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Usine de vélos électriques sur mesure depuis 2010.
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Usine de vélos électriques sur mesure depuis 2010.
Depuis que Lance Armstrong a remporté le titre du Tour de France 1999 avec le Trek 5500 OCLV, la fibre de carbone est le matériau préféré pour les cadres de vélo haute performance. La nature polyvalente de la fibre de carbone permet un réglage, une mise en forme, un équilibre de rigidité précis, garantissant le confort de conduite et améliorant les performances aérodynamiques.
Cependant, les cadres en fibre de carbone ont leurs inconvénients, notamment leur prix élevé – atteignant cinq chiffres pour les modèles haut de gamme – et leur vulnérabilité aux dommages en cas de collision par rapport aux cadres fabriqués dans d'autres matériaux.
Comment sont fabriqués les cadres de vélo en fibre de carbone ?
Les cadres de vélo en fibre de carbone sont constitués de couches de fibre de carbone (tissu de carbone) intégrées dans une matrice de résine époxy. La fibre de carbone assure la résistance, tandis que la résine lie les couches entre elles. La plupart des cadres sont fabriqués à partir de plusieurs couches de matériau en fibre de carbone/résine, appelés « préimprégnés », avec différentes qualités et orientations prises en compte pour différents emplacements de cadre. Par exemple, Look mentionne que son cadre 795 Blade intègre plus de 800 matériaux préimprégnés différents.
La maîtrise des subtilités de la superposition ajoute de la complexité à la conception des cadres en fibre de carbone, car les marques de vélos ne savent pas exactement comment les utilisateurs soumettront finalement leurs cadres aux charges. Cela conduit à un certain degré de conception excessive pour garantir que les cadres peuvent résister à des contraintes inattendues.
Caractéristiques des cadres de vélo en fibre de carbone
Une distinction clé entre la fibre de carbone et tous les métaux réside dans la nature composite de la fibre de carbone, conférant une multidirectionnalité à ses propriétés physiques. Cela signifie que la disposition des différentes zones est cruciale pour les caractéristiques de conduite et la résistance du cadre. Par conséquent, le terme « superposition » est fréquemment souligné dans le contexte des matériaux de vélo en fibre de carbone.
Un autre facteur crucial est le module de la fibre de carbone utilisée. Les fibres ayant un module plus élevé sont plus rigides mais plus cassantes. Même les cadres commercialisés sous le nom de « haut module » sont souvent fabriqués en mélangeant différentes qualités de fibre de carbone. Bien que la fibre de carbone à module plus élevé soit plus chère, elle donne lieu à un cadre plus léger pour la même résistance.
Parfois, les cadres en fibre de carbone incorporent d'autres matériaux. Un exemple est la technologie Countervail de Bianchi, intégrant une couche de matériau de liaison élastique dans les couches de fibre de carbone pour amortir les vibrations de la route.
Étant donné que les marques de vélos ont tendance à vanter les qualités inégalées de leurs cadres haut de gamme en fibre de carbone, les avantages de la fibre de carbone sont bien connus. La possibilité d'affiner les caractéristiques de chaque partie du cadre permet de créer des conceptions adaptées aux styles de conduite et aux exigences spécifiques.
La fibre de carbone peut être moulée dans des cadres extrêmement légers et robustes, présentant des formes aérodynamiques complexes tout en conservant la qualité de conduite et le confort. Cependant, ces avantages ont un coût, et la fibre de carbone n'est pas le choix optimal pour les cadres économiques, où les cadres en aluminium moins chers peuvent offrir des expériences de conduite similaires, voire meilleures.
Par rapport aux cadres métalliques, un autre inconvénient de la fibre de carbone est son incapacité à être percée ou taraudée pour fournir des interfaces filetées pour l'installation des composants. Cela signifie que les roulements doivent souvent être enfoncés dans le cadre ou que des inserts métalliques doivent être ajoutés pour monter les roulements filetés.
La fibre de carbone est également sujette à l'écrasement, ce qui rend les zones telles que les pattes susceptibles d'être endommagées. Les vélos en fibre de carbone comprennent généralement des inserts d'axe en métal ou des blocs de protection métalliques intégrés dans ces zones.
Les chocs et les collisions peuvent endommager l'intérieur des tubes du cadre, qui peuvent ne pas être visibles de l'extérieur, entraînant potentiellement des défaillances inattendues du cadre. Si un cadre en fibre de carbone a subi des impacts ou des collisions graves, il doit être inspecté avant de rouler à nouveau, et des méthodes telles que les ultrasons ou les rayons X peuvent être nécessaires pour évaluer les dommages internes.
Si un cadre en fibre de carbone est effectivement endommagé, les options de recyclage sont limitées, alors que les cadres métalliques peuvent être facilement recyclés. La valeur élevée du titane signifie qu’il est peu probable qu’il finisse dans une décharge.
Avantages des cadres de vélo en fibre de carbone :
- Excellent rapport rigidité/poids
- Haute plasticité pour un réglage précis
- Moulable dans des formes aérodynamiques
Inconvénients des cadres de vélo en fibre de carbone :
- Prix très élevé
- Sujet à l'usure et aux dommages après des collisions
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