Kgf contre Psi, partie 3

décembre 19, 2016 4 Commentaires

Dans la première partie, nous avons vu des jantes se déformer sous l'effet de la pression des pneus, ce qui entraîne une chute de tension des rayons, et nous avons discuté du rôle des dimensions des pneus, en remarquant que les pneus à chambre à air sans chambre pour route ont le plus grand potentiel d'amplifier la chute de tension.

Dans la deuxième partie, nous avons établi que c'est la conception, et non une incohérence de fabrication, qui est à l'origine des correspondances étranges et des situations de chute de tension extrême.

Dans cette troisième partie, nous allons examiner comment les monteurs peuvent minimiser les effets néfastes de la chute de tension. En effet, la tension appliquée aux structures à rayons est essentielle à la performance des roues.

Qu’est-ce que nous sommes prêts à accepter ?
Tout d'abord, les combinaisons jante/pneu qui entraînent une chute de tension importante sont à proscrire. Les coupables : des jantes trop déformables et des pneus trop tendus. Évitez-les, surtout lorsqu'elles sont utilisées ensemble. Ne perdez pas de temps à vous demander comment gérer des composants inadéquats. Identifiez les problèmes et exigez des fabricants des produits plus fiables.

Les monteurs de roues ne devraient pas avoir à supporter la charge de compenser les défauts manifestes des composants. Fabriquer d'excellentes roues avec de bonnes pièces est déjà un travail en soi. Les concepteurs disposent de nombreux moyens pour éviter les casses dues à l'assemblage et n'ont aucune raison d'ignorer les problèmes de perte de tension qui peuvent être résolus.

Les constructeurs ne devraient pas avoir à se demander s'il est judicieux de dépasser les limites de tension publiées en cas de chute de tension importante. C'est absurde ! Si vous vous demandez quels vaccins sont nécessaires avant d'aller au pub, vous vous trompez d'endroit !

Par ailleurs, l'expérience pratique prime sur la théorie et les monteurs qui procèdent à des ajustements de tension compensatoires (utilisation de rondelles, etc.) devraient poursuivre leurs recherches. En règle générale, cependant, cela dépasse les tâches habituelles du montage de roues, sauf en cas de gestion de ressources limitées dans les pays en développement, ou situation similaire.

Il n'y a jamais eu de meilleur moment pour les monteurs de roues consciencieux de tenir des registres précis des résultats de montage : uniformité de la tension, difficulté, chute de tension, etc. Cartographiez vous-même le terrain, posez des questions, partagez vos données et avancez avec confiance en attendant que l'offre de composants s'améliore.

Que se passe-t-il avec une tension plus faible ?
Nous sortons d'une époque où la pression des pneus était généralement considérée comme « plus c'est mieux » ou « il faut la réduire uniquement si nécessaire ». Désormais, grâce à une meilleure compréhension de l'effet global, nous pouvons opter pour une basse pression dans de nombreuses situations. Merci notamment à Jan Heine .

De même, la tension des rayons a été poussée au maximum. Les fabricants de jantes fixent des valeurs maximales que les monteurs atteignent, voire dépassent (en utilisant parfois des rondelles supplémentaires pour supporter une tension plus élevée). Une tension maximale représente-t-elle un avantage absolu ?

Comprenez-moi bien, la solution à la chute de tension ne consiste pas simplement à utiliser une tension plus faible. Cependant, le moment est bien choisi pour examiner le rôle de la tension.

(1) Les constructeurs s’accordent à dire que la constance de la tension est plus importante que son ampleur.

(2) De nombreuses études confirment que des roues plus serrées ne sont pas plus rigides, sauf si l'on considère des différences de quelques fractions de millimètre. Comparées au frottement de la surface de contact et à la déformation de la carcasse, ces différences sont négligeables. À l'instar de l'idée reçue selon laquelle « haute pression = vitesse accrue », il s'agit plus d'une illusion que d'une réalité. L'ouvrage de Damon Rinard est une excellente introduction à ce sujet. Consultez également les données d'essais d' Adrien Gontier .

(3) La durée de vie des rayons est meilleure lorsque leur tension ne s'annule pas systématiquement, par exemple à chaque rotation. Ce principe de la science des matériaux s'applique à de nombreuses situations de fatigue des matériaux et, pour les roues, il est facilement évitable grâce à une tension relativement faible.

