Anatomie du vélo : composants et vue éclatée

Les six systèmes qui composent un vélo

Quiconque démonte un vélo pour la première fois est généralement surpris deux fois : d’abord parce qu’il y a bien plus de pièces qu’on ne l’imagine, ensuite parce que toutes ces pièces obéissent à un nombre étonnamment réduit de principes. En comptant chaque bille de roulement et chaque petite vis, un vélo de route moderne réunit plusieurs centaines de pièces ; mais regroupées par fonction, elles se ramènent à six systèmes : le cadre et la fourche, qui portent le corps et tiennent tous les composants ; les roues et pneus, qui roulent au contact du sol ; la transmission, qui transmet la force des jambes à la roue ; le freinage, qui ralentit ; le poste de pilotage, qui dirige et accueille les mains ; enfin les points de contact (selle et pédales), où reposent le bassin et les pieds.

Ce découpage va au-delà d’un simple classement. Pour diagnostiquer une panne, un mécanicien se demande d’abord « de quel système vient le symptôme ? », et lorsqu’on améliore un vélo, on répartit aussi le budget par système. Surtout, chaque système n’est relié aux autres que par des interfaces définies, autrement dit des standards : le cadre et le pédalier se rencontrent via le standard de boîtier, le cadre et les roues via le standard d’axe, le cintre et la potence via le diamètre de serrage. Comprendre ces standards, c’est pouvoir juger par vous-même si une pièce est compatible avec votre vélo, et pourquoi certaines améliorations sont impossibles.

Dans ce chapitre, vous apprendrez d’abord le nom et la position des pièces grâce à la planche ci-dessus, puis vous découvrirez l’architecture par systèmes avec la vue éclatée, avant d’entrer dans le détail, du cadre aux suspensions jusqu’aux standards de roulements. En manipulant au passage le simulateur de braquets et le graphique d’analyse du poids, vous lirez les fiches techniques avec bien plus de relief.

Vue éclatée : un vélo est un assemblage de modules

Observez la fabrication d’un vélo en usine : il ne naît pas d’un seul bloc, mais de l’assemblage de sous-ensembles déjà terminés. L’atelier de roues livre des roues complètes, jante, rayons et moyeu montés et tendus ; l’usine de cadres fournit un cadre déjà équipé des cuvettes de jeu de direction et de la fourche. Sur la chaîne de montage, on y ajoute la transmission, le poste de pilotage et l’ensemble selle, puis on raccorde les câbles et on règle le tout.

Déplacez le curseur de la vue éclatée ci-dessous : le même vélo se sépare en six modules. Les frontières entre modules correspondent précisément aux interfaces évoquées plus haut. Remarquez que la roue arrière tient au cadre par un seul axe traversant, l’ensemble selle par une seule vis de collier, et le poste de pilotage par quelques vis de potence. Seule la transmission, avec sa chaîne et ses câbles, s’étend sur plusieurs modules : c’est aussi le système le plus délicat à démonter et à régler.

Le cadre : l’ossature du vélo

Le cadre est le composant qui définit l’identité d’un vélo : à équipement identique, un autre cadre donne un tout autre vélo. La plupart des vélos actuels reprennent le cadre en losange (« diamant ») établi à la fin du XIXe siècle à l’époque de la « bicyclette de sécurité », c’est-à-dire deux triangles accolés. Le tube horizontal, le tube diagonal et le tube de selle forment le triangle avant ; les haubans, les bases arrière et le tube de selle forment le triangle arrière. Le triangle est la structure rigide la plus simple : dès que la longueur de ses côtés est fixée, sa forme ne peut plus changer. Il offre ainsi une grande rigidité avec peu de matière.

Chaque tube a sa fonction. Le tube diagonal, le plus gros, relie le boîtier de pédalier au tube de direction : il encaisse à la fois la torsion du pédalage et les chocs remontant de la roue avant. C’est pourquoi, sur les cadres carbone, il présente souvent une section énorme, presque carrée. Le tube horizontal relie l’avant à l’arrière et détermine l’allonge du cycliste (la distance jusqu’aux mains) ; le tube de selle reçoit la tige de selle et sert de support au dérailleur avant. À l’arrière, les bases subissent directement la tension de la chaîne et doivent être rigides, tandis que les haubans sont souvent fins et bas pour filtrer les vibrations de la route. La généralisation, sur les cadres route récents, des « haubans abaissés », fixés bien plus bas sur le tube de selle, vise à la fois à réduire la traînée et à améliorer le confort.

