Nombre de rayons faible, partie 2

janvier 31, 2023

La première partie explorait les origines des roues à faible nombre de rayons. Historiquement, il s'agissait d'une stratégie d'allègement qui, dans les années 1980, a été optimisée par des tests aérodynamiques. Dans cette deuxième partie, nous abordons les aspects pratiques. Quels sont les avantages et les inconvénients des roues à faible nombre de rayons ?

Les jantes sont essentielles
Les roues à faible nombre de rayons posent rarement problème car les meilleures sont équipées d'une jante robuste. La solidité de la jante prime sur le nombre, le diamètre ou la tension des rayons, ainsi que sur le type de moyeu ou l'espacement. Renforcer la jante, notamment radialement (verticalement), répartit les charges et compense largement l'absence de rayons.

Pour renforcer une jante, on peut augmenter sa masse (son poids). Plus efficace encore, on peut augmenter sa section (largeur ou profondeur). Les étriers de frein ayant une marge de manœuvre limitée en largeur, l'augmentation de la profondeur est une solution évidente. Bien que plus difficiles à façonner en anneaux, les jantes profondes offrent un gain de rigidité considérable, ce qui réduit la charge sur chaque rayon.

Les jantes hautes paraissent plus aérodynamiques grâce à leur profil effilé. Leur aspect latéral les distingue nettement des jantes basses. Le grand public les perçoit comme aérodynamiques en raison de leur forme acérée et les repère facilement de loin. Cette tendance s'auto-alimente.

Facile à construire
Les roues à peu de rayons et à jantes très robustes sont faciles à monter. Les jantes à profil haut d'aujourd'hui se montent quasiment toutes seules et le nombre réduit de rayons rend le montage plus rapide et plus simple.

Comprenez-moi bien, les roues à faible nombre de rayons sont certes moins robustes, mais elles sont généralement plus faciles et plus rapides à dévoiler. Prenez leur montage au sérieux, mais appréciez la simplicité de la tâche. Les roues à nombre de rayons réduit ne sont ni de haute technologie ni ne requièrent de compétences particulières. Cette impression, entretenue par 30 ans de marketing, a la vie dure. Ne soyez pas surpris si certains cyclistes se comportent comme si monter des roues aérodynamiques était une science complexe.

Est-il possible de rendre des roues à faible rayonnage plus solides ou plus rigides en augmentant la tension des rayons ? Cette question revient souvent et la réponse est simple : non. La rigidité dépend de nombreux facteurs. La fiabilité du système de serrage rapide, la flexibilité de l’axe et la pression des pneus sont autant de variables. Du point de vue du cycliste, le cadre et la fourche entrent également en ligne de compte. Augmenter la tension des rayons n’est pas la clé de la rigidité de la roue, pas plus qu’augmenter la pression des pneus n’est la clé d’une faible résistance au roulement. C’est un facteur, certes, mais une tension excessive est bien trop souvent recommandée.

La solution Dave Scott
Voici une belle histoire de roues qui illustre la simplicité des roues à rayons bas et comment faire preuve d'ingéniosité pour s'approprier cette tendance. Dans les années 1980, nous avons eu la chance de monter des roues pour Dave Scott, légende de l'Ironman. Sponsorisé par Shimano, il était équipé de moyeux à 36 trous. Mais le monde de la compétition s'intéressait déjà beaucoup aux roues à rayons bas depuis les Jeux olympiques de 1984. Dave était le roi de l'Ironman, pour les plus jeunes d'entre nous. Il a remporté 6 titres et terminé deuxième à 3 reprises entre 1980 et 1994. Au Japon, Araya, à l'instar de Shimano, était moins conservateur et fabriquait des jantes aérodynamiques à 24 trous. Il nous suffisait de trouver comment utiliser les moyeux sponsorisés avec ces jantes. En fait, c'était simple. Nous avons rayonné la roue avant en radial : nous avons utilisé deux trous du moyeu, en avons laissé un de côté, puis deux autres, et ainsi de suite jusqu'à ce que la jante à 24 trous soit entièrement remplie. Il restait six trous vides sur chaque flasque du moyeu avant.