(4) Des écrous très serrés résistent mieux au desserrage car le frottement élevé du filetage compense les vibrations. Des roues très serrées semblent également plus stables car les composants sont moins étirés et se tassent moins. Cependant, il existe de nombreuses solutions d'ingénierie pour limiter les vibrations et améliorer la durée de vie.

(5) Combien de roues se déforment ou se fissurent au niveau des écrous de rayons ? Une tension très élevée peut provoquer les deux. Chaque combinaison jante-rayon a une limite de flambage, une tension à partir de laquelle la jante s'affaisse et devient inutilisable. Cette limite est réelle, calculable, et plus la tension statique s'en approche, plus la marge de rupture est faible.

Il est imprudent de solliciter la tension sans bien connaître les limites de flambage. Considérons la tension comme une option de conception, et non comme un paramètre à optimiser systématiquement.

N'oubliez pas les jantes !
La conception de la jante influence grandement le comportement et les performances de la roue. Il faut tenir compte de la façon dont la tension de la jante la soutient, mais aussi dont elle peut en altérer le caractère.

Lorsqu'un rayonnage est tendu au maximum, il est rigide, plus cassant et perd de son caractère. Toutes ces jantes se ressemblent au toucher. Certes, il y a des différences acoustiques, mais pratiquement aucune différence de dynamisme ou de vivacité. Une tension et une rigidité maximales sont optimales pour certaines applications, mais pas toujours les meilleures.

Les tests de rigidité de Rinard partent du principe qu'une charge latérale typique sur une grande roue est de 11 kg (25 lbs). Le vélo est un véhicule à une seule roue, une catégorie de mobilité où les charges latérales sont quasi inexistantes (comparativement aux vélos à trois roues ou plus). Même pour une charge latérale importante typique, la quasi-totalité des roues – serrées ou non, légères ou lourdes – fléchissent latéralement de 1 à 2 mm. C'est tout. Compte tenu de la taille d'un vélo et de facteurs tels que l'usure des pneus et la flexion de la carcasse, il est étonnant de constater à quel point la rigidité est peu influencée par le choix de l'épaisseur, du nombre et de la tension des rayons.

Dans ce sprint effréné, la déviation latérale des roues n'est pas visible, en raison des particularités physiques de la piste unique.

Même avec des roues arrière très concaves, la différence de flexion latérale dans chaque direction n'est que de quelques millièmes de pouce. Le passage de rayons ultralégers à des rayons de 14G, les plus épais, entraîne une augmentation de la rigidité de 11 %, soit à peine plus de 0,1 mm (0,005 pouce).

Pour les roues hautes performances, la tension maximale des rayons n'a pas toujours besoin d'être de 150 kgf. Parfois, une meilleure tenue de route est obtenue avec 100 kgf. Leçon à retenir : une tension de rayons plus faible est une option de conception, et non un tabou absolu. Le confort de conduite doit être optimisé ; il ne faut pas systématiquement monter toutes les roues à leur tension maximale.

Imaginez des roues qui améliorent la traction, absorbent les vibrations, atténuent les harmoniques, dissipent les impacts ponctuels et ne se déforment pas. De telles performances ne peuvent être obtenues que grâce à une conception de jante optimisée, un large choix d'élasticités de rayons et un montage qui sélectionne la tension optimale pour chaque combinaison.

Échappez-vous à un avenir meilleur !
Il est temps de dépasser cette vision réductrice de la tension des rayons, où l'on considère que plus c'est serré, mieux c'est. Mais quel est le serrage optimal ? La question reste d'actualité. Des modèles sophistiqués (éléments finis et algorithmes structurels) permettront bientôt de quantifier les effets du diamètre des rayons, du matériau et de la tension.

Ces outils nous aideront à concevoir les roues les plus performantes et les plus adaptées qui soient. Une vaste expérience sert le même objectif.

Si vous appréciez déjà le montage et la conception de roues, les prochains mois seront encore plus passionnants. Pour l'instant, faites preuve de patience et d'ouverture d'esprit. La tension des rayons, la conception des jantes et la flexibilité des roues nécessitent une compréhension approfondie et une grande ouverture d'esprit.

Je suis désolé de ne pas pouvoir apporter de réponses à la question spécifique de la chute de tension, mais il s'agit d'un sujet complexe sans solutions simples.

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