Le tube de direction entoure le pivot de fourche et abrite en haut et en bas les roulements du jeu de direction. Les cadres modernes hautes performances utilisent un tube de direction conique, qui passe d’environ 1-1/8 pouce en haut à 1,5 pouce en bas, afin d’accroître la rigidité en torsion de l’avant au freinage et en virage. La fourche tient la roue avant tout en déterminant le caractère de la direction ; sur les vélos de route, la fourche carbone est devenue la norme.

Lire une géométrie

Les tableaux de géométrie des fabricants alignent près d’une vingtaine de cotes, mais l’essentiel se résume à quelques-unes. Regardez d’abord le stack et le reach. Ces deux valeurs indiquent à quelle hauteur et à quelle distance vers l’avant se situe le haut du tube de direction par rapport au boîtier de pédalier ; contrairement aux tailles propres à chaque marque (52, M, 54…), elles permettent de comparer équitablement des vélos différents. Stack élevé et reach court : position redressée et confortable, typée « endurance ». Stack bas et reach long : position basse et repliée, typée « course ».

Le comportement de la direction dépend de l’angle de direction, du déport de fourche et de la chasse qu’ils produisent ensemble. Comme le point de contact du pneu se trouve derrière le point où le prolongement de l’axe de direction touche le sol, la roue tend d’elle-même à s’aligner dans le sens de la marche, comme la roulette avant d’un chariot de supermarché. Sur un vélo de route, la chasse tourne généralement autour de 55 à 60 mm : plus longue, la direction devient lourde et stable ; plus courte, vive mais nerveuse. S’y ajoutent l’empattement (distance entre les axes), la longueur des bases et le drop du boîtier (de combien le boîtier se trouve sous la ligne des axes de roue), qui achèvent de définir la stabilité en ligne droite et le caractère en virage.

Matériaux de cadre : acier, aluminium, carbone, titane

Le débat sur les matériaux de cadre est aussi ancien que le vélo lui-même. Disons-le d’emblée : il n’existe pas de « meilleur matériau » ; chacun a ses forces et ses faiblesses bien marquées. Plus important encore, un même matériau peut changer radicalement de caractère selon le diamètre et l’épaisseur des tubes et selon la conception. Un cadre aluminium bien conçu peut surpasser un cadre carbone mal pensé.

L’acier est le matériau historique du vélo. On utilise de l’acier allié au chrome-molybdène (chromoly) ainsi que les tubes haut de gamme de fabricants spécialisés comme Reynolds ou Columbus, allégés par un « butting » qui amincit la paroi au milieu du tube. Son élasticité lui donne un rendu souple et vivant caractéristique ; il résiste longtemps à la fatigue et se répare assez facilement en cas d’enfoncement. En revanche, il est plus lourd à rigidité égale et craint la rouille, ce qui impose un traitement anticorrosion intérieur.

L’aluminium s’est démocratisé dans les années 1980-1990. Sa densité étant environ un tiers de celle de l’acier, il reste léger même avec des tubes de gros diamètre. Ces gros tubes favorisent la rigidité et donc la réactivité au pédalage, mais on lui reprochait autrefois d’être dur et de transmettre toutes les vibrations. Aujourd’hui, l’hydroformage permet de façonner librement les tubes, et le lissage des soudures a beaucoup progressé : les cadres aluminium haut de gamme ont atteint un niveau de finition remarquable. C’est souvent considéré comme le meilleur rapport qualité-prix, et la plupart des vélos d’entrée et de milieu de gamme ont un cadre aluminium.

