Le bon matériel pour votre cadre

Les principales sensations de conduite dépendent directement de la qualité et de la géométrie d'un cadre. Un cadre en carbone de mauvaise qualité aura tendance à fléchir beaucoup plus qu'un cadre en carbone de haute qualité ; et je vous assure que lorsque vous descendez à vitesse maximale dans un virage, vous pouvez certainement remarquer la différence entre les deux. Ci-dessous, nous examinerons ce qui caractérise le cadre plus que tout autre chose : le matériau dont il est construit. La fibre de carbone, l'aluminium, l'acier et le titane (ou une combinaison de ceux-ci) sont les plus courants. Le matériau utilisé offre une gamme de caractéristiques différentes qui peuvent modifier le coût, le confort, le poids, la rigidité, la résistance et la durabilité de chaque cadre. Souvent, cependant, ce n'est pas seulement le matériau choisi, mais aussi la façon dont il est utilisé. Avant d'entrer dans les détails de chaque matériau, il est bon d'identifier les principaux facteurs à considérer lors du choix.

Poids

Votre vélo doit être suffisamment solide pour vous porter ainsi que tout poids supplémentaire que vous prévoyez de transporter (sacoche latérale, divers équipements, etc.). Chaque matériau a des caractéristiques différentes, mais il y a toujours un compromis entre le poids et la résistance. En fait, les matériaux les plus résistants sont aussi les plus lourds. Un peu comme le dicton sur le fait d'avoir le beurre et l'argent du beurre, vous devez accepter un compromis. Un autre aspect à considérer est l'importance d'avoir un vélo léger. Si vous recherchez des performances maximales, vous devrez en tenir compte.

Objectif

Si vous envisagez de faire de la compétition, un vélo léger mais rigide est idéal. À l'inverse, si vous prévoyez de longues randonnées ou des aventures hors route nécessitant la capacité de transporter du matériel, alors la robustesse est l'une de vos priorités. Les vélos sont conçus avec différentes caractéristiques liées au type d'utilisation pour lequel ils sont destinés ; et pour obtenir certaines caractéristiques, un matériau spécifique doit être utilisé.

Résistance

Tous les matériaux s'usent avec le temps, mais certains plus rapidement que d'autres. L'acier, par exemple, s'il n'est pas entretenu, rouille plus vite que l'aluminium. Les cadres en fibre de carbone et en titane, en revanche, ont une durabilité optimale dans le temps. Cependant, des matériaux comme le carbone sont moins résistants aux impacts que l'acier et l'aluminium.

Budget

C'est certainement le facteur le plus influent dans le choix d'un vélo, et par conséquent de ses matériaux. En général, du plus cher au moins cher, nous trouvons le titane, le carbone, l'aluminium et l'acier. Comme toujours, cependant, il faut considérer le compromis entre coût et utilisation.

