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La grande majorité des vélos haut de gamme pour le cyclisme sur route sont aujourd’hui dotés d’un cadre carbone, fabriqué à base de tubes en carbone. Mais si le carbone est un matériau qui est utilisé depuis des années déjà pour la fabrication de vélos pour le cyclisme sur route, il est toujours bon d’en connaître les avantages lorsqu’on veut acheter un cadre de vélo carbone.
Les variantes de fibre carbone pour veloroute
On peut classer les différents types de fibres de carbone selon leurs caractéristiques mécaniques. Ainsi, en fonction de leur élasticité et de leur résistance à la traction on peut classer les appellations : carbone HM et carbone HR. A noter que l’unité de mesure utilisée pour calculer l’élasticité et la résistance à la traction est le Pascal, 1Pascal (Pa) valant environ 100 g/m2.
La fibre de carbone HM a une résistance à la traction supérieure à 350 GPa (giga Pascal), comparée à celle d’un acier de bonne qualité qui est de 220 GPa. Cela montre clairement tout l’avantage de la fabrication d’un cadre velo en fibre de carbone.
La fibre carbone HR a, quant à elle, une résistance à la traction qui se situe entre 200 et 250 GPa, c’est la fibre la plus courante donc la moins chère.
De façon générale, les constructeurs de cadre carbone utilisent ces deux types de fibres en même temps pour avoir un cadre rigide à certains endroits stratégiques et plus souple à d’autres pour améliorer le confort.
Les types de tissus carbone utilisés pour la fabrication des cadres de vélos
On utilise essentiellement deux styles de tissus carbone pour fabriquer les cadres de vélos : la fibre bidirectionnelle et la fibre unidirectionnelle. La fibre bidirectionnelle est tissée dans 2 directions avec des angles de croisement entre 10 et 70 degrés. Les tissus bidirectionnels donnent une plus grande résistance à l’écrasement, c’est ce qui donne un aspect esthétique au cadre en carbone dénué de peinture, puisqu’on voit directement la fibre de carbone nue.
Pour réaliser un tissu carbone bidirectionnel, utilisé pour la fabrication de cadre route, il faut tisser les fibres de carbone en les regroupant par mèches, chaque mèche comportant un grand nombre de fibres. On parlera alors de 1K, 1×1000 étant le nombre de mèches qui aura servi à la fabrication du tissu carbone. Ainsi pour avoir un quadrillage assez gros au niveau de l’aspect visuel sur certains cadres carbone, les fabricants utilisent par exemple 12K=12000 mèches.
Les avantages d’un vélo en fibre carbone
Si, pour le veloa la carte ou le velo de course, le cadre carbone est le meilleur choix, c’est d’abord parce que comparé à d’autres matériaux comme l’aluminium ou l’acier, la fibre de carbone à un meilleur poids.En effet, à résistance égale, la fibre de carbone est parfois 5 fois plus légère que l’acier et 2 fois plus légère que l’aluminium. Un autre avantage est qu’on peut augmenter ou diminuer le confort, la rigidité, ainsi que la nervosité du cadre en associant différents types de fibres de carbone combiné aux différentes techniques de fabrication des cadres en carbone (tubulaire, monocoque…).