Pour la roue arrière, nous avons rayonné le côté gauche (côté opposé à la transmission) en suivant la même méthode que pour la roue avant. Côté transmission, nous avons utilisé des paires de trous de moyeu, avec un trou vide entre chaque. L'illustration ci-dessous montre cette méthode. La jante argentée porte 12 rayons rouges car son entraxe est de 24 et nous observons le côté transmission. Le moyeu noir est un moyeu de 36 trous, il y a donc 18 trous de rayons blancs sur la bride côté transmission. Les rayons rouges occupent les deux tiers de ces trous. La question est : comment calculer la longueur des rayons ? On peut utiliser un calculateur de longueur de rayons classique, mais il faut tenir compte des nombres de croisements fractionnaires. Spocalc, développé par Damon Rinard (sur le site de Sheldon Brown), permet de les calculer. Si je me souviens bien, le nombre est 2,17. Il ne s'agit pas d'un croisement 2 ou 3, mais d'un croisement intermédiaire. Les rayons sont presque tangentiels à leur sortie du moyeu. Sur une roue standard à 24 rayons, le rayonnage tangentiel est de x2.

Le marché des roues aérodynamiques a connu un essor considérable dans les années 1990, la plupart étant fabriquées sur mesure. L'apparition des rayons plats en acier a permis aux monteurs de maîtriser la préparation des trous de moyeu pour les accueillir. (Voir ici ). Nous avons opté pour le modèle Velocity Deep V, avec des moyeux Ultegra 36 trous (économiques, durables et largement disponibles). Nous avons utilisé le modèle X2.45 de l'époque Dave Scott, associé aux rayons plats Wheelsmith ACE. Le résultat : une paire de roues performantes qui a trouvé sa place sur des vélos de route haut de gamme dans la région de la baie de San Francisco. Des dizaines d'exemplaires ont été montés avec d'excellents résultats.

Le plus grand succès fut le Ksyrium de Mavic qui, dès 1999, domina le marché pendant une décennie avant l'arrivée d'une concurrence sérieuse. Il engendra une fortune grâce à son faible nombre de rayons, son esthétique soignée, son timing parfait et ses graphismes ingénieux.

Positionnement des rayons
Malgré l'immense succès commercial de Ksyrium, c'est sans doute Rolf qui a le plus innové et le plus tôt en matière de faible nombre de rayons. Rolf Dietrich fut l'un des premiers à découvrir, puis à exploiter, les atouts exceptionnels d'une jante aérodynamique.

Les premières jantes aérodynamiques pouvaient mesurer 18 mm de large sur 30 mm de profondeur. Elles étaient une nouveauté dans le monde du cyclisme, car il était auparavant impossible de leur donner une forme circulaire, en raison d'une déformation trop importante à contrôler.

Leur rigidité est nettement supérieure sur l'axe vertical (y) que latéralement (x). Les concepteurs de roues ont progressivement exploité le potentiel de ces formes.

Les jantes à faible nombre de rayons sont toujours sensibles au voile latéral ; ces profils aérodynamiques ne faisaient pas exception. Cependant, leur profil haut leur permet de supporter des charges verticales sur de grands arcs de cercle. Les expériences de Rolf ont démontré que le rayonnage par paires tirait parti de cette caractéristique. De prime abord, le concept de roue de Rolf semblait contre-intuitif, car nous n'étions pas familiarisés avec les jantes à profil haut.

Cette roue jumelée exerce une forte contrainte radiale sur la jante au niveau de la fixation de deux rayons. Entre les paires de rayons, la jante est dépourvue de renfort. Or, supporter de telles charges est le point fort de ce profil aérodynamique. Que vous utilisiez ou admiriez ce type de rayonnage, les enseignements qu'il contient sont valables pour tous. Merci, Rolf !

Points clés
Ne vous laissez pas intimider par les roues à rayons bas, assurez-vous simplement que la jante soit robuste.
Confection sur mesure, aucun composant assorti n'est requis.
Nombre de ces roues ne sont que des gadgets visuels – un aspect distinctif et inoffensif, et de minimes avantages aérodynamiques.
Soyez toujours prudent et ne prenez aucune roue pour acquise.
Testez vos idées à fond – ne faites pas d'expériences sur les clients !

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