
Le poids des cadres et son coût
Voici une demande reçue ce matin par courriel et à laquelle je vais me permettre d’apporter une réponse ici car elle touche un sujet récurrent dans le cycle : le poids du vélo (et donc du cadre, qu’il soit en acier, carbone ou titane).
Je vous transcris la demande telle que je l’ai reçue. J’espère que son auteur ne m’en voudra pas de cette réponse publique, mais au moins elle sera complète. De plus, des demandes de fabrication à partir d’un plan donné par le client sont assez courantes et vous comprendrez pourquoi nous n'y répondons généralement pas favorablement.
Pour commencer, voici la demande (verbatim):
Bonjour,
J’envisage l'achat d'un titane.
Je suis modeleur informatique (CATIA Dassault + MAYA) .je suis en train de faire le tracé 3D de mon vélo
pour définir son poids de titane et faire une analyse de déformation.
Toutes mes cotes ont été créées et améliorées à partir de ma position sur mon vieux Specialized Tarmac SL2 de 12 ans.
- il me manque les diamètres de tous les tubes (et leur épaisseur) que vous proposez. pouvez vous me les fournir ?
je pourrais ainsi définir précisément le poids des différentes parties de mon cadre.
Actuellement le cadre "3d" , avec ses tubes ajustés et fraisés numériquement , fait 978 grammes ,
avec la masse volumique du titane de 4460 kg /m3 ( et sans les soudures). je ne pense pas que vous accepteriez de le fabriquer ?
je fais 1.73 et 65 kilos et j'aime bien la pente . j'envisage un cadre assez léger.
- le tube de fourche avec ses deux diamètres différenciés m’intéresse. Je pars pour l'instant avec du 56 en bas et du 46 en haut).
qu'en est il exactement?
- les tubes pour les bases et les haubans , peuvent ils avoir des diamètres différenciés à leurs extrémités ?
Bref j'espère ne pas vous demander des secrets de fabrication concernant ces dimensions de tube.
merci
F.
Alors je peux me tromper, mais le poids du cadre semble être l’élément principal guidant les choix de F. pour le dessin de son cadre titane (après le respect de la position, ce qui est déjà un bon point).
Pour commencer, je vais répondre sur les diamètres de tubes en titane que nous proposons (en mm) : 42, 38, 35, 32, 22, 19, 17. Les épaisseurs varient de 0.9 à 1,3. Le tube oblique peut être ovalisé à ses extrémités. Le tube de selle peut être tassé à sa base pour augmenter l’épaisseur de ses parois. Les bases sont à la fois cintrées, ovalisées, cônifiées et aplaties au besoin. Les haubans sont cintrés selon un ou deux plans. Tout cela est facilement observable sur nos cadres et ne constitue donc pas un "secret de fabrication".
Le véritable "secret de fabrication" n’est pas une recette qui s’appliquerait uniformément à chacun de nos cadres. Notre compétence réelle (ou savoir faire) réside dans les choix de tel ou tel diamètre de tube, telle ou telle ovalisation, cintrage etc… en fonction du cycliste qui animera ce cadre.
Je comprends néanmoins la confusion. Ces valeurs de diamètres, épaisseur, façon du tube pourraient constituer un "secret" à garder jalousement si l’objectif était d’aboutir à UN cadre le plus léger possible mais assez résistant pour qu’il survive à sa période de garantie. Si tel était notre objectif, effectivement, je ne vous dirais probablement pas jusqu’à quel diamètre/section de tube vous pourriez descendre… Mais nous ne réalisons pas un cadre (standard), mais des cadres sur mesure qui, par définition, sont fonction du cycliste qui roulera avec. Il n'y a donc pas de recette de cadre sans étude du bonhomme.
Mais dans toutes les situations, le poids du cadre est un faux problème ou à minima ce n'est pas le 1er, ni le 2ème problème à traiter. Et ce n’est donc pas ce qui guide nos choix de tubes (et de façon) lorsque nous dessinons un cadre pour un de nos clients. Ce qui guide nos choix c’est le comportement du cadre en fonction du gabarit, puissance et style de pédalage du cycliste. Le poids du cadre en sera une conséquenceEt c’est cela qui compte : le comportement. Peu importe si le cadre fait + ou - 200g. Par contre, s’il manque de nerf car trop mou ou si au contraire il est tellement rigide que vous ne pouvez pas "l’emmener", là le cadre est pénalisant. La clé est donc de trouver le bon compromis, la bonne mesure de rigidité qui vous permettra d’entrer en résonance avec votre cadre. Cycliste vous l’avez déjà probablement eu, au hasard d’un alignement probablement chanceux de paramètres aléatoires, ce sentiment qu’à chaque coup de pédale vous avez l’impression que le cadre en donne un aussi ? Cette sensation d'être propulsé ? Il doit être là l’objectif lors de la conception d’un cadre ! (après la position, toujours après La Position…)
Et je peux déjà vous le dire, Monsieur F., qu'un cadre titane (alliage Ti 3Al-2.5V) à 978g, pour un cycliste de 65Kg (même en usinant vos tubes) et à moins d’avoir +70 ans (ce dont je doute) ou de n’être pas entrainé (ce dont je doute aussi) sera probablement trop souple !