Le carbone (plastique renforcé de fibres de carbone) est la référence des vélos de performance modernes. On le fabrique en durcissant des nappes de fibres de carbone avec de la résine ; son grand atout est de pouvoir régler la rigidité et la souplesse zone par zone en jouant sur l’orientation des fibres et l’ordre d’empilement (le drapage). On peut ainsi rigidifier la zone du boîtier tout en assouplissant les haubans, et mouler librement des formes de tubes aérodynamiques. En revanche, il craint les chocs localisés et tranchants, ses dommages ne sont pas toujours visibles, et un serrage excessif peut facilement le briser. Sur les pièces en carbone, la clé dynamométrique est donc indispensable.

Le titane est un matériau haut de gamme surnommé « le cadre d’une vie ». On emploie surtout des tubes en alliage 3Al-2.5V, plus légers que l’acier, plus résistants à la fatigue que l’aluminium et quasi insensibles à la corrosion : on les roule souvent sans peinture, métal brut. Confortable et extrêmement durable, il est toutefois difficile à usiner et à souder, donc cher, et il peine à atteindre la rigidité d’un carbone de même poids.

Les roues : la pièce en rotation qui se ressent le plus

La roue est une structure étonnante : trois éléments, jante, rayons et moyeu, liés par la tension. Les rayons travaillent non pas en compression mais en traction. Des dizaines de fins fils d’acier tirent le moyeu dans toutes les directions, si bien que le poids du vélo et du cycliste est en pratique supporté comme si le moyeu était « suspendu » aux rayons supérieurs. Plus exactement, la charge est reprise par une baisse momentanée de tension des rayons inférieurs ; mais quelle que soit la façon de le voir, l’essentiel est que la tension des rayons doit rester homogène pour que la roue reste ronde et droite.

Hauteur et largeur de jante

La hauteur de jante traduit le plus directement le caractère d’une paire de roues. Les jantes basses de 20 à 30 mm sont légères et moins sensibles au vent latéral : idéales en montagne et au quotidien. Les jantes moyennes de 40 à 50 mm offrent un équilibre entre gain aérodynamique, poids et stabilité au vent de travers : ce sont les roues « polyvalentes » les plus populaires. Au-delà de 60 mm, les jantes hautes réduisent nettement la traînée à haute vitesse sur le plat et en triathlon, mais elles sont plus lourdes et le cintre peut être déporté par un fort vent latéral.

Le grand changement de la dernière décennie concerne la largeur de jante. Autrefois, monter un pneu de 23 mm sur une jante étroite de 13 à 15 mm de largeur interne allait de soi ; aujourd’hui, une largeur interne de 19 à 25 mm est courante sur les roues route. Une jante large donne au pneu un profil plus rond et plus stable : à pression égale, l’adhérence et le confort progressent, et l’ensemble pneu-jante forme un profil aérodynamique plus fluide.

Nombre de rayons et type de rayonnage

Les roues route comptent généralement 18 à 24 rayons à l’avant et 21 à 28 à l’arrière. Moins de rayons, c’est moins de poids et de traînée, mais si l’un casse, la roue se voile fortement, et la rigidité peut manquer pour un cycliste lourd. Le type de rayonnage compte aussi. Le rayonnage radial, où les rayons partent tout droit du moyeu vers la jante, est léger et esthétique mais ne transmet pas de couple. Côté transmission de la roue arrière, où s’exerce la force du pédalage, et sur les roues à frein à disque, où le freinage passe par le moyeu, on utilise donc un rayonnage croisé (2 ou 3 croisements), avec des rayons obliques qui se croisent. Les rayons de la planche anatomique sont d’ailleurs dessinés croisés.

On distingue aussi les rayons classiques à tête coudée en J (« J-bend ») et les rayons droits (« straight pull »). Ces derniers, dépourvus de coude où se concentrent les contraintes, équipent la plupart des roues complètes ; les rayons coudés, faciles à remplacer, ont la faveur des roues montées à la main. Les rayons à double épaisseur (butted), amincis au centre, et les rayons aéro plats comme une lame sont également courants.

