La rigidité est une donnée importante à prendre en compte dans le choix de sa paire de roues, elle représente le niveau de déformation que cette dernière subit face aux efforts extérieurs: Poids propre du coureur, effort de pédalage, effort de freinage.
Une rigidité élevée permet une transmission des efforts de pédalage optimisée, davantage de réactivité et de précision lors du freinage. Il est clair que la rigidité d’une paire de roues a une influence dans le comportement du vélo. Néanmoins ce constat reste à nuancer car une bonne paire de roues n’est pas synonyme de rigidité infinie. La notion de confort est à prendre en compte afin de garder un panachage rigidité/confort cohérent en fonction du niveau de pratique du coureur et de ses attentes.
D’autres paramètres comme le poids, l’inertie de la roue seront intégrés dans cette étude pour déterminer un indice de performance qui va servir à catégoriser et différencier les modèles de roues.
Une roue peut être définie par deux rigidités. La rigidité latérale et la rigidité frontale.
C’est une donnée primordiale lorsque l’on incline le vélo, lors d’une phase de pédalage en danseuse (sprint etc…) nottamment. Elle est représentée par la déformation (d) de la jante lorsqu’une charge est appliquée perpendiculairement au flanc.
C’est une donnée qui est déterminante lors du pédalage et nottamment en phase de pédalage assis(e) dans l’axe, la roue arrière doit alors transmettre le couple de pédalage (Md) à la route. Elle est représentée par la variation d’angle (θ) entre le moyeu et la jante.
Ces 2 données s’expriment en Newton par millimètre (N/mm). Elle quantifient la force nécessaire en Newton pour effectuer une déformation de 1mm.
Une roue peu rigide va ainsi se déformer et donc absorber de la puissance. En effet, une partie de l’énergie absorbée sera restituée dans la phase de décélération, mais il subsiste une énergie dite de dissipation, qui est absorbée définitivement par la déformation.
La mesure des rigidités permet de mettre des chiffres sur les roues et facilite leur comparaison. Lors d’une acquisition, le choix entre deux paires de roues peut s’avérer difficile. Legend Wheels considère la rigidité comme un élément clé dans la performance d’une roue. L’intérêt de cette étude est d’évaluer avec précision cette caractéristique afin de définir un indice de performance précis et ainsi de vous aider dans le choix de votre paire de roues.
Chez Legend Wheels, le pratiquant a plusieurs leviers en mains afin de configurer et personnaliser sa paire de roues:
-Choix de la gamme
-Profils de jante
-Choix de moyeux
-Nature du rayonnage (straightpull, coudé)
-Niveaux de tension (endurance, standard, race)
Faire varier ces différentes options influe logiquement sur la rigidité latérale et frontale de la paire de roues.
Cette étude donne ainsi des indications chiffrées sur l’influence de chaque composant.
La mesure de rigidité permet également de mettre le doigt sur l’influence des types de pneumatiques (boyau / tubeless / tubetype) et des pressions exercées sur la jante pour mieux comprendre les effets d’une sous-pression ou sur-pression sur une paire de roues.
Cette étude permet ainsi d’améliorer l’expertise de la marque en matière de roues. En approfondissant la compréhension des caractéristiques des roues Legend Wheels ainsi que de celles de ses concurrents, la marque progresse de manière continue au fil des années. L’analyse des données permet de mettre en évidence les axes d’amélioration à explorer, d’évaluer les prototypes, les innovations et finalement de quantifier des ressentis réels.
Legend Wheels a développé, en interne, un banc d’essai pour mesurer ces deux rigidités.
Ce banc d’essai est composé d’un bâti rigide, sur lequel sont fixés des cônes réglables de manière à encastrer la majorité des standards de moyeux actuels. La rotation de la roue est bloquée par la fixation centerlock ou 6 trous du disque.
Une fois que la roue est encastrée au niveau du moyeu (figure 1), une charge d’un effort connu (figure 2) lui est appliquée latéralement et la déformation souhaitée est mesurée par un comparateur numérique. La rigidité latérale peut-être mesurée sur toutes les roues.
Figure 1 : Déplacement latéral sans charge
Figure 2 : Déplacement latéral sous charge
La roue est encastrée au niveau du moyeu (figure 1), une charge d’un effort connu (figure 2) lui est appliquée latéralement et la déformation souhaitée est mesurée par un comparateur numérique. La rigidité latérale peut-être ainsi mesurée sur toutes les roues (Route, VTT, Gravel) avec ou sans montage de pneumatique.
Cette prise de mesure peut alors distinguer plusieurs paramètres influants comme le profil de jante, le type de rayonnage (coudé / straightpul), le niveau de tension des rayons, le type de moyeu ainsi que l’influence des pressions de pneumatiques.
Le déplacement maximal de la roue est observé au niveau de la liaison avec la charge. C’est à cet endroit que la prise de mesure est faite afin de garantir une précision ainsi qu’une répétabilité des données de chaque roues testées.
Figure 3 : Déplacement frontal sans charge
Figure 4 : Déplacement frontal sous charge
La roue est toujours encastrée au niveau du moyeu afin de bloquer la rotation (figure 3), une charge d’un effort connu (figure 4) lui est appliquée frontalement au niveau de la jante et la déformation souhaitée est mesurée par un second comparateur numérique.
Le déplacement frontal maximal de la roue est observé au niveau des parois de la jante.
Ces mesures permettent de classer toutes les roues entre elles, selon leurs rigidités. L’utilisation des pourcentages pour comparer les roues est intéressante, 100% correspondant à la plus haute rigidité comparée.
