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Mélange de sentiers pour les vélos de gravier

J’ai écrit cet article pour expliquer pourquoi nous avons dû développer notre propre fourche à disque légère Rodriguez.

OK, si vous êtes ici, c’est parce que vous voulez en savoir plus sur la conception de vélos que beaucoup de concepteurs de vélos professionnels. Concevoir un vélo ou une fourche qui s’adaptera à des pneus larges et des garde-boue semble assez facile, mais ce n’est pas le cas. Concevoir un vélo ou une fourche répondant à ces critères, tout en conservant les caractéristiques de maniabilité, le confort et la sécurité souhaités, est une tâche qui déconcerte beaucoup de gens (même dans notre secteur). La clé de toute bonne conception commence ici par la fourche. Si vous pouvez saisir cette relation, vous apprécierez l’approche de Rodriguez sur ces détails.

Je me trouve dans la position d’expliquer cette relation sur une base quotidienne. Les clients désirent souvent une fourche spécifique (ou une autre pièce) qui peut ne pas convenir à l’utilisation prévue ou à la taille du vélo. Qu’il s’agisse d’une nouvelle coiffure, d’une nouvelle taille de roue ou d’une nouvelle pièce de vélo, la publicité a le don de susciter un fort désir de nouveauté chez le consommateur sans l’informer des autres difficultés liées à l’utilisation de ce modèle. Mon objectif est de fournir ces informations afin que les consommateurs puissent prendre une décision en connaissance de cause. La relation entre la maniabilité, le rake, le trail, le dégagement des orteils et la taille des roues est un concept difficile à expliquer, mais je vais illustrer les défis auxquels sont confrontés les concepteurs de vélos en 2019.

D’abord, il y a quelques termes avec lesquels vous devrez vous familiariser. Ces 5 choses jouent toutes ensemble pour déterminer comment votre vélo se comportera aussi bien et si vous aurez de la place pour de gros pneus, des garde-boue et des pieds.

1. Diamètre de la roue/pneu – Dans l’industrie, nous appelons cela la taille de la roue, mais nous devrions l’appeler diamètre du pneu. Le diamètre global de la roue/pneu varie en fonction de la largeur du pneu installé. Cela affecte la conception du vélo bien plus que vous ne pourriez le penser.
2. Dégagement des orteils (chevauchement) – Votre pied va-t-il interférer lorsque vous tournez la roue avant avec son pneu installé. Il existe différents minimums pour différentes tailles de cadres. Ce nombre augmente de 10mm si des garde-boue seront utilisés sur le vélo. Règle générale – Une plus grande garde au sol est toujours préférable. Ce chiffre est mesuré à partir du centre de l’axe de la pédale jusqu’à l’extérieur du pneu.
3. Trail – La distance à laquelle l’essieu traîne l’intersection de l’axe de direction avec le sol. Un nombre plus élevé rend le vélo se diriger plus lentement. L’imagerie de la manipulation lente est comme un semi-remorque, et la manipulation rapide comme une MGB. La plupart des gens aiment la maniabilité d’une berline de taille moyenne. Pour la plupart des randonnées sur route, 60 mm est idéal (notre berline de taille moyenne).
4. Râteau de fourche – Décalage qui place les extrémités de la fourche en avant de l’axe de direction. Plus de rake rendra la direction plus rapide, mais n’est pas le seul facteur déterminant.
5. Angle du tube de direction – L’angle que le cadre maintient la fourche par rapport au sol (également appelé angle de direction). L’inclinaison de l’angle de direction rapproche la roue du cycliste, son relâchement l’éloigne. L’angle du tube de direction ne détermine pas à lui seul la maniabilité d’un vélo. Le numéro de sentier est le facteur déterminant.

