Choisir les fibres de carbone utilisées sur votre vélo de course

La plupart des vélos de course haut de gamme pour la haute compétition mais aussi de plus en plus souvent les cadres de VTT haut de gamme sont désormais construit à base de tubes en carbone.
Mais quelle est cette matière qui ne tiens qu'a un fil, celui de la fibre de carbone.

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Le carbone existe depuis des années mais il est difficile de s'y retrouver en ce qui concerne l'achat d'un cadre de vélo carbone car on se retrouve fasse à des sigles tel que : HR, HM, des chiffres : 12 K, 3K, 1K.
Il est donc important de bien se faire conseiller en allant dans un magasin de vélo près de chez soi afin de se faire expliquer en détail les subtilités techniques de la fibre de carbone qui aura permis de fabriquer le vélo que l'on aura choisi en fonction de son budget et de sa pratique plus ou moins sportive.

Les avantages d'un vélo en fibre de carbone

Tout d'abord l'avantage principal de la fibre de carbone par rapport aux autres matériaux comme l'acier ou l'aluminium est son poids car à résistance égale la fibre de carbone est souvent 2 fois plus légère que l'aluminium et 5 fois plus légère que l'acier.
Mais l'association de différents types de fibres de carbone conjuguer aux différentes techniques de fabrication des cadres en carbone (tubulaire, monocoque...) permettent au final d'augmenter ou diminuer la rigidité, le confort ainsi la nervosité du cadre.

C'est pour celà qu'il faut bien se renseigner sur la nature de la fibre de carbone qui composera votre vélo ainsi que sur son mode de fabrication, car c'est la seule façon de savoir si le cadre que vous choisirez sera adapté à votre pratique (compétition, cyclosportif, randonnée...)

Les différents types de fibre de carbone

Essayons de classer les différents types de fibres de carbone en fonction de les caractéristiques mécaniques :
On classera donc les appellations carbone HR et carbone HM en fonction des leur résistance à la traction et de leur élasticité.
La résistance à la traction et l'élasticité sont calculés avec une unité de mesure qui s'appelle le Pascal, 1Pascal (Pa) est égal à 100 g/m2 environ.
- La fibre de carbone HR est la fibre la plus courante donc la moins chère, et sa résistance à la traction se situe entre 200 et 250 GPa (giga Pascal).
- La fibre de carbone HM a une résistance à la traction de plus de 350 GPa alors qu'un acier de bonne qualité sera à 220 GPa, on voit bien l'avantage que l'on peux trouver dans la fabrication d'un cadre en fibre de carbone.

C'est donc l'association de ces deux types de fibres qui permettra aux constructeurs de cadre de vélos en carbone d'avoir un cadre rigide à certains endroits stratégique et plus souple à d'autres afin d'améliorer le confort, mais en cadre complètement en fibre de carbone HM haut de gamme réalisera parfois la même prouesse en jouant sur la section des tubes à certains endroit du cadre un peu comme les différentes épaisseur d'un tube de cadre en aluminium.

Quels types de tissus carbone

Il y a principalement deux styles de tissus carbone qui sont utilisés pour la fabrication des cadres de vélos :
- La fibre unidirectionnelle est donc tissée dans un seul sens, c'est elle en générale qui constitue la couche intérieure de la structure du cadre et qui apporte une rigidité maximale par rapport à une direction précise.
- La fibre bidirectionnelle est quand a elle tissée afin dans 2 directions avec des angles de croisement entre 10 et 70 degrés.
Les tissus bidirectionnel apporte une meilleure résistance à l'écrasement et c'est se qui donne un aspect esthétique au cadre en carbone dénué de peinture, puisque l'on voit directement la fibre de carbone nue.

Important également pour obtenir ce tissus carbone bidirectionnel il faut tissé les fibres de carbone en les regroupant par mèches.
Chaque mèche comporte un grand nombre de fibres.
C'est donc pour celà que l'on parle de 1K, 1x1000 étant le nombre de mèches utilisées dans fabrication du tissus carbone, donc 12K=12000 mèches, ce qui donne sur certains cadre un cadrillage assez gros au niveau de l'aspect visuel, alors qu'un cadre en 1K aura un maillage beaucoup serré et donc beaucoup plus fin au niveau visuel.

Cadre de vélo en carbone nanotechnologie

Désormais on est même passé à la nanotechnologie sur les cadres de vélos haut de gamme, "nano" signifiant très très petit, les fibres de carbone sont donc encore plus fine ce qui fait que le cadre ressemble visuellement plus à du plastique qu'a du tissus carbone puisque que l'on ne distingue plus la trame des tissus carbone.

Il y a encore d'autre direction exploitée par la société FRM, une société Italienne qui propose pour son cadre BlackHole des feuilles de carbone collées sur un tissus en forme de nids d'abeille, ce qui permet encore d'augmenter la rigidité avec un poids extrèmement réduit.
Ce cadre de route en Tubes carbone unidirectionnels et renforcés en Nomex Honeycomb (4mm d'épaisseur).
Cette structure en sandwich est utilisée en Formule 1 et offre le meilleur rapport poids / rigidité possible un des produits le plus avancé technologiquement en 2008

Enfin pour ce qui pense que changer de cadre de vélo leur permettra un gain de performance, sachez que le fait de changer simplement de roues vous donnera dans certain cas l'impression de changer de vélo.
Il faudra bien sûr s'équiper de roues de vélo légères et rigides et qui seront elles aussi en carbone, pensez-y avant d'investir car certaines roues de course en carbone sont désormais accessibles.

Les formes que l'on peux donner aux tissus de carbone n'ont pas de limite et les ingénieurs les utilisent sur les vélos de contre la montre afin d'améliorer la pénétration dans l'air.

Cadre carbone FRM Black Hole HC

Cadre Carbone Titane PASSONI XXTI

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