Carbone

La fibre de carbone est sans aucun doute un matériau exceptionnel pour la construction de cadres de vélo. La rigidité, la légèreté, la malléabilité, la haute résistance au stress nous font vivre actuellement dans ce qu'on appelle l'ère du carbone. Alors que certains matériaux sont difficiles à travailler, le carbone est facilement moulable et s'adapte au mieux aux besoins du concepteur. La capacité de personnaliser les formes et la manière dont le matériau est utilisé rend les cadres aérodynamiques, légers, rigides mais aussi confortables. Le carbone a été introduit par les fabricants au début des années 90 après avoir été testé sur les vélos des cyclistes professionnels à la fin des années 80. Le matériau a été choisi pour sa légèreté par rapport aux cadres en acier et est ainsi devenu le premier choix. Initialement, son coût élevé, la qualité moyenne du carbone utilisé et les méthodes de fabrication ont empêché sa distribution rapide en masse. Aujourd'hui, la fibre de carbone peut être incorporée dans presque tous les composants d'un vélo. Lorsqu'on parle de vélos en carbone, il est important de comprendre que le produit final est composé de deux éléments : les fibres de carbone et la résine qui agit comme une colle et maintient les fibres ensemble. L'épaisseur d'une seule fibre peut varier considérablement mais est toujours beaucoup plus fine qu'un cheveu. Ces filaments de carbone individuels sont regroupés en une "bobine", qui est tissée en feuilles ressemblant à un tissu. La résine est souvent la partie la plus faible et la plus rigide, donc l'objectif est de s'assurer que les filaments sont aussi proches les uns des autres que possible. Le carbone utilisé dans les vélos est souvent unidirectionnel, et donc l'angle auquel il est posé est extrêmement important. Poser à un angle spécifique, en fait, crée de la résistance et de la rigidité dans la direction nécessaire. Par exemple, si la force appliquée sur le cadre est opposée à la direction de la pose des fibres, elles sont fortes et résistantes ; alors que si les fibres sont disposées à un angle pour lequel elles ne peuvent pas s'opposer à la force appliquée, le cadre fléchira. D'autres parties du cadre ou simplement des cadres en carbone moins chers peuvent utiliser des fibres de carbone tissées qui ont plus ou moins les mêmes caractéristiques dans toutes les directions où elles sont posées. Au-delà de toutes ces technicités, il est important de savoir que le type de fibre change le produit final. Les fibres peuvent être fortes ou rigides ou les deux. Ainsi, lorsque les ingénieurs doivent concevoir un cadre, ils doivent utiliser des fibres plus fortes dans les zones où le vélo nécessite plus de résistance, comme dans le tube de direction. Dans cette position, les fibres doivent absorber les forces pour éviter la fracture. D'autres zones du cadre doivent être plus rigides, comme le boîtier de pédalier. À ce point, les cadres haut de gamme utiliseront sûrement des fibres plus rigides par rapport aux cadres de niveau inférieur. Les fabricants affirment que leurs cadres haut de gamme ont environ 400 feuilles de carbone. Modifier les performances du vélo impliquera les processus complexes de choix de la bonne fibre de carbone, renforcée avec la meilleure résine, arrangée avec la meilleure technique et dirigée de la meilleure façon. Cependant, ce n'est jamais seulement l'un de ces facteurs qui détermine la qualité d'un cadre, mais ils doivent être analysés ensemble. Si vous avez l'intention de parcourir plusieurs kilomètres en selle de votre vélo et que vous êtes des personnes compétitives qui veulent s'approcher des compétitions, alors vous ne pouvez pas vous passer d'un vélo en carbone. Comme déjà mentionné, les cadres sont plus légers et plus aérodynamiques que les cadres dans d'autres matériaux. Cela vous permettra d'aborder même de longues montées sans transporter un poids excessif inutile. Seulement l'essentiel ! Les cadres en carbone, malgré leur légèreté, sont également très solides et rigides. La rigidité vous permettra donc de transformer au mieux la puissance exprimée sur les pédales. Enfin, le carbone assure également un bon confort de conduite car il parvient à bien absorber les vibrations. Évidemment, la qualité du cadre varie en fonction de la qualité du carbone et du type de traitement. Un cadre en carbone de haute qualité garantira tous les avantages dont nous venons de parler, tandis qu'un cadre de mauvaise qualité peut ne pas être aussi performant dans tous les aspects. L'inconvénient du carbone est que certaines zones, si elles sont soumises à un stress important, causé par exemple par une chute, peuvent se casser. Une fois que l'intégrité du carbone est compromise, le cadre peut devenir extrêmement fragile et dangereux à utiliser. À ce moment-là, il doit être remplacé ou réparé. Pour résumer brièvement : Avantages : rapport rigidité/poids élevé, excellente résistance aux températures et à la corrosion, durabilité. Inconvénients : prix, une fois endommagé (fissuré) la plupart du temps il est irréparable, production plus élaborée et complexe.

Aluminium

Les cadres en aluminium sont peut-être les plus courants dans l'industrie moderne du vélo, également parce que c'est un matériau largement utilisé pour les composants. Ce n'est pas un matériau très "dense", donc il peut être utilisé pour des structures légères, ce qui le rend parfait pour les vélos. Ces cadres sont relativement bon marché à produire, surtout par rapport aux cadres en carbone, pour lesquels il faut environ 14 fois plus de temps pour produire. Comme nous l'avons déjà dit pour la fibre de carbone, l'aluminium est disponible sous de nombreuses formes et est toujours lié avec une petite quantité d'autres métaux et minéraux ajoutés. Indépendamment du choix des matériaux, certaines découvertes récentes dans le secteur ont permis une plus grande personnalisation de la conception du cadre, avec une amélioration réelle de la qualité de conduite. Non seulement les formes des tubes peuvent être modifiées, mais aussi l'épaisseur peut être équilibrée pour obtenir des structures dans certaines zones plus résistantes et dans d'autres plus légères, selon les besoins. Essentiellement, le centre du tube est aminci pour réduire le poids, tandis qu'une plus grande résistance est maintenue près des soudures. Les tubes "straight gauge" ne varient pas, en effet, en épaisseur assurant une résistance uniforme tout au long du tube (au détriment du poids). Les "simple", "double" et "triple butted" ont des épaisseurs différentes qui permettent au cadre de résister, dans les points où le tube est plus épais, à une plus grande résistance ; sans avoir, ainsi, trop de poids au centre. Le "simple butted" aura une extrémité plus épaisse que le reste du tube, tandis que le "double", intuitivement, aura les deux extrémités plus épaisses que le centre. Le "triple butted", au contraire, aura deux niveaux d'épaisseur à chaque extrémité. Le "simple" est utilisé par exemple pour le collier de tige de selle, le "double" pour la zone du boîtier de pédalier et pour le tube de direction. Étant donné que la modulation de l'épaisseur nécessite plus de temps de traitement, les cadres moins chers n'utiliseront pas cette technologie et seront donc "straight gauge". Les tubes en aluminium peuvent également être façonnés dans un processus appelé "hydroformage" ; une façon de façonner les métaux en utilisant un moule et un fluide. Le tube en aluminium est placé dans un moule de forme précise, et un jet à haute pression fait prendre au tube en aluminium la forme désirée. Cette technique est couramment utilisée pour optimiser la forme des tubes afin qu'ils gagnent en rigidité, sans nécessiter de matériau supplémentaire pour le renforcement. Modifier la conception d'un cadre peut aider à obtenir un vélo léger qui est solide et confortable. L'aluminium permet une faible densité et, pour la même épaisseur, n'est pas aussi résistant que l'acier mais est plus léger et beaucoup plus résistant à la corrosion. En revanche, l'aluminium a une moindre résistance dans le temps par rapport au carbone. S'il est structuré et entretenu correctement, l'aluminium peut également durer toute une vie. Si vous recherchez un vélo qui dure éternellement, alors l'aluminium est définitivement pour vous. Comme dit, il est léger mais très résistant en tant que matériau. Les vélos pour enfants sont principalement construits en aluminium, pour des raisons de coût, mais aussi pour des raisons de résistance. Si vous êtes débutant et que vous souhaitez vous plonger dans le monde du cyclisme, l'aluminium est certainement le meilleur matériau pour commencer. Le bon équilibre entre bas prix et bonnes performances. Pour résumer brièvement : Avantages : coût, plus facile à produire, rapport résistance/poids élevé, résistance à la corrosion. Inconvénients : difficile à réparer, moindre résistance dans le temps.