Notre métier est de concevoir puis fabriquer des cadres. Ces cadres portent notre logo, la conception est donc de notre responsabilité. Elle est réalisée avec le client à qui nous expliquons notre raisonnement et les choix que nous proposons, mais rien ne nous est imposé à priori.
Des cadres en titane à moins d’un kilo, on en a vu passer à l’atelier : des Litespeed Ghisallo, Merlin CR Works, Seven Axiom SLX… tous en réparation, ce qui nous a donné l’occasion de mesurer les épaisseurs de parois des tubes. Ce sont aussi ces mêmes cadres qui ont fait la réputation du titane : "c’est bien, c’est léger mais c’est mou… (et cher)", reléguant leur utilisation au cyclosportif retraité (et aisé). De plus bon nombre de nos clients, pour la conception de leur GRADE9, avaient comme base (vélo de référence) un de ces cadres titane "ultra-light". La base de connaissance sur laquelle je m’appuie est donc valable, à mon humble avis.
Mais alors pourquoi l'argument poids est-il si tenace et prépondérant ?
Mon explication est que Le poids c’est parfait pour la comparaison en magasin (ou en magazine). C’est une notion simple, palpable, mesurable et tout le monde comprend le principe de base. L'adhésion populaire est totale. Mais ce qui est largement occulté c'est le coût de cette course au "poids". Et le coût est à mon sens très élevé pour le monde du cyclisme. Car, pour simplifier, gagner en poids c’est rogner de la matière. Rogner de la matière, c’est en avoir moins à dégrader. Et avoir moins de matière à dégrader, c’est risquer la casse plus vite que l’expiration de garantie. La solution ? Augmenter la rigidité du cadre. Un cadre rigide est inerte car ne se pliant pas, les tubes (quelle que soit leur matière) ne se dégradent donc pas (ou moins). Attention, la réalité n’est pas si simple, naturellement. Mais en première approximation, c’est ce qui se passe dans l’industrie du cycle et vous pouvez le constater par vous même : les cadres les plus léger sont les plus rigides (de leur catégorie). Car s’ils ne l’étaient pas ils casseraient trop vite. Mais cela tombe bien, la "rigidité" est aussi un argument très souvent mis en avant. Et là, contrairement au poids, la rigidité est une notion relative... et surtout variable en fonction du cycliste.
A l’époque (années 80/90) ou les cadres en aluminium (alliages d’aluminium, mais je simplifie) remplaçaient les "anciens" cadres en acier sur le seul argument qu’il étaient plus léger arrive Cannondale (dans les années 90) avec un tube "Oversized" au diamètre maximal de 58mm ! Mais aux parois tellement fines qu’on les comparait à des cannettes de soda. L’objectif était de réduire le poids du cadre et c’était réussi. Mais le prix à payer était le comportement du cadre qui était bien trop rigide !Et cette logique de "cadre léger donc nécessairement rigide" est ce qui guide l’industrie du vélo depuis la disparition des cadres en acier (produits en masse) à la fin des années 80. Pourtant, prenez n’importe quel coureur professionnel qui a connu les cadres en acier et demandez lui de choisir entre un "alu" et un "acier" et je peux vous assurer qu’il choisira le plus lourd des deux. Bon, en fait il choisira un cadre en titane, mais suis-je bien placé pour le dire ?
Pour résumer, donc :
- La course au poids implique de rigidifier autant que possible le cadre. Celui-ci perd alors son rôle dynamique. Rôle maintenant alloué aux roues...mais est-ce bien leur rôle ?
- Le titane, par sa haute résistance élastique a permis de réaliser des cadres de moins d’un kilo qui roulent encore, mais pour la plupart des cyclistes, ces cadres étaient bien trop souples.
- Ce qui doit guider le choix des tubes, c’est le comportement que l’on désire donner au cadre en fonction du cycliste qui l’animera (l’un est indissociable de l’autre) et le poids est une conséquence de ces choix et non l’inverse.
Et pour finir : qui, d’entre vous est capable, en montant un col à vélo, de dire sans le regarder si son bidon est vide ou plein ?
La différence entre un bidon vide et un bidon plein est de 500g. Je m'amuse régulièrement à vérifier ma théorie en posant la question (en pleine montée de col) et tout le monde regarde son bidon... Personne ne ressent plus ou moins 500g sur son vélo. A moins qu'ils soient sur un élément en rotation... et là, même 50g se ressentent. Et je vous laisse maintenant réfléchir à la section de vos pneus qui prend chaque année quelques millimètres et grammes de plus...
Notes après relecture : Je ne dis pas que le poids n'a pas d'importance ni que la rigidité est une mauvaise chose à priori. Je vous invite juste à vous poser des questions et ne pas hésiter à remettre en cause les adages répétés depuis des années avec tellement d'insistance qu'ils sont pris pour des vérités absolues.