Cadre : Différence entre versions
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− | [[ | + | Le '''cadre''' (''frame'') est constitué de deux parties : la '''carcasse''', ensemble de tubes assemblés entre eux formant une structure rigide à laquelle sont rattachées les autres éléments du vélo, et la '''[[fourche]]'''. Le terme ''carcasse'' (''junk bicycle'') peut aussi s'employer pour un vélo partiellement désossé ou en mauvais état. En anglais, ''frame'' désigne plutôt un cadre sans sa fourche, on emploiera alors ''frameset'' pour décrire un cadre ayant sa fourche. La carcasse du cadre est composée de deux triangles : le [[#Triangle avant|triangle avant]] et le [[#Triangle arrière|triangle arrière]]. |
+ | === Tubes === | ||
+ | Un cadre est composé de tubes (''tubes'' en anglais), appelés aussi ''douilles'' lorsqu’ils reçoivent axes et roulements. | ||
+ | *Les tubes sont '''aboutés''' (''butted''), on dit plus couramment ''renforcés'' : leur épaisseur interne est renforcée à chaque extrémité. | ||
+ | *Les tubes en [[Aluminium|aluminium]] sont souvent '''surdimensionnés''' (''oversized'') et souvent '''profilés''' (ovales, carrés, etc.) pour compenser la faible résistance à la fatigue et le manque de rigidité de l’alu. | ||
+ | ====Raccords==== | ||
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+ | Fichier:RaccordDouilleDirectionSuperieur Forts.jpg|thumb|Raccord supérieur de la douille de direction | ||
+ | Fichier:RaccordDouilleDirectionInferieur Forts.jpg|thumb|Raccord inférieur de la douille de direction | ||
+ | Fichier:BoitePedalier Forts.jpg|thumb|Boîte de pédalier | ||
+ | Fichier:RaccordSelle Forts.jpg|thumb|Raccord de selle | ||
+ | </gallery> | ||
+ | Les tubes en acier sont le plus souvent fixés ensembles à l’aide de ''manchons'' ou '''raccords''' (''lug''). On parle alors d'un vélo en acier manchonné. On peut trouver 4 raccords dans un cadre traditionnel : le raccord de selle, les deux raccords de direction et la [[boîte de pédalier]]. La liaison entre les tubes et les raccords est le plus souvent brasée par capillarité (brasage = ''brazing''). | ||
+ | === Triangle avant === | ||
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+ | Fichier:TriangleAvant Forts.jpg|thumb|Triangle avant | ||
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+ | C'est en fait un quadrilatère de forme triangulaire lorsque le cadre est [[#Cadre fermé|fermé]]. Il est composé du [[#Tube diagonal|tube diagonal]], du [[#Tube supérieur|tube supérieur]], du [[#Tube de selle|tube de selle]], du [[#Tube de direction|tube de direction]], de la [[#Boîtier de pédalier|boîte de pédalier]] et du [[#Raccord de selle|raccord de selle]]. Le triangle avant supporte el cycliste sur trois points d’appuis : le [[Cintre|cintre]] du [[Guidon|guidon]], la [[Selle|selle]] et les [[Pédale|pédales]]. | ||
+ | === Triangle arrière === | ||
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+ | Fichier:TriangleArriere Forts.jpg|thumb|Triangle arrière | ||
+ | Fichier:Patte-cadre-alu-sans-patte-derailleur.jpg|thumb|Détail d'une patte de cadre en aluminium sans patte de dérailleur | ||
+ | Fichier:Patte-cadre-acier-avec patte-derailleur.jpg|thumb|Détail de patte de cadre en acier avec patte de dérailleur pour montage de dérailleur à vis intégrée. | ||
+ | Fichier:PatteArriere Forts.jpg|thumb|Patte arrière | ||
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+ | C’est en fait une paire de triangles, mais on l’emploie le plus souvent au singulier. Il est composé du [[#Tube de selle|tube de selle]], des [[#Base|bases]], des [[#Hauban|haubans]], de la [[#Boîtier de pédalier|boîte de pédalier]], du [[#Raccord de selle|raccord de selle]] et des [[D%C3%A9monter_et_remonter_sa_roue#Pattes|pattes]] arrières qui permettent d'y rattacher la [[Roue|roue]] arrière. | ||
===Base=== | ===Base=== | ||
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+ | Fichier:Bases Forts.jpg|thumb|Bases du triangle arrière | ||
