En bref : la société de R&D sportive Vorteq utilise la numérisation 3D en cyclisme pour concevoir des combinaisons sur mesure et le vélo de piste WX-R. Avec le scanner 3D Artec Leo et les logiciels Artec Studio et Geomagic Wrap, elle passe du scan du cycliste au modèle 3D prêt pour la fabrication en deux heures seulement.
Sommaire
- L’aérodynamique, un enjeu clé du cyclisme
- Numérisation 3D en cyclisme : des combinaisons parfaitement ajustées
- Du scan à la combinaison en deux heures
- Le traitement des données dans Artec Studio et Geomagic Wrap
- Le vélo de piste Vorteq WX-R
- La collaboration avec Worx et les services de Vorteq
- Ce que la numérisation 3D en cyclisme apporte
- Votre projet de numérisation 3D dans le sport
L’aérodynamique, un enjeu clé du cyclisme
En cyclisme de haute performance, la résistance à l’air est décisive. En effet, jusqu’à 90 % de l’énergie d’un cycliste sert à la vaincre. Le corps du cycliste représente environ 80 % de cette résistance, et le vélo environ 20 %.
Pour agir sur ces deux facteurs, la société de R&D sportive Vorteq a misé sur la numérisation 3D. Elle a ainsi conçu des vélos et des combinaisons plus aérodynamiques. Les cyclistes peuvent donc atteindre des vitesses encore plus élevées.
Numérisation 3D en cyclisme : des combinaisons parfaitement ajustées
Une combinaison doit être confortable, légère et respirante. Elle doit aussi épouser parfaitement l’anatomie de l’athlète. Sinon, elle se froisse, et chaque pli augmente la traînée. De plus, un tissu trop tendu se déforme et accroît la résistance à l’air. Le choix des tissus et des coutures est donc essentiel.
La nouvelle approche de Vorteq consiste à numériser le corps du cycliste pour concevoir une combinaison sur mesure. Pour cela, l’entreprise a collaboré avec Central Scanning. Elle utilise l’Artec Leo, un scanner 3D portable avec écran tactile. Ensuite, les données sont traitées dans Artec Studio et Geomagic Wrap.
Vorteq a investi plus de 500 000 dollars en R&D. L’entreprise a testé plus de 45 000 configurations de matériaux, de tensions et de vitesses, dans les souffleries du Silverstone Sports Engineering Hub (SSEH). Par ailleurs, elle travaille depuis plus de 10 ans avec des cyclistes professionnels, des équipes olympiques et des coureurs du Tour de France. Aujourd’hui, ces combinaisons sont accessibles à tous les cyclistes, quel que soit leur niveau.
Du scan à la combinaison en deux heures
Tout commence dans la soufflerie, où le cycliste s’installe sur son vélo. Vorteq le scanne avec l’Artec Leo en cinq à six minutes, chaussures comprises. Ainsi, en dix minutes seulement, toutes les données nécessaires à une combinaison anatomique et aérodynamique sont recueillies.
Sam Quilter, ingénieur en métrologie chez Vorteq, détaille : « Du moment où un athlète entre dans la pièce jusqu’à l’exportation du modèle 3D pour la fabrication de la combinaison, tout peut être fait en deux heures. » C’est bien plus rapide qu’auparavant. En effet, le scan corporel fournit des données précises, contrairement aux mesures manuelles. « En prenant des mesures manuelles et en les entrant dans un système CAO, des informations se perdent. Cela peut conduire à des dimensions incorrectes, ce qui est inacceptable pour nous », souligne-t-il.
Le traitement des données dans Artec Studio et Geomagic Wrap
Une fois le scan terminé, l’équipe importe les données dans Artec Studio. Elle les vérifie visuellement et supprime les éléments indésirables. Puis elle exporte le modèle au format STL vers Geomagic Wrap.
Sam Quilter décrit la suite : « Dans Geomagic Wrap, j’utilise l’outil Decimate pour réduire le nombre de triangles. Si des plis apparaissent dans le scan, j’utilise la commande Relax. Ensuite, avec les outils Smooth, je corrige les imperfections, comme celles dues aux mouvements des athlètes. Une fois tout ajusté, nous exportons le modèle en fichier OBJ vers notre logiciel de drapage. »
Le vélo de piste Vorteq WX-R
En plus des combinaisons, Vorteq a numérisé en 3D des vélos de course professionnels. Objectif : concevoir un vélo extrêmement aérodynamique. Les modèles 3D des cadres et des composants ont servi à des analyses CFD, à des tests en soufflerie et à des études kinésiologiques.
Vorteq a ainsi conçu le Vorteq WX-R, un vélo de piste très aérodynamique. Grâce à l’Artec Leo, l’équipe numérise un vélo de course professionnel en moins d’une minute. « Nous avons comparé les modèles numériques dans notre système CFD pour analyser les différences de traînée. Puis nous avons ajusté les modèles 3D pour optimiser les performances. Cela nous a permis de combiner les meilleures caractéristiques de plusieurs vélos en un seul modèle », explique Sam Quilter.
Il poursuit : « En parallèle, nous avons analysé les pilotes dans la soufflerie de Silverstone pour comprendre comment ils déploient leur puissance et comment cela impacte la performance du vélo. »
Comme pour les combinaisons, l’équipe édite d’abord les données dans Artec Studio. Ensuite, elle affine le design dans Geomagic Wrap. Enfin, elle envoie le modèle 3D au système CFD pour l’analyse aérodynamique.
La collaboration avec Worx et les services de Vorteq
Après cette phase de R&D, Vorteq a collaboré avec Worx, fabricant britannique de vélos. Worx avait déjà fabriqué des vélos de piste, mais aucun n’était comparable au Vorteq WX-R.
Outre les combinaisons et les vélos, Vorteq propose des services de numérisation 3D dédiés au cyclisme. « Notre mission est d’aider les athlètes sérieux à découvrir ces gains minuscules qui, une fois ajoutés, offrent un véritable avantage. Ces petits ajustements peuvent faire toute la différence pour franchir la dernière étape et atteindre la victoire », conclut Sam Quilter.
Ce que la numérisation 3D en cyclisme apporte
Ce cas montre comment la numérisation 3D transforme le développement d’équipements sportifs :
- Des données anatomiques précises, sans les erreurs des mesures manuelles.
- Un gain de temps : environ dix minutes de scan et deux heures jusqu’au modèle 3D final.
- Des analyses CFD et en soufflerie basées sur des modèles fidèles.
- La combinaison des meilleures idées de plusieurs vélos en un seul design.
Ainsi, la numérisation 3D aide les ingénieurs à trouver ces « gains minuscules » qui font la différence en compétition.
Votre projet de numérisation 3D dans le sport
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Cet article est basé sur deux études de cas d’Artec consacrées à Vorteq. Source : Artec 3D, Geomagic.