Le rapport rigidité/poids est un élément de comparaison significatif. En effet, il est plus simple d’atteindre des rigidités hautes en négligeant le poids. Il est donc important de chercher à augmenter ce rapport, en développant des roues plus légères ou en augmentant leurs rigidités.
Ce rapport est intéressant pour comparer les roues de même profil, il permet de comparer une roue plus légère et moins rigide avec une roue légèrement plus lourde mais plus rigide.
Le banc d’essai Legend Wheels permet également de comparer chaque composant indépendamment. Il est possible de définir les variations de rigidité apportées par la montée en gamme des moyeux. Pour cela, il suffit de garder la même caractéristique de jante, les mêmes rayons, et de tester les roues avec différents moyeux.
De même pour l’influance du type de rayonnage et des napes qui composent les roues (Rayon straightpull et coudé Dt Swiss AEC / Sapim CX-sprint , Dt Swiss AEL / Sapim CX-Ray et autres types de rayons…).
L’interprétation de ces données de rigidité se doit d’être éclaircie afin de comprendre les chiffres qui en résultent. Afin de retranscrire ces données, d’autres paramètres sont intégrés comme le poids et l’énergie cinétique de la roue. Chez Legend Wheels, le choix d’une roue est influancé majoritairement par le type de parcours (plat, valonnée, montagne) afin de cibler au mieux la pratique. Chaque roue est ainsi évaluée à travers un score de performance plat, valonnée, montagne.
Une bonne rigidité des roues permet une bonne réactivité du vélo. Une rigidité élevée induira moins de déformation et donc moins de dissipation énergétique lors du pédalage. Finalement la rigidité est un point clé lors de l’évaluation de la performance. Une roue plus rigide a une meilleure réactivité et moins de perte énergétique, elle est donc plus performante.
Ces données permettent de mettre en avant un indice de rigidité qui va de 0 à 10. Cette donnée permet de quantifier le niveau d’exigeance de la roue, une roue exigeante aura un indice de rigidité élevé, une roue tolérante aura un indice de rigidité plus faible.
Un score de 0 à 3 est réservé pour une pratique occasionnelle, un score de 3 à 7 pour une pratique régulière, un score de 7 à 10 pour des pratiquants intensifs (coursiers, professionnels).
Ce résultat permet de cibler le niveau de pratique du cycliste ainsi que ses attentes envers sa paire de roues.
Cet indice représente la moyenne des rigidités latérales et frontales d’une roue avant et arrière.
Le poids d’une roue reste un élément déterminant dans le choix de sa paire de roues. Ce paramètre influe logiquement sur la capacité à amener sa monture dans toutes les situations. Naturellement le type de parcours révèle l’importance de la prise en compte de ce paramètre, nottamment lorsque l’on passe sur des circuits de plus en plus vallonnés voir montagneux. Il est plus simple de gravir une ascension avec des roues plus légères qu’avec des roues plus lourdes.
Une faible inertie permet une bonne réactivité, une accélération rapide mais ne favorise pas la conservation d’une vitesse élevée. Une inertie plus élevée induit une énergie cinétique de rotation plus élevée. L’efficacité énergétique est un point crucial pour la performance. Plus l’inertie est élevée, plus la conservation énergétique est élevée. Il est alors plus simple de conserver sa vitesse.
Les énergies cinétiques de rotation sont déterminées à partir du moment d’inertie de la roue et de sa vitesse de rotation. Ce moment d’inertie varie en fonction de la géométrie de la roue et nottamment son profil ainsi que des matériaux appliqués sur les composants.
Afin de correler chaque données (rigidités latérales / frontales, poids, énergie cinétique de rotation), il est nécessaire de lier ces données selon un critère évaluatif permettant de combiner les rigidités latérales/frontales, le poids, l’inertie et d’aboutir à un score final significatif.
Ce score sera scindé en 3 parties distinctes:
-Score de rigidité: Une note sur 10 sera attribuée au score de rigidité qui correspond à l’indice de rigidité préalablement déterminé. 10 étant la roue possédant le niveau de rigidité le plus important, 0 étant la roue possédant le niveau de rigidité le plus faible. Ce score prend en compte une moyenne des scores de rigidité latérale et frontale.
-Score d‘inertie: Une note sur 10 sera attribuée au score d’inertie. 10 étant la roue possédant la conservation énergétique la plus importante, 0 étant la roue possédant la conservation énergétique la plus faible.
-Score de légèreté: Une note sur 10 sera attribuée au score de légèreté. 10 étant la roue la plus légère, 0 étant la roue la plus lourde.
Par la suite, chaque score (rigidité/inertie/légèreté) sera intégré dans un second système de notation qui est le score de performance.
Ce score de performance sera influancé par le type de parcours sur lequel le cycliste va évoluer. Le pratiquant aura alors toutes les clefs en main pour choisir la paire de roues qui répondra au mieux à sa pratique et ses attentes.
Un score de performance pour les parcours plats / valonnées / montagne sera ainsi attribué à chaque paire de roues. Ce type de parcours sera matérialisé par une vitesse de déplacement moyenne sur un type de parcours en particulier.
Il a ainsi été pris en compte différentes vitesses de déplacement moyennes afin de distinguer chaque roues entre elles sur des parcours différents:
-Parcours plat: Vitesse de déplacement moyenne de 37km/h.
-Parcours valonnée: Vitesse de déplacement moyenne de 30km/h.
-Parcours montagneux: Vitesse de déplacement de 22km/h.
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