Une matière non métallique que l’on trouve sur une grosse part du marché du cycle, c’est le carbone. Pourtant le carbone, aussi léger soit-il, reste un matériau cher, fragile, « sale ». Mythe ou réalité ? Et puis qu’est-ce qu’est vraiment le carbone ?

En tout cas, voici ses caractéristiques principales, avantages et défauts :

  • Légèreté, deux fois plus que l’alu et cinq fois plus que l’acier
  • Résistance à la corrosion
  • Rigidité, rendement, vivacité, flexibilité, nervosité
  • Facile à travailler et à mouler
  • Cher
  • Fragile aux chocs et frottements
  • Difficilement réparable. Possible, mais coûts élevés.

 

Matériau composite

Le carbone, ou plus précisément la fibre de carbone, est un matériau composite. C’est un assemblage de plusieurs matières dont les propriétés propres se complètent. Comme le béton armé, constitué de béton et d’armature en acier, ou le Micarta, de la fibre de coton ou de papier, imprégnée de résine.
La fibre de carbone est un alignement microscopique d’atomes de carbone aggloméré dans des cristaux. Ces fibres, tissées par milliers, forment alors un ensemble, le fil. Ces fils peuvent être tissés en toile ou nappes, et donc utilisés comme composant de matériaux composites. Ce qu’on appelle à défaut, le carbone.

 

Tissage

Il existe plusieurs méthodes de tissage, comme pour du tissu. On ne fait pas que croiser les fibres à 90°, elles peuvent prendre des angles de 10° à 70°, dans des directions différentes, ou alors faire un tissage unidirectionnel.
Chaque tissage apporte ses spécificités, rigidité dans une direction, résistance à l’écrasement, souplesse, rigidité, et j’en passe.

Il existe aussi une densité de fil par pouce. Plus il y’a de fils, plus ils sont serrés, plus la toile sera résistante et coûteuse et inversement.

 

Fabrication

Un cadre de vélo en carbone se moule positif ou négatif. Il est donc nécessaire de créer un moule en amont, ce qui offre la possibilité donc de faire de la grande série. Dans ces matrices, on vient disposer nos feuillets de carbone, en orientant les fibres dans un sens spécifique pour donner des caractéristiques différentes, souplesse, rigidité, etc.
Il possible de faire des couches de différent type de toile, afin de créer des « recettes » personnelles et secrètes. Une base, un hauban, un cintre, ou une poignée de frein ne demandent pas les mêmes contraintes, donc la même fabrication.
Une fois la toile en fibre de carbone « drapée »l, on injecte une résine époxy extrêmement fluide, afin d’imprégner les fibres.

 

Gamme de fibre de carbone

Il existe quatre types de fibre de carbone pour la fabrication de vélo :

  • HRHaute Résistance ou Module Standard : Fibre la moins chère, car moins résistante. On la trouve dans les cadres à bas prix, c’est aussi la plus lourde, car nécessite plus de matière. On l’utilise aussi pour les pièces ayant des fortes contraintes mécaniques, bases, jonctions de tube, etc.
  • IMModule intermédiaire : Fibre la plus résistante que l’ont trouve en haut de gamme. On l’utilise en zone de forte contrainte et de transmission de puissance, de rigidité d’absorption de choc. Haubans, tube diagonal et tube supérieur.
  • HMHaut Module : Fibre des plus rigides, presque deux fois plus que les HR mais très cassantes. On l’utilise pour rigidifier un cadre latéralement.
  • VHMTrès Haut Module : Rigidité maximale, mais extrêmement cassante, on l’utilise en renfort de manière sélective dans les cadres haut de gamme.

 

Voilà ce qu’il est nécessaire de savoir sur le carbone dans l’industrie du vélo. Moi je dis toujours, mieux vaut un bon acier, qu’un mauvais alu, et mieux vaut un bon alu, qu’un mauvais carbone.

Projets à venir !

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