Quel matériau est votre cadre de vélo idéal : l'acier, l'aluminium, le titane ou le carbone ?
L'acier, l'aluminium, le titane et la fibre de carbone sont les matériaux les plus couramment utilisés pour les cadres de vélos. Chaque matériau a ses avantages et ses inconvénients. On peut seulement dire que celui qui vous convient est le plus idéal.
Tous les métaux utilisés dans les vélos sont des alliages. Tels que la barre de titane Ti-6AL-4V ELI
Les concessionnaires automobiles font souvent référence à l'utilisation de métaux de qualité aérospatiale, mais la réalité est que ces soi-disant qualités ne sont rien de plus que certaines qualités auxquelles un alliage donné doit répondre, que ce soit pour un cadre d'avion ou de vélo. Il n'y a peut-être aucune différence entre un vélo qui prétend être fabriqué dans un matériau de « qualité militaire » et un autre qui ne l'est pas.
Deux facteurs principaux déterminent un cadre de vélo : la rigidité et la robustesse. Plus la rigidité est grande, moins il est susceptible de se déformer, mais il se brisera directement (la rigidité est généralement déterminée par le module d'Young, plus le module d'Young est grand, moins il est susceptible de se déformer.). Robustesse : La ténacité est l'opposé de la rigidité d'un matériau, un matériau résistant est plus malléable et se déforme donc plus facilement que les fractures. Pour des raisons de sécurité, il est préférable que le cadre se déforme avant de se briser, car cela sert d'avertissement aux conducteurs venant en sens inverse.
acier
L'acier est la mère de tous les matériaux d'ingénierie. Il est durable et peu coûteux à fabriquer, avec un cadre en acier qui absorbe bien les chocs et est facile à réparer.
L'acier est trois fois plus rigide que l'aluminium et deux fois plus rigide que le titane.
Dans le même temps, l'acier rouille facilement. Bien entendu, l'acier inoxydable résout ce problème dans une large mesure.
En raison de sa densité plus élevée (par rapport à d’autres matériaux), le wagon à châssis en acier est plus lourd. Avec l’introduction de l’acier à ultra haute résistance (UHS), les tubes en acier peuvent être rendus plus minces. En théorie, si le tuyau est suffisamment fin,
Il est possible de fabriquer un cadre qui pèse à peu près le même poids que le cadre le plus léger actuellement. Cependant, la durabilité en souffre grandement car ce tube à paroi mince est très sujet aux bosses, aux dommages et à la flexion. L'assemblage de tubes à paroi mince est également plus difficile à assembler, et la chaleur générée par le soudage peut affecter le traitement thermique et réduire la résistance de la zone soudée.
aluminium
La rigidité de l’aluminium ne représente qu’environ 1/3 de celle de l’acier.
L’aluminium est plus léger que l’acier, suffisamment durable pour ses fonctions structurelles, très fonctionnel et surtout abordable.
Il existe deux principaux alliages d'aluminium utilisés dans l'industrie du vélo : le - 6061 et le 7005 (nommés en fonction de la composition de l'alliage). Ce dernier est relativement moins cher. Le 6061 étant plus malléable, il peut être facilement hydroformé lors de la fabrication de cadres. Ce métal facilement disponible et rentable convient mieux aux cadres de vélo d'entrée de gamme, mais est également utilisé dans les cadres hautes performances.
titane
La rigidité du titane est la moitié de celle de l'acier.
La densité du titane est beaucoup plus légère que celle de l’aluminium, environ deux fois celle de l’aluminium et environ la moitié de celle de l’acier. Il s'agit donc plutôt d'un compromis entre l'aluminium et l'acier.
Le titane est originaire de l’industrie aérospatiale, où il est largement utilisé. 3Al-2.5V est l'alliage le plus largement utilisé, mais avec des performances plus élevées
Barre en titane Ti-6AL-4V ELI.
Il est très résistant à l’abrasion et à la corrosion, c’est pourquoi il est souvent laissé non peint.
Le coût du raffinage et du traitement est relativement élevé, de sorte que la plupart des fabricants n’utilisent pas beaucoup ce matériau.
fibre de carbone
La fibre de carbone est un matériau composite, c'est-à-dire un matériau composé d'au moins deux matériaux différents, ayant généralement des propriétés physiques et chimiques différentes.
Parce que la fibre de carbone est suffisamment légère, la rigidité de la même taille est trois fois supérieure à celle de l'acier
La fibre de carbone pèse environ 1,55 g/cc, soit près de la moitié de celui de l'aluminium.
La fibre de carbone est un matériau « fragile ». Une fois le matériau défaillant, il ne peut plus être utilisé, mais sa légèreté et sa rigidité en font le matériau de choix pour les cadres de vélo, notamment en cyclisme de compétition.
d'autres matériaux
Si la fibre de carbone, le titane, l'acier et l'aluminium sont de loin les matériaux les plus couramment utilisés pour les cadres de vélo, il existe également des options plus rares.
Scandium : Le cadre en scandium est en fait un alliage d'aluminium qui contient une petite quantité de scandium, ainsi que d'autres métaux. La teneur en scandium peut augmenter la résistance du tube en alliage.
Magnésium : Certains vélos et pièces de vélo sont fabriqués à partir d’alliages de magnésium, qui sont plus légers et plus résistants que l’aluminium, mais moins rigides. Il a connu son apogée au début des années 1990, lorsque les cadres de vélo en magnésium Kirk Precision participaient au Tour de France.
Bambou : En tant que matériau naturel, les piliers sont également utilisés pour fabriquer des porte-vélos. Les avis des utilisateurs semblent bons en raison d’une bonne absorption des chocs, mais les vélos en bambou seront plus lourds.
Lin : Le lin est également utilisé comme partie intégrante des cadres de vélo, souvent en combinaison avec la fibre de carbone, car on prétend qu'il absorbe mieux les vibrations que la fibre de carbone seule. Cette fibre est utilisée dans la série de vélos d'endurance LOOK 765.
De tous les matériaux, l’acier est celui qui est utilisé depuis le plus longtemps dans la fabrication de cadres de vélos. Il a résisté au « défi » de l'aluminium à la fin du 20e et au début du 21e siècle, mais il est aujourd'hui confronté à un défi plus difficile avec la fibre de carbone.