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+ | Les bases (''chainstays'') sont deux tubes horizontaux qui se situent à l’arrière du [[#Boîtier de pédalier|boîtier de pédalier]]. Il rejoignent les [[#Hauban|haubans]] au niveau des [[D%C3%A9monter_et_remonter_sa_roue#Pattes|pattes]] arrières. | ||
+ | ===Boîtier de pédalier=== | ||
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+ | Fichier:BoitePedalier Forts.jpg|thumb|Boîte de pédalier | ||
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+ | Convergence du [[#Tube diagonal|tube diagonal]], des deux [[#Base|bases]] et du [[#Tube de selle|tube de selle]], il assure la liaison pivot du [[Pédalier|pédalier]] via son [[Axe de pédalier|axe]]. Le terme ''boîtier de pédalier'' (''bottom bracket'') désigne aussi bien le [[Jeu de pédalier|'''jeu de pédalier''']] (l’[[Axe de pédalier|axe]] et ses roulements), que la [[Boîte de pédalier|'''boîte de pédalier''']] (''bottom bracket shell'') du cadre qui protège ce dernier, ou la combinaison des deux. | ||
===Hauban=== | ===Hauban=== | ||
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− | === | + | Fichier:Haubans Forts.jpg|thumb|Haubans du triangle arrière |
− | Le Tube de selle | + | </gallery> |
+ | Les haubans (''seatstays'') sont deux tubes obliques se situant à l’arrière du [[#Tube de selle|tube de selle]] au niveau du [[#Raccord de selle|raccord de selle]], ils rejoignent les [[#Base|bases]] au niveau des [[D%C3%A9monter_et_remonter_sa_roue#Pattes|pattes]] arrières. | ||
+ | ===Raccord de selle=== | ||
+ | <gallery mode="packed" heights=200px> | ||
+ | Fichier:RaccorddeSelle Routens.jpg|thumb|Raccord de selle Routens | ||
+ | Fichier:RaccordSelle Forts.jpg|thumb|Raccord de selle | ||
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+ | Le raccord de selle (''seat cluster'') se situe en haut du [[#Tube de selle|tube de selle]], il permet d'emboîter la [[tige de selle]] et donc de fixer la [[selle]]. Ne confondez pas [[tige de selle]] et [[#Tube de selle|tube de selle]]. | ||
===Tube de direction=== | ===Tube de direction=== | ||
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− | ===Tube | + | Fichier:DouilleDirection Forts.jpg|thumb|center|Douille de direction |
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− | ===Tube | + | Le tube de direction (''head tube''), appelé aussi ''douille de direction'', est soudé au [[#Tube supérieur|tube supérieur]] et au [[#Tube diagonal|tube diagonal]]. Il est de petite taille, cette taille est généralement proportionnelle à la dimension du tube de selle, notamment pour les cadres classiques. Le pivot de [[fourche]] et le [[Jeu_de_direction|jeu de direction]] s'imbriquent dans le tube de direction. |
− | + | ===Tube de selle=== | |
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− | + | Fichier:TubeSelle Forts.jpg|thumb|Tube de selle | |
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+ | Le tube de selle (''seat tube''), appelé aussi ''tube vertical'', est soudé à sa base sur le [[#Boîtier de pédalier|boîtier de pédalier]]. Sa partie supérieure, le [[#Raccord de selle|raccord de selle]], permet d'emboîter la [[tige de selle]] et donc de fixer la [[selle]]. Son angle, calculé à partir de l'horizontal, varie suivant l’usage cycliste (important pour l’exploit, réduit pour le confort). | ||
+ | ===Tube diagonal=== | ||
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+ | Fichier:TubeDiagonal Forts.jpg|thumb|Tube diagonal | ||
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+ | Le tube diagonal (''down tube''), appelé aussi ''tube oblique'' joint le bas du [[#Tube de direction|tube de direction]] au [[#Boîtier de pédalier|boîtier de pédalier]]. | ||
+ | ===Tube supérieur=== | ||
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+ | Fichier:TubeSuperieur Forts.jpg|thumb|Tube supérieur | ||
