De zegereeks van Team Jumbo-Visma (TJV) tijdens de afgelopen Tour de France is ook in meer of mindere mate het succes van de Technische Universiteit Eindhoven (TU/e) en de KU Leuven. Vooral Bert Blocken, de Belgische hoogleraar civiele techniek aan de TU/e, en zijn team windtunnel-specialisten, valt die eer toe. Ook de onderzoekspartners Surf (de ict-coöperatie van Nederlands onderwijs en onderzoek), Ansys (software), HPE Cray (supercomputer), AGU en Sportconfex (sportkleding) delen mee in het succes.
Toeval of niet, maar sinds het Nederlandse wielrenteam samenwerkt met Bert Blocken, – vanaf 2017 -, hebben de geel-zwarte renners de wind in de zeilen. Blocken zelf is, zoals het een goede wetenschapper betaamt, bescheiden over zijn rol als vaste adviseur van het wielerteam op het gebied van aerodynamica. Hij noemt zijn windtunnel- project ‘een van de vele puzzelstukjes achter het succes’ van het wielerteam. ‘Als al die stukjes goed vallen, kan dat leiden tot geweldige resultaten.’
De hoogleraar zag de afgelopen jaren alle grote sterren van Jumbo-Visma naar Eindhoven komen voor tests in zijn windtunnel. Tourwinnaar Jonas Vingegaard, groene-trui-winnaar Wout van Aert, ritwinnaar Christophe Laporte en veelvuldig Vuelta-winnaar Primoz Roglic verbeterden daar hun aerodynamica met als resultaat kostbare tijdwinst. Het onderzoek leidde tot een groot aantal verbeteringen. Denk niet alleen aan de houding op de fiets, de ideale positie in de groep, de fietsen en de kleding.
De baas van de windtunnel werkt daarbij nauw samen met de bewegingswetenschapper Mathieu Heijboer, head of performance bij TJV. Beiden deden talloze windtunnel-tests en computersimulaties. Over de resultaten daarvan vonden diepgaande wetenschappelijke en technische discussies plaats. Zo kon de beste positie op de fiets vanuit oogpunt van aerodynamica worden bepaald. Daarbij werd niet alleen gekeken naar de resultaten van de windtunnel-testen. Ook uitgebreide computermodellering van de luchtstromen rond de rijders speelde een rol. Niet alleen de renners zelf worden getest maar ook levensgrote modellen van hen.
Windhoeken
Blocken legt uit dat echte wielrenners bij vergelijkende tests altijd net even anders op de fiets zitten. Dat beïnvloedt de meetresultaten. Je weet niet precies wat de verschillen veroorzaakt. Daarom werken de onderzoekers ook met een goed gepositioneerde dummy met laseruitlijning. Die zit altijd exact hetzelfde.
Het Equipment & Prototype Center van de TU/e maakte voor de windtunnel ook een balansopstelling waarin de renners worden geplaatst. Hierdoor kunnen de onderzoekers de renners in elke mogelijke positie laten trappen, met elk vermogen in alle denkbare windhoeken.
Dit jaar kende de Tour geen ploegentijdrit. Anders was in Eindhoven ook uitgebreid getest op de ideale volgorde tijdens zo’n tijdrit. Tijdens eerdere tests bleek dat veel tijd kon worden bespaard bij de manier waarop de koploper van het treintje moet worden afgelost. Als deze van kop gaat, is het belangrijk ruim af te buigen. Daarvoor waren renners gewend vlak langs hun ploegmaten terug te zakken. Maar daarmee rem je de anderen.
Aerodynamica
Tijdens de windtunnel-proeven merkten onderzoekers ook hoeveel lucht een groep renners naar voren duwt. Wie vooraan of in het midden koerst, heeft daar veel voordeel van. Uit oogpunt van aerodynamica is het slim om met hoge snelheid dicht met voorwiel naast achterwiel van een ander te rijden. Dit geldt op een vlakke weg zonder zijwind.