Le problème
Comme les gens ont demandé des pneus de plus en plus larges avec des garde-boue (surtout des garde-boue métalliques impitoyables), les paramètres de conception du cadre et de la fourche ont dû changer ou les gens auraient des quantités dangereuses de chevauchement des orteils. Les fourches du passé ont généralement été conçues avec un rake de 40 à 45 mm. Le rake idéal pour la plupart des sorties sur route est de 60mm. C’est le chiffre que nous visons.

Temps pour quelques illustrations :
Pour nos exemples, j’utiliserai un design de cadre de 56cm avec la longueur de tube supérieur appropriée pour les guidons drop (route). Une garde au sol minimale de 80 mm est requise pour cette taille, en supposant que l’ajout de garde-boue à l’avenir est une possibilité. Supposons également que ce client ait en tête une fourche en carbone spécifique qu’il souhaiterait utiliser.

Exemple 1a : montre une combinaison standard pneu/roue 700c x 28mm avec 45mm de rake dans la fourche et un angle de tête de 70,5°. Il s’agit d’une configuration très courante sur les vélos 700c modernes, car les fourches de gravier en carbone de série ne sont disponibles qu’avec un angle de chasse de 45~47mm. Le rake de 45 mm nécessiterait un angle de tête plus raide que 70,5° afin de régler le trail à 60 mm, mais dans ce design, la garde au sol exige que nous sacrifiions le trail pour la sécurité et que nous relâchions l’angle de tête pour déplacer la roue. Plus le cadre est petit, plus le sacrifice doit être important.

Problèmes:

• Le nombre de trail est de 72,7 (pas l’idéal de 60mm)
• Le dégagement des orteils répond juste au dégagement minimum acceptable de 80mm. Si le pilote veut utiliser des pneus plus larges que 28mm avec des garde-boue, ils auront un chevauchement des orteils.

Exemple 1b : montre ce qui devrait être une solution facile pour les problèmes rencontrés. Nous augmentons simplement le rake de la fourche à 55mm et viola ! Le numéro de sentier tombe à un excellent 61mm, et le chevauchement des orteils diminue à un très acceptable 90mm. C’est pourquoi nous avons développé notre propre fourche légère Phinney Ridge.

Notez que l’augmentation du rake de la fourche diminuera toujours l’indice de sentier et accélérera la direction d’un vélo. Cela déplacera également la roue vers l’avant, loin du cycliste.

Problème:

La quasi-totalité des fourches légères sur le marché n’ont qu’un rake de 45mm à 47mm. Même si elles ont un dégagement pour les pneus larges et les ailes, la géométrie ne fonctionne pas pour la maniabilité souhaitée.

Maintenant à 2019

En 2019, un pneu de 28 mm est considéré comme étroit (je n’aurais jamais pensé entendre cela). Alors, examinons ce qui se passe lorsque nous concevons le même vélo pour un pneu de 700 x 38 mm. Que devons-nous faire pour intégrer ces pneus plus larges (et plus hauts) dans le design du vélo et conserver la maniabilité, le dégagement des orteils et l’ajustement ? L’allongement du tube supérieur perturbera la portée du guidon pour le cycliste, donc pas question de l’allonger. Gardez à l’esprit que l’augmentation du diamètre des pneus augmentera toujours légèrement la traînée sur un vélo. L’industrie n’a pas encore suivi cette tendance et a augmenté l’angle de chasse sur ses fourches en carbone. Puisqu’il n’est pas possible de modifier l’angle de chasse d’une fourche en carbone, pour faire de la place à des pneus plus grands, le concepteur doit réduire l’angle de la tête. Cela permet de déplacer la roue vers l’extérieur pour obtenir un dégagement au niveau des orteils, mais aussi d’augmenter considérablement la traînée. Le vélo se dirigera lentement avec un nombre élevé de traînées. Une meilleure solution est d’augmenter le râteau de la fourche et de diminuer la traînée, mais avec les fourches modernes légères, ce n’est pas possible. C’est la raison pour laquelle le nous avons senti que nous devions concevoir notre propre fourche légère.