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+ | Le tube supérieur (''top tube'') peut être absent ou fortement abaissé sur les [[#Cadre ouvert|cadres ouverts]]. Il est horizontal sur les [[#Cadre fermé|cadres fermés]] anciens, et est souvent dénommé à tord ''tube horizontal''. Il joint le haut du [[#Tube de direction|tube de direction]] et le [[#Tube de selle|tube de selle]]. | ||
+ | ===Drains=== | ||
+ | <gallery mode="packed" heights=180px> | ||
+ | Fichier:Drain Fourreaux-Haut.jpg|thumb|Drain en haut des fourreaux | ||
+ | Fichier:Drain Bases-BoiteDePedalier.jpg|thumb|Drain proche de la boîte de pédalier | ||
+ | Fichier:Drain Haubans-Bas.jpg|thumb|Drain en bas des haubans | ||
+ | </gallery> | ||
+ | Le cadre est muni de drains, petits trous permettant l’évacuation des eaux d’infiltration ou de condensation. On trouve ces drains aux extrémités des [[#Base|bases]] et des fourreaux de la [[fourche]] et aussi parfois sur la partie inférieure de la [[#Boîtier de pédalier|boîte de pédalier]]. | ||
+ | ===Brasures=== | ||
+ | <gallery mode="packed" heights=180px> | ||
+ | Fichier:PontetHaubans Forts.jpg|thumb|Pontet des haubans | ||
+ | Fichier:PontetBases Forts.jpg|thumb|Pontet des bases | ||
+ | Fichier:ButeeArriereFrein pontetCantilever.jpg|thumb|Pontet pour butée arrière | ||
+ | Fichier:ButeeTubeFrein.jpg|thumb|Butée btasée sur le côté sur le tube supérieur | ||
+ | Fichier:ButeesSurLeTubeSuperieur.jpg|thumb|Butées btasées au dessus du tube supérieur | ||
+ | Fichier:PoulieArriere soudeAuRaccordDeSelle.jpg|thumb|Poulie guide-câble | ||
+ | Fichier:BrasureLevierDerailleur Forts.jpg|thumb|Bossage pout levier de vitesse | ||
+ | Fichier:BrasurePorteBidon Forts.jpg|thumb|Bossages pour porte-bidon | ||
+ | Fichier:OeilletHaubans lateralFilete soude.jpg|thumb|œillets pour porte-bagage, soudés sur en haut des haubans | ||
+ | </gallery> | ||
+ | Un cadre est agrémenté de différents éléments appelés ''brasures'' (''braze on''), Ce sont différents supports brasés ou soudés au cadre : butée de gaine (''cable stop'') ou guide-gaine, guide-câble (''cable guide'') sur le [[#Raccord de selle|raccord de selle]] ou la [[#Boîtier de pédalier|boîte de pédalier]], tasseau (''boss'' ou ''stud'') pour frein, oeillet (''eyelet'') pour fixer porte-bagage ou garde-boue, arceau (''arch'') de renfort, patte pour dynamo (''dynamo'') ou bras de rappel (''reaction arm'') de frein sur moyeu, fixation d’étrier (''caliper'') de frein à disque, fixation pour béquille (''kickstand''), bossage pour levier de vitesse (''shifting lever'') ou porte-bidon (''bottle cage''), ergot pour pompe à vélo (''pump peg''), etc. Le '''pontet''' ou ''entretoise'' (''bridge'') est un renfort transversal du [[#Triangle arrière|triangle arrière]], entre les [[#Base|bases]] ou les [[#Hauban|haubans]]. Comme la tête de [[fourche]], il est généralement pourvu d’un trou permettant d'y fixer frein et accessoires. | ||
== Types de formes de cadres == | == Types de formes de cadres == | ||
− | === Cadre | + | === Cadre fermé === |
− | [[File:Bicycle Frame Lemond zurich retouched.jpg| | + | [[File:Bicycle Frame Lemond zurich retouched.jpg|thumb|Cadre classique]] |
− | Ce type de cadre triangulaire est celui qui offre la meilleure rigidité, mais oblige à lever haut la jambe pour enfourcher le vélo. | + | Le cadre fermé est souvent appelé ''cadre classique'' ou ''cadre diamant'' (''diamond frame''). Ce type de cadre triangulaire est celui qui offre la meilleure rigidité, mais oblige à lever haut la jambe pour enfourcher le vélo. |
− | Un cadre est dit sloping si le tube du haut n'est pas horizontal mais incliné vers l'arrière (la plupart des vélos de course récents). | + | Un cadre est dit ''sloping'' si le tube du haut n'est pas horizontal mais incliné vers l'arrière (la plupart des VTT (''MTB'') et vélos de course récents). |
− | Un cadre est dit plongeant si le tube du haut est incliné vers l'avant (certains vélos de piste). | + | Un cadre est dit plongeant (''funny bike'') si le tube du haut est incliné vers l'avant (certains vélos de piste). |
− | === Cadre ouvert | + | === Cadre ouvert === |
− | + | <gallery mode="packed"> | |