Moyeu et cliquet : pourquoi la roue tourne quand vous arrêtez de pédaler

Le moyeu est la pièce centrale de la roue, qui tourne autour de l’axe sur des roulements. Le moyeu arrière comporte un corps de roue libre sur lequel s’emboîte la cassette : grâce au cliquet qu’il renferme, la force passe quand vous pédalez, et lorsque vous arrêtez, la roue tourne seule en émettant ce « tic-tic-tic » caractéristique. L’angle de rotation nécessaire pour que le cliquet s’enclenche s’appelle l’angle d’engagement ; plus les points d’engagement (POE, Points of Engagement) sont nombreux, plus la réponse est immédiate quand vous reprenez le pédalage.

L’angle d’engagement se calcule simplement : 360° ÷ nombre de points d’engagement. Sur route, la différence est minime, mais en VTT, où l’on donne des demi-coups de pédale pour franchir des rochers, elle se ressent nettement. Autre point à connaître : le standard du corps de roue libre. Shimano HG (longueur différente en 11 vitesses route et en VTT), Micro Spline pour le VTT 12 vitesses, SRAM XDR et XD, corps spécifique Campagnolo… Comme ils ne sont pas interchangeables, vérifiez aussi le corps de roue libre de vos roues lorsque vous changez de groupe.

Les pneus : le seul point de contact du vélo avec le sol

Deux surfaces de contact plus petites qu’une carte postale assurent toutes les accélérations, tous les freinages et toutes les courbes. Voilà pourquoi les cyclistes expérimentés conseillent, à budget égal, d’investir d’abord dans les pneus. Sous la bande de roulement en gomme se trouve une carcasse tissée en nylon ou autre fibre, et sur les bords, la tringle qui s’accroche à la jante. Plus la densité de fils de la carcasse (TPI) est élevée, plus le pneu est souple, avec une résistance au roulement plus faible et un meilleur confort, mais généralement une moindre durabilité.

Pneu à chambre, tubeless, boyau

Le pneu à tringle (clincher), avec une chambre à air à l’intérieur, est le système le plus répandu : facile à monter, simple à réparer, peu coûteux. Les chambres elles-mêmes se déclinent en butyle classique, en latex, souple et à faible résistance au roulement, et en TPU, très léger et peu encombrant. Le tubeless se passe de chambre : le pneu et la jante assurent eux-mêmes l’étanchéité, et le préventif liquide versé à l’intérieur colmate seul les petites perforations. Sans friction entre chambre et pneu, la résistance au roulement est plus faible, et même à basse pression, plus de pincement (« snake bite ») de la chambre contre la jante : c’est devenu de fait la norme en gravel et en VTT. Le montage initial est toutefois délicat, et le préventif doit être renouvelé régulièrement.

Le boyau est un pneu tubulaire dans lequel la chambre est cousue, collé ou fixé au ruban adhésif sur une jante spécifique. Léger, il reste en place sur la jante même crevé : il a longtemps été la norme des courses professionnelles, mais son montage fastidieux et sa réparation difficile en bord de route l’ont fait largement reculer au profit du tubeless.

Pression : l’idée reçue du « plus c’est gonflé, plus ça va vite »

On a longtemps cru que plus un pneu était dur, plus il était rapide. C’est vrai sur le tambour lisse d’un laboratoire, mais la route réelle est rugueuse : trop gonflé, le pneu n’absorbe plus les aspérités, et c’est l’ensemble vélo-cycliste qui rebondit et perd de l’énergie. La règle aujourd’hui : gonfler « aussi bas que possible tout en restant bien soutenu », selon le poids, la largeur du pneu et le revêtement. Plus un pneu est large, plus il peut porter un même poids à basse pression : la largeur de référence sur route est ainsi passée de 23 à 25 mm, puis à 28 mm et plus.

La transmission : transformer la force des jambes en vitesse

La transmission se compose des pédales, du pédalier, des plateaux, de la chaîne, de la cassette, ainsi que des dérailleurs avant et arrière qui déplacent la chaîne. Le principe est simple : en reliant par une chaîne la grande roue dentée du pédalier (le plateau) et la petite roue dentée de la roue arrière (le pignon), un tour de pédale fait tourner la roue arrière de « dents du plateau ÷ dents du pignon » tours. C’est le rapport de transmission. Avec un plateau de 50 dents et un pignon de 25, le rapport vaut 2,0 : un tour de pédale, deux tours de roue.

