La résistance au roulement correspond à l’énergie perdue lorsque le pneu roule. La perte d’énergie résulte essentiellement de la déformation continuelle des matériaux constituant le pneu.
La rotation d’un pneu de vélo se doit d’être la plus aisée possible. En effet, contrairement à un automobiliste, un cycliste ne dispose que de sa propre force (très limitée) pour être le plus efficace possible.
Outre la résistance au roulement, il existe d'autres contraintes à maîtriser lorsque l'on fait du vélo :
La résistance de l’air augmente proportionnellement à la vitesse appliquée. A 20 km/h, elle atteint déjà la part la plus importante de la résistance totale. On dépense également de l’énergie pour l’accélération. Le poids des roues, par exemple, joue ici un rôle prépondérant, car celles-ci sont sollicitées en permanence.
En côte, la principale résistance à l’avancement est due à la pente.
Enfin, il existe des résistances au frottement au niveau de la chaîne ainsi que dans tout autre élément en mouvement. Toutefois, sur un vélo bien entretenu, celles-ci ne représentent qu’une part réduite de la résistance totale.
La résistance au roulement sera influencée, entre autres, par la pression, le diamètre, la largeur, la conception et le profil du pneu.
Sur un sol lisse : la résistance au roulement est d’autant plus faible que la pression de gonflage est élevée, et que le pneu se déforme donc peu.
En tout terrain, c’est exactement l’inverse : la résistance au roulement est d’autant plus faible que la pression du pneu est faible. C’est le cas aussi bien sur un sol dur et caillouteux que sur l’herbe ou sur un sol forestier plus souple. Explication : un pneu moins gonflé s’adapte mieux aux inégalités du terrain. Il s’enfonce moins dans le sol, et est moins freiné par les inégalités rencontrées.
Les pneus avec un plus petit diamètre présentent une résistance au roulement plus élevée à pression d'air équivalente, car la déformation du pneu a plus de répercussions sur le rendement : en effet, le pneu s'aplatit plus fortement et il perd
en circularité.
Les pneus larges roulent mieux que les pneus étroits ! Cette réalité se heurte souvent au scepticisme. Pourtant, à pression égale, un pneu étroit réagira moins bien et subira, de ce fait, davantage de déformation.
La conception du pneu, elle aussi, exerce naturellement une influence sur la résistance au roulement. Moins il y aura de matériaux utilisés, moins ceux-ci se déformeront. Enfin, plus le matériau est flexible (par exemple le mélange de
caoutchouc), moins il y aura d’énergie perdue lors de la déformation.
Les profils présentant peu de relief bénéficient logiquement d’un roulement plus favorable, à l’inverse de ceux très cramponnés.
L’explication se trouve dans le comportement du pneu. En effet, celui-ci s’affaisse plus ou moins sous la charge, ce qui détermine une surface de contact avec le sol. A pression égale, un pneu large et un pneu étroit ont une surface de contact
équivalente. Alors que le pneu large s’aplatit plutôt en largeur, le pneu étroit lui, le fera davantage dans le sens de la longueur.
Cette surface de contact peut être interprétée comme une charge s’opposant au mouvement du pneu. Dans le cas du pneu étroit, la déformation est plus importante et rend la roue « moins ronde ». Sur un pneu large, le phénomène est moindre et le rendement meilleur.
Dans tous les cas de figure, un pneu large bénéficie d’excellentes caractéristiques à pression égale. Toutefois, on peut gonfler un pneu étroit à des pressions supérieures, ce qui le rend, par contre, moins confortable.
Les pneus étroits présentent également un avantage certain en matière de vitesse car la résistance à l’air est moindre.
Un vélo équipé de pneus étroits accélère mieux et se manie plus facilement car la masse en mouvement est moins élevée. Ce point se vérifie aisément lorsqu'on roule à bon rythme dans un groupe de cyclistes et qu'il faut passer rapidement de 20 à 40 km/h, après un virage serré, pour ne pas se faire distancer.
A une vitesse régulière d’environ 20 km/h, on roule mieux avec des pneus larges. Dans la pratique, le gain d’énergie est encore plus important : en effet, l’amortissement généré évite les vibrations au coureur et économise donc son
énergie.
Chez les cyclistes professionnels, on note dorénavant une très nette tendance à rouler avec des sections de plus en plus larges. Finis les pneus en 18 et 20 mm de large. Même la largeur la plus courante de 23 mm est en train de céder sa place à des pneus de 24 et même 25 mm.