− | + | File:Vélo.jpg|thumb|Vélo à cadre ouvert | |
− | + | Fichier:CadreColdecygne.jpg|thumb|Cadre ouvert en col de cygne. | |
− | + | Fichier:CadreMixte cuivre.jpg|thumb|Cadre mixte. | |
− | + | </gallery> | |
− | + | Sur un cadre ouvert (''step-through frame''), le [[#Tube supérieur|tube supérieur]] est abaissé ou absent. Il peut vriller facilement suite à un accident, mais est plus pratique en ville où les arrêts sont fréquents. On distingue parmi les cadres ouverts : | |
− | * Cadre col de cygne : le tube supérieur | + | * Cadre en '''col de cygne''' (''curved'') : le [[#Tube supérieur|tube supérieur]] forme une courbe rappelant le col du cygne (vélo hollandais). |
− | + | * Cadre '''mixte''' (''mixte'') : le [[#Tube supérieur|tube supérieur]] est remplacé par deux tubes latéraux rejoignant directement le [[#Tube de direction|tube de direction]] aux [[D%C3%A9monter_et_remonter_sa_roue#Pattes|pattes]] arrières. Sur un cadre '''berceau''', ces deux tubes sont encore plus inclinés et forment un angle avant d’entourer le [[#Tube de selle|tube de selle]] et de rejoindre les [[D%C3%A9monter_et_remonter_sa_roue#Pattes|pattes]] arrières. L’appellation ''cadre mixte'' est issue des anciennes appelations genrées (''cadre homme'' et ''cadre femme'') qu’il faudrait éviter car discriminant, on pourrait donc le renommer ''cadre torpille avec tube supérieur dédoublé'' mais c’est un peu longuet. | |
− | + | * Cadre '''monopoutre''' (''cross frame'') : le [[#Tube supérieur|tube supérieur]] est absent et seul le [[#Tube diagonal|tube diagonal]] relie le [[#Tube de direction|tube de direction]] au [[#Triangle arrière|triangle arrière]]. On le retrouve surtout dans les vélos pliants (''folding bicycle''). | |
− | + | * Cadre '''torpille''' (''torpedo''), appelé aussi cadre ''trapèze'' : le [[#Tube supérieur|tube supérieur]] arrive au milieu du tube de selle. Les ''mixtes'' et les ''torpilles'' sont moins sujet au vrillage que les autres cadres ouverts. | |
=== Cadre VTT === | === Cadre VTT === | ||
− | Ce sont des cadres plus trapus et renforcés. Les cadres VTT haut de gamme récents sont tous des cadres suspendus. | + | Ce sont des cadres plus trapus et renforcés. Les cadres VTT (''MTB'') haut de gamme récents sont tous des cadres suspendus (''full suspension''). |
=== Cadre suspendu === | === Cadre suspendu === | ||
− | C'est un cadre (VTT, ville, randonnée...) qui en plus d'une fourche suspendue, comporte une suspension arrière avec articulations et amortisseur. | + | C'est un cadre (VTT, ville, randonnée...) qui en plus d'une fourche suspendue, comporte une suspension arrière avec articulations et amortisseur. Le [[#Tube de selle|tube de selle]] est souvent déformé pour accueillir la suspension arrière. La géométrie des cadres ''full suspension'' est très variable (mono-pivot, avec ou sans biellettes, quadrilatère déformable, point de pivot virtuel, etc.) suivant la cinématique recherchée, essentiellement pour limiter les interactions indésirables entre la transmission et la suspension (pompage, dribble, kick-back) ou pour améliorer le déplacement de la roue lors des phases de compression et de rebond. |
== Matériaux composant les cadres == | == Matériaux composant les cadres == | ||
− | * Cadre [[acier]] : Excellente durabilité, meilleur compromis poids/confort si réalisé en tubes allégés. Les meilleurs cadres acier sont ceux fabriqués avec des tubes grandes marques (Colombus, Reynolds, Vitus, Tange…) et en acier chromoly. | + | * Cadre [[acier]] (''steel'') : Excellente durabilité, meilleur compromis poids/confort si réalisé en tubes allégés. Les meilleurs cadres acier sont ceux fabriqués avec des tubes grandes marques (Colombus, Reynolds, Vitus, Tange…) et en acier chromoly. Craint la rouille. Facile à réparer. |
− | * Cadre [[Aluminium|alu]] : Plus résistant à la corrosion, plus léger que l'acier, mais risque de fissuration. Moins de souplesse donc de confort qu'un cadre acier. | + | * Cadre [[Aluminium|alu]] (''aluminum'' ou ''alloy'') : Plus résistant à la corrosion, plus léger que l'acier, mais risque de fissuration. Moins de souplesse donc de confort qu'un cadre acier. Réparation difficile. |