Le rapport seul ne tient pas compte de la taille de la roue ; on utilise donc aussi le développement (distance parcourue par tour de pédale, en m) ou le gear inch (rapport × diamètre de roue en pouces). Le gear inch est un héritage de l’époque du grand bi, quand les pédales étaient fixées directement sur la roue avant : il indiquait « à quel diamètre de roue en pouces cela revient à entraîner directement ». Essayez vous-même différentes combinaisons dans le simulateur ci-dessous.

Si vous choisissez dans le simulateur le grand plateau avec le plus grand pignon, ou le petit plateau avec le plus petit pignon, un avertissement s’affiche : c’est ce qu’on appelle croiser la chaîne. Vue de dessus, la chaîne travaille en biais, ce qui accélère l’usure de la chaîne et des dentures, la fait frotter bruyamment contre la chape du dérailleur avant et dégrade le rendement. De plus, 50×34 équivaut presque à 34×23, et 34×11 se situe entre 50×15 et 50×17 : aucune raison d’utiliser ces combinaisons. Le tableau montre aussi qu’un 2×11 a beau afficher 22 vitesses, les rapports réellement distincts sont bien moins nombreux.

Hiérarchie des groupes : de Claris à Dura-Ace

On appelle groupe l’ensemble formé des dérailleurs, manettes, pédalier, freins, cassette et chaîne. Le marché mondial est dominé par trois fabricants : le japonais Shimano, l’américain SRAM et l’italien Campagnolo, qui proposent chacun plusieurs gammes selon le prix et les performances. Plus on monte en gamme, plus le nombre de vitesses augmente, plus le poids baisse et plus la précision des changements et la finition progressent. Mais l’écart de performances ressenti est loin d’être proportionnel à l’écart de prix : beaucoup de mécaniciens disent qu’« au-delà du milieu de gamme, c’est une affaire de poids et de sensations ».

1x ou 2x : le dérailleur avant est-il indispensable ?

Avec deux plateaux, le 2x offre des rapports rapprochés et une plage étendue. Dans les sorties en groupe où l’on évolue entre 30 et 40 km/h sur le plat, il permet d’ajuster finement la cadence d’une vitesse à l’autre : il reste la norme sur route. Avec un seul plateau, le 1x supprime dérailleur avant et manette : plus léger, plus simple, il fait moins sauter la chaîne et s’utilise de façon intuitive. En contrepartie, pour obtenir une large plage, il recourt à de grandes cassettes comme 10-44 ou 10-52 dents, d’où des écarts plus importants entre les rapports. Voilà pourquoi le 1x s’est imposé en VTT, en gravel et en cyclo-cross, là où la boue et les chocs abondent. Le plateau 1x à dents alternativement larges et étroites (« narrow-wide ») et le dérailleur arrière à embrayage maintiennent la chaîne en place.

Mécanique ou électronique

Avec un changement de vitesse mécanique, la manette tire un câble en acier qui actionne le dérailleur. Le système est simple, bon marché et réparable au bord de la route, mais quand le câble s’allonge ou que la gaine s’encrasse, les passages de vitesse deviennent imprécis et un réglage périodique s’impose. En électronique, une pression sur un bouton suffit : un moteur place le dérailleur exactement à la bonne position. Shimano Di2 loge la batterie dans la tige de selle ou le cadre ; SRAM AXS équipe chaque dérailleur d’une batterie amovible et communique sans fil avec les manettes. Les changements sont toujours précis, demandent un effort quasi nul, et le système peut même ajuster automatiquement le dérailleur avant (trim) lors des changements de plateau. Il est cher et doit être rechargé, mais une charge permet généralement de parcourir plusieurs centaines, voire plus d’un millier de kilomètres : l’inconvénient reste minime au quotidien.