Elke renner duwt ook lucht opzij. De modellen die nodig zijn om de invloed van luchtweerstand op renners in verschillende formaties te berekenen, zijn vrij complex. In 2018 vertelde Brocken aan NRC Handelsblad dat een zware computer wel twee dagen moet rekenen om de wederzijdse beïnvloeding door te rekenen. Daarom zijn de onderzoekers ook blij met de computertijd die NWO bij Surf beschikbaar stelt. Ook HPE doet dat met de inbreng van zijn Cray-supercomputer. Verder bewijst Ansys, leverancier van software voor het maken van simulatiemodellen, nuttige diensten.
Wielren-wetenschappen
Blocken zegt op de site van de TU/e dat er op gebied van wielren-wetenschappen nog een groot potentieel voor vooruitgang open ligt. Bij de aerodynamica is het einde nog allerminst in zicht. ‘De complexiteit in aerodynamica, gecombineerd met de vele variabelen in de wielersport, zal nog tientallen jaren van wetenschappelijke innovatie en aanzienlijke tijdwinst opleveren.’
Blocken doet over een breed terrein computersimulaties. Zo bestudeert hij hoe vrachtwagens in een konvooi het meeste energie kunnen besparen door dicht bij elkaar te rijden. Ook wist hij met computersimulaties de afstand te bepalen dat je veilig achter een sporter met Covid-19 aan kunt lopen of fietsen. Verder wist hij het voordeel te kwantificeren dat vluchters uit het peloton hebben, als ze zich vlak achter een motor bevinden.
Tour de France Femmes
Ook de afgelopen zondag gestarte Tour de France Femmes kent de inbreng van computerwetenschappers. De Team DSM-wielerploeg baseert zijn tactiek op een dataplatform dat KPMG beschikbaar heeft gesteld. De inzichten van deze grote accountancy- en adviesclub bepalen wat het aantal rensters moet zijn dat op het juiste moment op de goede plek moet zitten voor een succesvolle sprint.
Vermogensdata, video-analyses, eerdere uitslagen en de sterkte van andere sprinters vooraan vormen de basis voor dit sprintplan. Resultaat was dat sprintster Lorena Wiebes eergisteren meteen de eerste ritzege op haar naam zette. De sprinttrein-analyse maakt deel uit van KPMG’s dataplatform.
Zo wordt de sprint voorbereid op basis van een ‘heatmap’. Deze kaart laat het optimale aantal rensters in de sprinttrein zien in combinatie met de afstand tot de finish. De ploegleiders hebben daarmee de instrumenten in handen voor het maken van de juiste beslissingen. ‘Zij kunnen de rensters aangeven waar ze moeten zitten op 5 kilometer, 2 kilometer en 1 kilometer van de finish,’ stelt Paul Adriani, senior manager Digital bij KPMG.
De inzichten die via dit dataplatform beschikbaar komen, moeten over een breed front bijdragen aan betere teamprestaties. De analyses en apps ondersteunen bijvoorbeeld bij het maken van de seizoens-opstelling, de ontwikkelpaden van de renners, voeding, trainingen en het tactisch plan voor een specifieke etappe.
Succes kent vele vaders, mislukking blijft veelal een wees. Ik zal de hulp van wetenschappelijke analyses in de sport niet ontkennen maar uiteindelijk is het de sportman/vrouw die de te verwachte prestatie moet leveren. Want vanuit het oogpunt van aerodynamica kun je veel doen om het lichter te maken maar uitvoer van treintje, waaier en nog wat van die termen is alles. En wat betreft alle puzzelstukjes die op het juiste moment op hun plaats moeten vallen is er naast veel trainen uiteindelijk nog zoiets als toeval. Sapperdeflap werden we eindelijk geen wereldkampioen voetbal ondanks de wetenschappelijke verwachtingen van voorspellende statistiek.