule dessus: crevaison garantie
Une loi devrait interdire la plantation (ou ordonner l’abattage) de tout châtaigner, marronnier, ou arbre analogue, à moins de vingt mètres d’une piste cyclable.
Le circuit de Mortefontaine comporte un anneau de vitesse incurvé, dont l’inclinaison croît vers l’extérieur.
Le pilote choisit la bande qui lui convient, en fonction de sa vitesse.
Au centre, une bande plate est réservée au trafic lent (piétons)
En pied de descente, un dispositif analogue permettait au cycliste de prendre son virage en toute sécurité, sans freiner, ni perte d’énergie.
Un bel exemple concret seraient les spirales cyclables descendantes, qu’il faudrait mettre à sens unique:
Puisque le cycliste gagne en vitesse, en descendant du pont du canal en roue libre.
Plus la gravité est faible, plus le cycliste va devoir se pencher, pour contenir la force centrifuge que le virage lui inflige, au risque de déraper.
Pour contenir la force centrifuge, le cycliste a besoin d’une force opposée (dirigée vers le centre),
correspondant à sa masse fois la gravité (= son poids), fois le sinus de son angle d’inclinaison.
Par conséquent, il est quasi-impossible de faire du vélo sur la Lune, autrement qu’en ligne droite.
Car la faible gravité l’oblige à se pencher considérablement, ce qui le ferait immédiatement déraper, vu l’adhérence très réduite.
Les pistes cyclables lunaires devraient être très incurvées, au moindre virage, que le cycliste devra aborder très lentement.
La gravité s’applique en un point, dénommé centre de gravité.
La force centrifuge déplace le centre de gravité vers l’extérieur du virage.
Le cycliste s’incline, pour ramener son centre de gravité à l’aplomb de ses roues.
Un véhicule à plus de deux roues ne peut s’incliner.
Il doit cependant conserver son centre de gravité à l’intérieur de son polygone de sustentation, sous peine de se renverser.
La masse n’a aucune incidence sur l’angle d’inclinaison, car elle agit dans les deux directions, avec la même intensité.
Pour aborder un virage à une vitesse donnée, un gros cycliste lourd devra s’incliner autant qu’un léger.
Par contre, sa masse accroît sa force centrifuge, et le risque de déraper, si l’adhérence est insuffisante.
Sacoches vides ou pleines, aucune différence d’inclinaison en virage.
Il s’agit du ratio entre la force nécessaire pour faire glisser un objet, et son poids.
Posez un objet sur une surface solide, et poussez-le latéralement, de plus en plus fort, jusqu’à ce qu’il glisse.
Divisez la force horizontale (poussée) exercée sur l’objet, par la force verticale (poids) qu’il exerce sur le sol.
Il en va de même pour un véhicule en virage, que la force centrifuge pousse latéralement.
Si l’adhérence effective du véhicule est inférieure à celle requise pour prendre le virage, le véhicule dérape (rupture d’adhérence).
L’adhérence dépend de la qualité du contact pneu-sol. Elle est optimale sur sol sec.
Elle peut être amoindrie par tout lubrifiant, comme la pluie, les gravillons, la boue, des feuilles mortes, une flaque d’huile, la neige, le verglas, …
Un pneu à gomme tendre adhèrera mieux qu’un pneu à gomme dure, mais s’usera plus vite.
Il s’agit de l’adhérence dont le véhicule a besoin, pour prendre son virage, sans déraper. Le danger augmente avec l’adhérence requise.
Si l’adhérence effective est inférieure, il dérapera ⛐.
Diminuez l’adhérence requise en inclinant le sol de la piste cyclable, au moyen de la quatrième glissière.
Incurver le virage permet de diminuer l’adhérence requise, en gardant la roue perpendiculaire au sol.
Il s’agit de la quantité d’énergie que contient le cycliste. Le produit de la moitié de sa masse en kilos, par le carré de sa vitesse en mètres par seconde.