Les freins : de la jante au disque

S’arrêter à coup sûr compte davantage qu’aller vite. Le frein est le composant du vélo de route qui a connu le changement le plus spectaculaire de la dernière décennie. Longtemps la norme, le frein sur jante serre directement le flanc de la jante avec ses patins. Sur route, l’étrier « double pivot », dont chaque bras pivote autour de son propre axe, était courant : léger, simple, facile à entretenir. Mais sous la pluie, la jante mouillée fait chuter fortement le freinage ; les patins usent la jante jusqu’à devoir la remplacer, et les jantes carbone surchauffent dans les longues descentes.

Avec le frein à disque, un étrier pince un disque métallique fixé au moyeu. Les disques mesurent généralement 140 ou 160 mm sur route, et 180 à 220 mm en VTT. On distingue deux familles. Le frein à disque mécanique est actionné par un câble classique : compatible avec les manettes existantes et peu coûteux, il ne déplace le plus souvent qu’une seule plaquette, qui pousse le disque contre l’autre. Le freinage est donc moins précis, et il faut régulièrement rattraper le jeu à mesure que les plaquettes s’usent.

Avec le frein à disque hydraulique, la manette met sous pression un fluide enfermé dans une durite, qui pousse simultanément les pistons des deux côtés. Grâce au principe de Pascal, un faible effort produit un freinage puissant ; le dosage du bout des doigts (la « modulation ») est excellent, et les pistons compensent automatiquement l’usure des plaquettes. Shimano utilise surtout de l’huile minérale, SRAM du liquide de frein DOT : les deux ne doivent jamais être mélangés. Si le levier devient spongieux, de l’air s’est introduit dans la durite et une purge est nécessaire. Les étriers se fixent en flat mount sur route et en post mount en VTT ; les disques, eux, se montent en 6 vis ou en Center Lock.

Le poste de pilotage : là où reposent vos mains

Cintre, potence, jeu de direction, manettes et guidoline forment ce qu’on appelle, par analogie avec l’aviation, le poste de pilotage (cockpit). C’est là que se décident la position du buste et les sensations de direction. Le cintre route offre trois positions de mains, en haut du cintre, sur les cocottes et en bas du cintre, pour varier la posture et répartir la fatigue sur les longues distances. On choisit généralement une largeur de 38 à 44 cm selon la largeur des épaules ; de plus en plus de coureurs adoptent des cintres plus étroits pour réduire la traînée. Les cintres gravel présentent un « flare », un évasement du bas vers l’extérieur qui facilite le contrôle en terrain accidenté, tandis que les VTT utilisent des cintres plats et larges, de 760 à 800 mm.

La potence est une petite pièce qui relie le pivot de fourche au cintre, mais son rôle dans le réglage est majeur : changer sa longueur (généralement 80 à 130 mm sur route) ou son angle (±6°, ±17°, etc.) modifie la hauteur et la distance du cintre. Sur route, le diamètre de serrage du cintre est de 31,8 mm et celui du pivot de 1-1/8 pouce (28,6 mm). Les vélos de route haut de gamme récents adoptent volontiers un cintre-potence intégré d’une seule pièce, avec câbles et durites entièrement cachés : c’est esthétique et plus aérodynamique, mais modifier la hauteur ou l’allonge, ou simplement l’entretenir, demande beaucoup plus de travail.

Le jeu de direction est l’ensemble de roulements logé en haut et en bas du tube de direction, qui permet à la fourche de tourner librement. La plupart sont de type intégré, les roulements reposant directement dans le cadre. Si vous sentez un « cognement » en serrant le frein avant et en faisant aller le vélo d’avant en arrière, le jeu de direction a du jeu ; si le guidon accroche à une certaine position en tournant, soupçonnez des roulements endommagés. Les méthodes de réglage détaillées sont traitées dans le chapitre Montage et réglage.