Regardons ce qu’un concepteur doit faire.

Exemple 2a : montre une combinaison pneu/roue 700c x 38mm avec 45mm de râteau de fourche. Ce que les fabricants font pour que cela fonctionne, c’est de  » relâcher  » l’angle de tête/de direction. Cela éloigne la roue du vélo et laisse l’ajustement identique, mais rend la direction lente. Ceci est très courant sur les vélos de gravier dans de nombreuses lignes. Sans la possibilité d’augmenter le rake de la fourche, la seule option qu’ils ont est celle-ci sur les vélos de cette taille et plus petits. Plus le cadre est petit, plus l’angle de tête doit être relâché.

Problèmes:

• Nombre de rails augmenté à 83mm (maniabilité lente)
• La garde au sol respecte le minimum acceptable de 80mm, mais au prix de la maniabilité.

Exemple 2b : montre la même configuration avec notre fourche à disque légère Phinney Ridge installée. Le rake de 55 mm nous permet de conserver d’excellentes caractéristiques de maniabilité, d’ajustement, tout en ayant la garde au sol minimale de 80 mm. En fait, nous n’avons pas eu à changer quoi que ce soit à la conception, sauf installer les pneus plus larges.

Problème:

Le même problème qu’avant : L’industrie n’a pas rattrapé cette tendance des pneus vraiment larges avec des ailes. Ils continuent à fabriquer et à faire de la publicité pour des fourches de ‘gravel bike’ dont l’inclinaison est insuffisante pour le dégagement des orteils et les exigences de maniabilité.

Entrez dans la roue plus petite

Alors que faisons-nous pour les vélos plus petits que cette taille de cadre de 56cm (moyen) ? Eh bien, depuis près de 50 ans maintenant, nous préconisons des roues plus petites pour des cadres plus petits. Jusqu’à récemment, ce n’était pas facile à vendre, et de nombreux acteurs du secteur se moquaient de nous en disant des choses comme « les roues plus petites sont plus lentes ». L’acceptation de la taille de roue 650b (ou 27,5″) a finalement rendu la roue plus petite cool. Maintenant, il n’y a plus de problème pour recommander à quelqu’un une roue plus petite pour un vélo plus performant. Examinons le même vélo conçu pour des roues 650b avec des pneus de 38 mm et voyons comment une roue plus petite peut améliorer la maniabilité et augmenter le dégagement des orteils, même avec un râteau de 45 mm dans la fourche.

Exemple 3a : montre une combinaison pneu/roue 650b x 38 mm avec 45 mm de râteau dans la fourche. Une roue de plus petit diamètre abaissera toujours le numéro de sentier et augmentera la garde au sol. Dans ce cas, la roue plus petite nous permet même de raidir un peu l’angle de tête et d’abaisser la piste tout en conservant une garde au sol acceptable. Cette combinaison fonctionne assez bien, sauf si le pilote veut utiliser des pneus encore plus larges (plus hauts).

Problèmes:

• La largeur maximale sûre des pneus avec le garde-boue est de 38mm
• En 2019, de nombreuses personnes veulent avoir la possibilité de rouler avec des pneus allant jusqu’à 54mm

Exemple 3b : montre la même configuration avec notre fourche à disque légère Phinney Ridge installée. Maintenant, nous pouvons laisser l’angle de tête à 70,5°. Comme vous pouvez le voir, nous nous retrouvons avec un excellent trail de 58,5 mm, et beaucoup plus de garde au sol. Cela nous permettra d’installer des pneus encore plus gros sans créer de chevauchement des orteils.

Problème:

Même avec la roue plus petite, la fourche doit avoir 55mm de rake pour la direction souhaitée. Encore une fois, l’industrie est toujours coincée dans le rake de 45~47mm du passé et donc la plupart des fourches légères ne répondront pas correctement aux besoins des clients.