− | * Cadre [[titane]] : Très léger et insensible à la corrosion, mais très coûteux et très (parfois trop) souple. A choisir pour le confort et la légèreté. | + | * Cadre [[titane]] (''titanium'') : Très léger et insensible à la corrosion, mais très coûteux et très (parfois trop) souple. A choisir pour le confort et la légèreté. Réparation très difficile. |
− | * Cadre [[carbone|composite fibre de carbone]] : Légèreté et rigidité | + | * Cadre [[carbone|composite fibre de carbone]] (''carbon fiber'')) : Légèreté maximale et rigidité modulable, excellent rendement au pédalage, mais coûteux, fragile en cas de chute, non recyclable. La plupart des vélos de course haut de gamme récents ont un cadre en carbone. Réparation difficile. |
− | * Cadre bambou | + | * Cadre bambou (''bamboo'') ou en bois. |
* Autres : Il existe des cadres combinant plusieurs matériaux: alu et carbone le plus souvent, mais aussi fibres de carbone et de chanvre… | * Autres : Il existe des cadres combinant plusieurs matériaux: alu et carbone le plus souvent, mais aussi fibres de carbone et de chanvre… | ||
− | + | ==Réparations== | |
+ | ===Diagnostic=== | ||
+ | *On vérifie d’abord si le cadre n’est pas déformé : | ||
+ | **On vérifie d’abord le bon '''centrage''' (''centering'' ou ''center-point'') '''des roues''' : si une roue part de travers, c’est peut-être dû à une déformation des [[D%C3%A9monter_et_remonter_sa_roue#Pattes|pattes]] ou du cadre. Un axe de roue tordu est souvent l'indice d'une telle déformation. L’outil [[jauge d’alignement des pattes|'''jauge d’alignement des pattes''']] permet de vérifier de manière plus précise s’il y a déformation ou non (CD-47500 chez VAR et FFG-2 chez ParkTool). Il permet aussi de dégauchir les pattes lorsqu’elles sont en acier. Si les pattes arrières sont déformées, [[Redresseur de patte de dérailleur|contrôler aussi la patte de dérailleur]] après avoir remis la roue. | ||
+ | **On se place accroupi devant la [[roue]] avant du vélo et on vérifie le bon '''alignement''' (''alignment'') de la [[#Tube de direction|douille de direction]] par rapport au [[#Tube de selle|tube de selle]]. Si l’alignement n’est pas respecté, le triangle avant est '''vrillé''', ce qui survient fréquemment sur les [[#Cadre_ouvert|cadres ouverts]] suite à un accident. Il quasiment impossible de remettre droit un cadre vrillé. | ||
+ | **On se relève légèrement et on regarde si les deux [[#Triangle arrière|triangles arrières]] ont bien la même distance à droite et à gauche du [[#Tube de selle|tube de selle]]. Si ces deux distances ne sont pas égales, au moins un des triangles arrières est déformé. Il est souvent possible de réaligner les triangles arrières par forgeage à froid. Attention dans ce cas à conserver la même distance entre les deux pattes arrières pendant l’opération. Il y a des méthodes plus précises pour vérifier le triangle arrière : | ||
+ | *** Avec une '''ficelle''', on tire une ficelle depuis l’une des pattes arrière jusqu’au tube de direction, la ficelle revient ensuite de l’autre côté jusqu’à l’autre patte arrière. On mesure ensuite l’écart du tube de selle par rapport à la ficelle, à droite et à gauche. Si les mesures sont identiques, le triangle arrière est intègre sinon il est déformé. | ||
+ | *** Une [[jauge d’alignement de cadre]] (FAG-2 chez ParkTool) permet de mesurer avec précision la déformation. | ||
+ | **On vérifie ensuite la position de la [[roue]] avant par rapport au [[#Tube diagonal|tube diagonal]], si la roue semble trop proche du tube, c’est certainement que le [[Fourche#Le_pivot|pivot de fourche]] n’est plus droit ou que les [[Fourche#Les_fourreaux|fourreaux]] ont été déformés. | ||