Acier

Jusqu'à environ 1980, l'acier était le choix universel pour les cadres de vélo. Par la suite, d'abord l'aluminium, puis le carbone, ont pris le relais. Aujourd'hui, l'acier est utilisé uniquement pour la production de quelques vélos "classiques sur mesure" de niche. Il existe deux types d'acier utilisés dans l'industrie du vélo : le premier est appelé "hi-ten", étant beaucoup plus élastique ("haute résistance" = très élastique) il est souvent utilisé pour les vélos moins chers. Il a un très faible rapport résistance/poids, et pour cette raison, les entreprises de fabrication choisissent ce matériau lorsqu'elles veulent produire des pièces extrêmement économiques. Les vélos en acier haut de gamme, en revanche, sont construits avec ce qu'on appelle "chromoly" (également connu sous le nom de "CroMo" de chrome et de molybdène), un alliage d'acier qui offre une plus grande résistance par rapport au "hi-ten" et qui peut être façonné pour avoir des tubes qui s'amincissent ou s'épaississent, tout comme avec l'aluminium. L'acier est économique, durable et résistant, facilement réparable et moulable. Contrairement au carbone et à l'aluminium, les dommages sur un cadre en acier sont facilement réparables et ne compromettent que rarement la sécurité du cadre. Contrairement à ce que l'on pourrait attendre, compte tenu de sa résistance, l'acier permet également d'absorber les chocs grâce à ses propriétés élastiques. L'inconvénient est qu'il est sujet à l'oxydation (rouille), et par rapport à d'autres matériaux, il est définitivement plus lourd. Les vélos de "touring" et de montagne sont souvent fabriqués en acier grâce à sa renommée durabilité dans le temps. Ce matériau est également idéal pour transporter, en plus du poids du cycliste, également le poids des sacoches latérales et des accessoires utilisés par les randonneurs, sans compromettre les performances du vélo. L'acier se trouve dans la plupart des cas dans les vélos d'entrée de gamme, les vélos pour enfants ou les vélos de loisir, où le poids, en bref, n'est pas un facteur si important. Pour résumer brièvement : Avantages : coût et facilité d'entretien, durabilité, résistance Inconvénients : poids, sujet à l'oxydation.

Titane

Le titane partage de nombreuses propriétés avec l'acier mais est plus léger, plus résistant à l'oxydation et est sans aucun doute plus durable dans le temps. L'inconvénient est qu'il est beaucoup plus cher à produire et nécessite beaucoup plus d'heures de travail. Produire un cadre de vélo en titane nécessite des compétences spécifiques. Comme cela se produit également pour l'acier et l'aluminium, le titane utilisé dans les cadres est sous forme d'un "alliage", souvent composé d'un pourcentage d'aluminium et de vanadium. Le titane n'est jamais devenu aussi célèbre que les matériaux concurrents, bien qu'il soit apparu sur la scène en même temps que l'aluminium et la fibre de carbone, tous deux moins chers et plus faciles à travailler. Néanmoins, le titane a un meilleur rapport en termes de rigidité et de poids, ce qui le conduit à avoir une résistance aux chocs similaire au carbone et est pratiquement indestructible. Presque tous les fabricants de cadres en titane offrent une garantie à vie sur les défauts de fabrication. Pour résumer brièvement : Avantages : résistance, durabilité, résistance à l'oxydation, qualité de conduite, poids. Inconvénients : coûts élevés, difficulté de production.