C’est l’énergie que les freins doivent convertir en chaleur, jusqu’à l’arrêt complet.
Il s’agit du dénivelé, en mètres, que le cycliste peut franchir avec son élan, sans pédaler.
Il dépend du carré de sa vitesse, et de la gravité.
Sa masse est sans importance, puisque M figure dans les deux équations, qu’elle peut diviser.
Plus il est lourd, plus il contient d’énergie, mais plus il lui en faut, pour grimper le dénivelé face à lui.
Une piste cyclable comporte un petit raidillon, pour monter du plancher des vaches au talus de chemin de fer.
Au lieu de pédaler dur dans la côte, je fais le gros effort avant.
Cent mètres en aval du petit raidillon, un panneau devrait indiquer le dénivelé, en mètres, et la vitesse à acquérir, pour le franchir sans effort.
Selon la conversion d’énergie cinétique en énergie potentielle, programmée ci-dessus.
Par exemple, un cycliste lancé à 30 km/h contient suffisamment d’énergie cinétique pour franchir un dénivelé de 3,6 mètres.
Pédaler, en Wallonie, implique de gravir des côtes, suivies de descentes équivalentes.
Gravir une côte implique une dépense énergétique conséquente, qu’il n’est pas toujours possible de récupérer en descente, si la pente est forte, et oblige le cycliste à freiner, sous peine d’emballement dangereux.
Le vélo électrique wallon est un vélo électrique ordinaire, dont la roue avant comporte une puissante dynamo de moyeu, entre 100 et 200 watts.
Le cycliste peut programmer une vitesse maximale, à ne pas dépasser. Par exemple, 20 km/h
La dynamo doit être placée en roue avant, la plus efficace en freinage, à cause du transfert de masse.
Sa puissance augmente proportionnellement au dépassement du plafond de vitesse maximale.
Le bénéfice est double:
Il est, dès lors, impossible de dépasser le plafond programmé en descente, sans user les freins, ni gaspiller d’énergie.
Le cycliste pourra se déplacer aisément, des quais de Meuse, au sommet de la citadelle de Namur, aussi facilement que si le terrain était plat.
Pour le cycliste, le véritable effort n’est pas horizontal, mais vertical. Ce n’est pas la distance, mais le dénivelé, qui est dur.
Aussi, je propose, au concepteur des pistes cyclables, d’y peindre une ligne transversale tous les mètres, ou dix mètres, en cas de forte pente, de dénivelé.
Avec mention de l’altitude de la ligne.
Une simple côte de 1% peut paraître dérisoire, imperceptible pour un piéton.
Mais avec un développement (braquet) de 5 mètres, le cycliste s’élève de 5 centimètres par tour de pédalier.
C’est à dire d’un mètre tous les vingt tours de pédalier.
A 22 km/h (= 6 m/s), cela représente 6 centimètres de dénivelé par seconde.
Le simple effort vertical, pour un cycliste de 120 kg de poids total, vélo et bagages compris, représente 70 watts, soit près du tiers de sa puissance totale.
La pente peut avoir une forte influence sur son effort ou sa vitesse, selon le sens de son déplacement.
Cette proposition ne vaut pas pour les chemins de halage, dont la pente est, par définition, nulle, sauf aux écluses.
Cette idée m’a été inspirée par Google Maps, qui renseigne le profil vertical d’un itinéraire cyclable.
La rotation de la Terre engendre une force centrifuge, qui augmente des pôles vers l’équateur.
Voilà pourquoi les cosmodromes sont installés au plus près de l’équateur, où les fusées sont plus légères, et nécessitent moins de carburant, pour décoller.
La source du Mississipi est située à une altitude inférieure, de 5 km, à son embouchure.
Par conséquent, ce fleuve coule vers le haut.
La rotation de la Terre soulève et éjecte l’eau du Mississipi, comme une pompe à turbine centrifuge.
Oseriez-vous y rouler ?
Encore plus fort que pédaler à travers l’eau de Bokrijk !
Le but du jeu est d’en sortir sec.