Maintenant pour les pneus vraiment larges

Disons que notre client veut faire rouler ce vélo comme un vélo de gravier avec des pneus de 2,125″ (54mm). Ils veulent également être en mesure de monter des garde-boue avec ces pneus, de sorte que notre garde-pieds minimum de 80 mm est toujours valable. Cette situation est assez courante en 2019. N’oubliez pas que des pneus plus larges entraînent une roue de plus grand diamètre, de sorte que la maniabilité et le dégagement des orteils doivent être pris en compte lors du processus de conception.

Ces chiffres vous sembleront familiers. Un pneu 650b X 54mm a presque le même diamètre qu’un pneu 700c x 38mm. Les mêmes compromis doivent donc être faits.

L’exemple 4a : montre une combinaison pneu/roue 650b x 54mm avec 45mm de râteau dans la fourche. Les pneus plus larges donnent un diamètre de roue presque aussi grand que le pneu 700 x 38mm. L’angle de tête doit être réduit pour obtenir la garde au sol minimale, au détriment du sentier. Ce vélo se dirigera beaucoup plus lentement.

Problème:

• Un nombre élevé de trail résultant en une direction plus lente que celle souhaitée par le client

Exemple 4b : montre la même configuration avec notre fourche à disque légère Phinney Ridge installée. Nous pouvons maintenant laisser l’angle de tête à 70,5°. Sans aucun changement du fait des pneus plus étroits, ce vélo se comportera de manière réactive et offrira un grand dégagement aux orteils.

Problème:

Vous pouvez voir le thème ici. Le manque de fourches légères avec des traces adéquates signifie que soit nous utilisons notre nouvelle fourche, soit le vélo se comporte comme un semi-remorque.

Une autre chose à considérer

Pour le client qui veut des pneus vraiment larges et qui s’adapte à un cadre de 56cm ou plus petit, il y a une autre taille de roue qui devrait être considérée. Nous utilisons des roues de 26 pouces tout le temps sur des vélos comme ceux-ci, et ce depuis toujours. 26″ est la taille de roue la plus courante sur la planète, et un vélo de gravier qui utilise des pneus très larges avec des garde-boue peut être conçu pour de meilleures performances avec cette taille. Jetons un coup d’œil rapide à la conception ci-dessous. Remarquez que 26″ x 54mm est en fait un diamètre de roue plus grand que 650b x 38mm.

Exemple 5a : montre une combinaison pneu/roue de 26″ x 54mm avec une fourche en carbone qui a 45mm de rake de fourche. L’angle de tête doit être relâché juste un poil pour la garde au sol minimale, mais le nombre de trail est encore tout à fait acceptable. Ce vélo se manie bien, et le cycliste aura de la marge pour les orteils. Pour une taille de cadre plus petite, nous voudrions plus de rake de fourche ou la maniabilité en souffrira.

Problème:

• Pour une taille de cadre plus petite, la maniabilité devrait être sacrifiée pour le dégagement des orteils
• Alors que la taille de roue 26″ est tombée en disgrâce parmi certains dans l’industrie, Si les pneus continuent à être plus larges, je prédis un retour rapide.

Exemple 5b : montre la même configuration avec notre fourche à disque légère Phinney Ridge installée. Remarquez les numéros de piste parfaits et le grand dégagement des orteils. Ce vélo se manie à merveille, et le client peut même utiliser des pneus plus larges s’il le souhaite. Cette taille fonctionne très bien pour les personnes qui roulent des tailles de cadre plus petites que 56cm aussi.

Problèmes:

• Les fourches avec 55mm de rake qui ont des supports de garde-boue et de rack, ainsi que beaucoup de dégagement de pneu et de garde-boue sont difficiles à trouver.
• Bien que la taille des roues de 26 pouces soit tombée en désuétude chez certains dans l’industrie, si les pneus continuent de s’élargir, je prédis un retour rapide.