Selle et tige de selle : les pièces les plus personnelles

La selle est le seul composant dont la bonne réponse change d’un cycliste à l’autre. Une grande partie du poids doit reposer sur les ischions (les deux protubérances osseuses sous les fesses) : le point de départ est donc de choisir une largeur adaptée à l’écartement de vos ischions. De nombreux magasins le mesurent à l’aide d’un coussin à empreinte. Trop étroite, la selle laisse les ischions déborder et comprime les tissus mous ; trop large, elle frotte l’intérieur des cuisses. La gorge ou l’ouverture centrale (cut-out) réduit la pression sur le périnée, et les selles « nez court », à l’avant raccourci, ont gagné en popularité en position de course. Les rails sous la selle sont, du plus lourd et moins cher au plus léger et plus cher, en acier, en titane puis en carbone ; les rails carbone, de section ovale 7×9 mm, peuvent nécessiter un chariot de serrage spécifique.

Les diamètres de tige de selle les plus courants sont 27,2, 30,9 et 31,6 mm ; les cadres aéro utilisent des tiges spécifiques en D ou profilées. Plus fine, la tige de 27,2 mm fléchit davantage et améliore le confort, d’où sa faveur sur les vélos d’endurance. Chaque tige porte un repère d’insertion minimale à respecter impérativement : si vous la sortez au point de le voir, le cadre et la tige risquent de casser. Sur une tige carbone, appliquez de la pâte de montage carbone antidérapante au lieu de graisse, et serrez le collier au couple prescrit (généralement autour de 5 à 7 Nm). En VTT, la tige de selle télescopique, qui abaisse et relève la selle d’une simple pression, est aujourd’hui un équipement presque indispensable.

Les suspensions : l’art de dompter les chocs

Les VTT et certains vélos gravel ou VTC sont équipés d’une fourche suspendue. Une suspension remplit deux fonctions. Le ressort absorbe l’énergie du choc, la stocke puis la restitue ; l’amortisseur hydraulique (damper) empêche cette énergie de rebondir trop vite en la transformant en chaleur grâce à la résistance de l’huile. Avec un ressort seul, le vélo rebondirait comme sur un trampoline ; avec un amortisseur seul, il resterait enfoncé après le premier choc. C’est leur association qui permet à la roue de suivre le terrain tout en gardant le vélo stable.

On distingue le ressort pneumatique, à air comprimé, et le ressort hélicoïdal, en métal. Le ressort pneumatique est léger et s’adapte au poids du cycliste en changeant simplement la pression à la pompe : la plupart des fourches l’adoptent. L’air se raidit fortement en fin de course, ce qui protège bien des talonnages ; des réducteurs de volume (tokens) internes permettent de régler cette progressivité. Le ressort hélicoïdal est plus lourd et doit être remplacé pour s’adapter au poids, mais il réagit finement aux petits chocs et ses caractéristiques varient peu avec la chaleur : il reste apprécié en descente engagée.

Le point de départ du réglage est le sag, c’est-à-dire l’enfoncement de la suspension sous le seul poids du cycliste. Les valeurs courantes sont de 15 à 20 % du débattement en cross-country, et de 20 à 30 % en trail et en enduro. On règle ensuite la détente (vitesse de retour) et la compression (résistance à l’enfoncement) de l’amortisseur. Le débattement (course de la suspension) est généralement de 100 à 120 mm en XC, 130 à 150 mm en trail, 160 à 180 mm en enduro et autour de 200 mm en descente ; plus il augmente, plus les plongeurs s’épaississent (32 → 34 → 36 → 38 mm, etc.) pour garantir la rigidité.

La suspension arrière est bien plus complexe, car c’est le cadre lui-même qui s’articule. Selon la disposition des biellettes, le pompage au pédalage (anti-squat) et la réaction au freinage changent : chaque marque met donc en avant sa propre cinématique. Les caractéristiques des vélos selon le type de suspension sont comparées plus en détail dans le chapitre Types de vélos.

Roulements et standards : la langue de la compatibilité

Les composants du vélo communiquent entre eux par une langue commune : les standards. Sans la connaître, on risque fort d’acheter en ligne une pièce incompatible. Commençons par les roulements. Moyeux, boîtier de pédalier, jeu de direction, pédales, galets, pivots de suspension : partout où quelque chose tourne, il y a des roulements. Le système traditionnel cône-cuvette loge les billes directement dans une cuvette et règle le jeu à l’aide d’un écrou-cône ; Shimano l’a longtemps conservé sur ses moyeux. Il a l’avantage d’être réglable et révisable. Les roulements à cartouche (étanches), eux, réunissent billes et bagues en une seule pièce scellée ; grâce à des références normalisées comme 6802 ou 6902, on trouve facilement des équivalents et le remplacement est simple.

