Fin des années 90, la technologie (et le marketing) propulse l’aluminium comme norme globale dans la fabrication des cadres et périphériques de vélo. C’est plus léger, plus vendeur, et la fabrication en usine et à grande échelle est plus simple. Mais tous les aluminiums ne se valent pas, et surtout, souvent, un bon cadre acier est plus léger qu’un mauvais cadre aluminium, pourquoi ?

Il existe une pléthore d’aluminium différent qui, comme pour l’acier, sont alliés à d’autres éléments afin d’apporter des avantages et réduire les inconvénients. Mais globalement, un tube de cadre en aluminium c’est :

  • Léger ! Trois fois plus que l’acier, sur un tube de même épaisseur, section et longueur.
  • Peu d’oxydation
  • Facile à travailler, à mouler
  • Fragile à la torsion, peu réparable
  • Moins rigide que l’acier à tube équivalent

 

Utilisation et méthode de fabrication

On remarque donc qu’un tube en aluminium est plus léger, mais moins rigide. Pour avoir une utilisation fiable et solide, les constructeurs ont donc augmenté significativement le diamètre des tubes, appelés Oversized. On arrive donc à avoir des cadres plus léger ET plus rigide. Donc un vélo léger, performant (le rendement augmente avec la rigidité), mais moins confortable.

Les tubes sont hydroformés. C’est à dire que le tube de section ronde est placé dans un moule, et dans lequel on injecte une solution liquide à haute pression afin de le former. On peut alors avoir des tubes carrés, creusés, tordus, etc. Afin de répondre à tous les rêves des designers. Même les plus moches.

À la base, l’aluminium dans les années 70 était exclusif aux pièces haut de gamme et pro, comme les potences, les jantes, les cintres voire quelques cadres. Maintenant, nous trouvons de l’aluminium partout, dans le plus bas de chez bas, grâce ou à cause, d’alliage de plus en plus « pauvre« .

 

Les alliages et désignations

Gravé sur vos cadres, vous avez souvent : 6061, 7075, etc. Qu’est ce ? Et bien ce nombre permet référencer les alliages d’aluminium pour corroyage, c’est à dire transformable par des techniques de forges. Dans ce nombre, chacun des quatre chiffres a sa propre signification :

Le premier chiffre indique le principal élément de l’alliage : 

  • 2xxx – Cuivre
  • 3xxx – Manganèse
  • 4xxx – Silicium
  • 5xxx – Magnésium
  • 6xxx – Magnésium et Silicium
  • 7xxx – Zinc

Cas particulier, l’aluminium 1xxx est composé de 99% d’aluminium. Le 8xxx, est composé d’autres éléments.

Le deuxième chiffre indique une variante de l’alliage. Un 7075 contient 0.5% de Fer, et un 7175, 0.2% de Fer.

Les troisième et quatrième chiffres forment un numéro d’identification. Car chaque alliage n’est pas composé que d’aluminium et d’un second élément. Mais aussi de traces d’autre élément, afin de lui donner des caractéristiques précises. Exemple :

  • 2014 – Élément principal, le cuivre à 4% – présence de silicium et de magnésium
  • 2030 – Élément principal, le cuivre à 4% – présence de plomb

 

Chaque élément à une influence différente sur l’alliage :

  • sa masse
  • sa résistance à la corrosion
  • sa soudabilité
  • sa résistance à la déformation
  • ses caractéristiques mécaniques : rupture, limite élastique, allongement, etc.

 

Les aluminiums courants dans l’industrie du vélo

  • 2014 – Alliage d’aéronautique. Facilement usinable, c’est un aluminium de structure. Un peu lourd, mais solide, on trouve des tiges de selle par exemple. Il est très difficile soudable.
  • 7005 – Facile à travailler et à souder, on l’utilise pour la fabrication des cadres. C’est un aluminium de structure.
  • 6061 – Sosie du 7005, il est plus résistant et encore plus facile à travailler. Il existe quelques variantes comme le 6066 et le 6069.
  • 7075 – Il est très facile à usiner, mais difficile à souder (presque impossible). Il peut être soumis à des contraintes mécaniques importantes. Ces caractéristiques en font un bon alliage pour des pièces comme les cintres, les potences, soumises à de gros efforts.  Ainsi que pour la visserie.

 

Traitement thermique, trempe et durcissement

Comme beaucoup de métaux, les alliages peuvent subir un traitement afin d’augmenter leurs caractéristiques finales. Chaque traitement et combinaison de traitement, qu’on nomme par opération, est désigné par une lettre et un chiffre, exemple :

  • T6 – Trempe et revenu – au four
  • T5 – Trempe et revenu – déformation à chaud
  • T8 – Trempe, écrouissage et revenu – au four
  • T9 -Trempe, revenu et écrouissage – au four

 

 

Voilà un survol rapide de l’aluminium dans le vélo. Il existe donc pas mal de combinaison afin de répondre à une large demande, de la plus petite pièce à la plus grosse, de la moins chère à la plus chère.

Projets à venir !

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