Le Pinarello Bolide F HR 3D pour la tentative de record de l’heure de Filippo Ganna

Filippo Ganna va tenter samedi 8 octobre de battre le record de l’heure sur le vélodrome de Granges en Suisse. Pour cette occasion, Pinarello a développé un nouveau vélo grâce à la technologie 3D.

Source : CP

Tous les cyclistes veulent toujours rouler sur le meilleur vélo disponible, surtout en ce qui concerne les performances aérodynamiques et la transmission de puissance. Mais pour ce projet unique de record de l’heure, les exigences sont encore plus élevées que d’habitude. Le Bolide F HR 3D avait besoin d’un ajustement totalement parfait, conçu autour du cycliste, conforme à l’anatomie unique de Filippo Ganna pour maximiser à la fois son confort et ses performances aérodynamiques globales. Le confort est souvent sous-estimé, mais lorsqu’il s’agit d’une tentative de record de l’heure, il est absolument crucial car il permet à l’athlète d’aller plus vite plus longtemps. L’importance de la rigidité est également souvent sous-estimée pour les vélos de piste, mais toute flexion sous tension provoque le frottement des roues, faisant perdre à l’athlète des centimètres cruciaux à chaque fois qu’il appuie sur les pédales.

Dans cet esprit, ce projet devait combiner résistance et rigidité avec des gains aérodynamiques, avec une méthode de production qui permettait un dimensionnement au millimètre près et la pleine utilisation de tout ce que les ingénieurs de Pinarello ont appris de nombreux mois de recherche intense. Cela permet à Pinarello de présenter aujourd’hui une première mondiale : un cadre imprimé en 3D, conçu pour un champion du monde et pour sa tentative de record de l’heure. Il sera disponible pour Filippo Ganna et pour le marché mondial (évidemment, pour de très rares privilégiés).

Impression 3D

L’impression 3D a permis à Pinarello d’introduire de nouvelles formes et caractéristiques impossibles à reproduire avec les techniques de fibres de carbone existantes. Avec cette nouvelle méthode, Pinarello a créé une forme aérodynamique unique et atteint un très haut niveau de rigidité. De plus, cela a permis d’ajouter un renfort interne, de créer une forme de tube de direction totalement nouvelle et surtout, cela a également réduit drastiquement le temps de développement car nous les ingénieurs n’étaient plus retenus par les contraintes de temps traditionnelles de production de moules pour un cadre en fibres de carbone.

Selon Federico Sbrissa, directeur du marketing de Pinarello, « c’est un projet tellement unique. Nous croyons que c’est le début d’une nouvelle ère de fabrication. La prochaine étape consistera à le rendre plus abordable en trouvant des moyens de scanner les cyclistes avec un équipement plus abordable et de concevoir automatiquement chaque vélo unique. D’un champion du monde à tous les coureurs du World Tour, et finalement à tous les cyclistes. »

L’impression 3D métal a été lancée pour la première fois dans le cyclisme par Pinarello en 2015, sur le guidon de Bradley Wiggins pour le record de l’heure. Pour trouver l’expertise, les connaissances et l’équipement approprié, Pinarello a travaillé avec Metron A.E. au Royaume-Uni. Le cadre et la fourche du vélo HR ont été conçus pour tirer parti d’un nouvel alliage appelé Scalmalloy, un alliage Scandium-Aluminium-Magnésium à haute résistance qu’il est un matériau aérospatial spécialement conçu pour l’impression 3D. Le choix du matériel et de la machine est ici crucial.

Metron a utilisé une machine EOS M400 grand format pour imprimer en 3D les pièces Scalmalloy. En effet, le cadre n’était que de cinq pièces, avec le triangle avant réalisé en trois pièces et les haubans en deux pièces supplémentaires. Ces pièces ont été fabriquées individuellement et après un nettoyage méticuleux et le retrait du support, les pièces ont été collées ensemble à l’aide d’un époxy de qualité aérospatiale. De plus, du titane a été utilisé sur la tête de fourche et sur les extensions de guidon qui sont les zones les plus sollicitées.