Standards de boîtier : fileté ou press-fit

Le boîtier de pédalier est l’ensemble de roulements logé entre la boîte de pédalier du cadre et l’axe du pédalier. Le plus ancien et le plus répandu est le BSA (anglais) fileté, dont la boîte est taraudée à l’intérieur ; sur route, sa largeur est de 68 mm. Facile à monter et à démonter, peu sujet aux bruits, il a la préférence des mécaniciens. À partir de la fin des années 2000, le press-fit, dont les cuvettes sont emmanchées en force dans la boîte, s’est répandu. Il permet une boîte plus large et plus grosse, favorable à la rigidité et au poids du cadre, mais au moindre défaut de tolérance il a tendance à craquer, ce qui lui a valu bien des critiques. Ces dernières années, le standard T47, qui combine les avantages d’une grosse boîte et la praticité du filetage, gagne de nouveau du terrain.

Standards d’axe : blocage rapide, axe traversant, Boost

La fixation des roues au cadre a elle aussi beaucoup évolué. Imaginé par Campagnolo dans les années 1930, le blocage rapide consiste en une tige de 5 mm passée dans l’axe creux du moyeu et serrée par un levier : une révolution qui permettait de démonter la roue sans outil. Mais avec la généralisation des freins à disque et leur puissance accrue, la roue pouvait se décaler légèrement et la position du disque changer à chaque remontage. D’où l’apparition de l’axe traversant, un axe épais vissé directement dans le cadre. Sur route et en gravel, l’avant en 12×100 mm et l’arrière en 12×142 mm sont devenus la norme ; la roue se positionne toujours exactement au même endroit, ce qui limite les frottements de disque et accroît la rigidité.

En VTT, il existe le standard Boost. En élargissant les moyeux à 15×110 mm à l’avant et 12×148 mm à l’arrière, il écarte les flasques, ce qui renforce la rigidité latérale de la roue et libère du dégagement pour les pneus. La ligne de chaîne d’un moyeu Boost étant décalée vers l’extérieur, le pédalier doit lui aussi être compatible Boost. En descente, on trouve des standards encore plus larges, comme 20×110 mm à l’avant et 157 mm à l’arrière (Super Boost compris).

Où se trouve le poids ?

Le poids d’un vélo est un sujet inépuisable. L’Union cycliste internationale (UCI) impose depuis 2000 un poids minimal de 6,8 kg aux vélos de compétition professionnelle : la course à la légèreté est une longue tradition. Mais savoir comment le poids se répartit réellement vous indique clairement où investir. Le graphique en anneau ci-dessous montre la répartition approximative du poids d’un vélo de route d’environ 8 kg, avec cadre carbone et groupe à disque de niveau 105. Survolez ou sélectionnez un élément pour mettre sa part en évidence.

Comme le montre le graphique, le bloc le plus lourd n’est pas le cadre mais le groupe, suivi des roues et pneus. Le cadre pèse moins qu’on ne l’imagine. D’où l’adage selon lequel, à budget égal, changer de roues et de pneus se ressent davantage que gagner quelques dizaines de grammes sur le cadre. On dit souvent que « le poids en rotation compte plusieurs fois plus », mais cela ne vaut qu’à l’accélération, et l’effet est généralement plus faible qu’on ne le pense. Le vrai gain d’une nouvelle paire de roues tient souvent moins au poids qu’à l’aérodynamisme, à la rigidité et à l’association avec de bons pneus.

N’oublions pas non plus le poids du cycliste lui-même. Pour un cycliste de 70 kg, 500 g de vélo représentent moins de 1 % du poids total du système. Dans les montées, la différence existe bel et bien, mais elle équivaut à un bidon ou à une sacoche à outils. Les pièces légères sont un investissement plaisant, mais elles ne méritent pas qu’on sacrifie pour elles la sécurité et la durabilité.

Questions fréquentes