Une somme de gains marginaux

Les jambes du cycliste bougent tout le temps de manière complexe mais reproductible. L’air qui circule autour du tube de selle et de la tige de selle n’est jamais droit. Ce flux d’air alternatif rend très difficile la fixation de l’air sur le tube de selle. La conséquence est que le flux d’air se sépare constamment du tube de selle, créant une grande zone de basse pression autour de celui-ci, ce qui crée à son tour de grandes quantités de traînée. C’est en partie pourquoi la traînée combinée du tube de selle et de la tige de selle représente près de 40 % de la traînée totale du cadre et de la fourche.

Grâce aux recherches effectuées par l’Université d’Adélaïde, Pinarello et son partenaire de R&D aérodynamique NablaFlow ont effectué de nombreuses simulations, trouvant des conceptions efficaces, et d’autres moins. Après de nombreux tests CFD et en soufflerie avec des coureurs, la nouvelle technologie AirStream est née pour réduire la traînée. 

Le nouveau cadre a été conçu pour réduire autant que possible la zone frontale en profitant également de la suppression de la règle UCI 3:1. Il y a eu des gains substantiels en rendant les moyeux de roue ainsi que le boîtier de pédalier (BB) plus étroits que la normale. Le BB a été réduit à 54 mm (au lieu de 70 mm), les moyeux de roue de 120 mm à 89 mm à l’arrière et de 100 mm à 69 mm à l’avant.

Cette nouvelle réglementation permet également d’utiliser des sections de profil aérodynamique plus longues et plus minces. Il est bien connu que les sections de profil aérodynamique qui ont un rapport de 6: 1 ou même 8: 1 fonctionnent nettement mieux que l’ancien rapport 3: 1.

Après plusieurs cycles d’optimisation CFD, une géométrie de guidon a été créée qui réduisait davantage la traînée du cycliste que la pénalité de traînée imposée par sa forme non conventionnelle. Dans l’ensemble, la traînée est réduite. Encore une fois, l’impression 3D a été nécessaire pour fabriquer cette forme extraordinaire. Dans le cas du guidon, le titane éprouvé (Ti6Al4V) a été utilisé sur une machine ARCAM EBM. Pour s’assurer que la forme extraordinaire des extensions ne présentait pas de problème structurel, Metron a décidé de les tester selon un régime de test amélioré pour être monté en toute sécurité lors d’une tentative de record de l’heure d’un athlète aussi puissant que Filippo Ganna.

Après les simulations, seuls les tests en situation réelle peuvent prouver si le travail de conception a réussi. Le Bolide F HR 3D se révélait déjà être le vélo le plus rapide en soutenant Dan Bigham dans son record personnel de 55,548 km réalisé le 19 août 2022. Bigham, qui est l’ingénieur de performance d’INEOS Grenadiers, testait un prototype sans marque du nouveau Bolide F HR qu’il a aidé à développer. Il travaillait également sur le développement d’autres composants clés qui seront utilisés sur le vélo, comme le pédalier.

Le nouveau Bolide F HR 3D est disponible à la commande chez un revendeur officiel Pinarello à partir de ce 3 octobre, et en raison de la technique de production d’impression 3D, il sera construit uniquement sur demande.

Et Fausto Pinarello de conclure : « Nous poussons toujours le niveau de conception des produits vers de nouveaux extrêmes pour permettre à nos champions d’atteindre leurs objectifs. L’innovation et la recherche constantes sont les bases du succès si vous voulez construire le vélo de contre-la-montre le plus rapide pour la piste. Du record de l’heure de Miguel Indurain aux récentes médailles d’or dans la poursuite par équipe à Tokyo, Pinarello a toujours établi la norme dans ce segment. »

=> VOIR AUSSI : Tous nos articles MAG