+ | **On vérifie ensuite la [[fourche]] : la [[#Tube de direction|douille de direction]] doit être dans l’alignement du départ des [[Fourche#Les_fourreaux|fourreaux]]. Si l’alignement n’est pas respecté, le [[Fourche#Le_pivot|pivot de fourche]] est déformé, voire cassé. Il est parfois possible de remettre droit un pivot de fourche, mais l’opération peut compromettre l’intégrité de la fourche. On compare ensuite les deux [[Fourche#Les_fourreaux|fourreaux]] en changeant de position, en regardant sur les côtés et depuis le haut. On vérifie aussi par la même occasion si les deux fourreaux n’ont pas été tordus vers l’arrières. Il est très difficile voire impossible de rectifier des fourreaux vrillés ou déformés. Démonter la [[fourche]] en cas de doute, les déformations éventuelles seront nettement plus visibles. Si la fourche est déformée penser à contrôler aussi le jeu de direction et les pièces du guidon. | ||
+ | *** Pour vérifier la '''déformation du pivot''' d’une fourche rigide non démontée, on peut utiliser une ficelle. On aligne d’abord la ficelle sur le tube de direction, puis on tire la ficelle jusqu’à un des fourreux de la fourche. Si le début du fourreau n’est pas aligné, le pivot de fourche est certainement tordu. | ||
+ | *** Pour vérifier la '''déformation des fourreaux''' de la fourche on peut mesurer la distance entre la tête de fourche et chaque patte de la fourche et comparer les résultats. S’ils sont différents la fourche est tordue. Si la tête de fourche est en T, on prend les mesures en croix en partant de la jonction entre fourreau et fourche vers la patte opposée; si la tête de fourche est en arceau, on prend les mesures depuis le centre de l’arceau. | ||
+ | *** Les cadreurs ont souvent une [[jauge de fourche]] permettant de vérifier de manière plus précise toute déformation de la fourche. Dans le passé, VAR en proposait un tel outil (référence VAR 478). | ||
+ | *On vérifie ensuite la surface des [[#Tubes|tubes]] et des [[#Raccords|raccords]] : | ||
+ | **Les [[#Raccords|raccords]] doivent être bien nets : pas de fissures dans les soudures (''solered join'' ou ''weld'') et pas de jours dans les brasures (''braze''). Vérifier soigneusement les raccords des [[D%C3%A9monter_et_remonter_sa_roue#Pattes|pattes]], de la [[#Boîtier de pédalier|boîte de pédalier]] et de la [[#Tube de direction|douille de direction]] qui sont soumis à de plus fortes tensions. | ||
+ | **On vérifie ensuite la présence de fissures, de '''fêlures''' (''crack''), de '''bosses''' (''bulge'') ou de '''boursouflures''' (signe d’une fêlure cachée) sur tous les [[#Tubes|tubes]] du véls. Les fêlures se forment le plus souvent à proximité des pattes, de la [[#Boîtier de pédalier|boîte de pédalier]] et de la [[#Tube de direction|douille de direction]] vers l’endroit où l’épaisseur de métal diminue dans les [[#Tubes|tubes]] aboutés. Vérifier attentivement la partie intérieure de chaque [[#Base|base]] qui n’est pas très visible. | ||
+ | **Sur les cadres en acier, on évalue enfin la gravité d’une corrosion éventuelle (présence de rouille = ''rust'') à la surface des tubes et des raccords. | ||
+ | === Routage interne === | ||
+ | Voir [[Routage interne]]. | ||
[[Catégorie:Pièces]] | [[Catégorie:Pièces]] | ||
− | + | [[Catégorie:Cadre et Accessoires]] | |
− | [[Catégorie:Accessoires]] |
Version actuelle datée du 22 juin 2024 à 18:38
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Sommaire
Composition du cadre
Le cadre (frame) est constitué de deux parties : la carcasse, ensemble de tubes assemblés entre eux formant une structure rigide à laquelle sont rattachées les autres éléments du vélo, et la fourche. Le terme carcasse (junk bicycle) peut aussi s'employer pour un vélo partiellement désossé ou en mauvais état. En anglais, frame désigne plutôt un cadre sans sa fourche, on emploiera alors frameset pour décrire un cadre ayant sa fourche. La carcasse du cadre est composée de deux triangles : le triangle avant et le triangle arrière.
Tubes
Un cadre est composé de tubes (tubes en anglais), appelés aussi douilles lorsqu’ils reçoivent axes et roulements.
- Les tubes sont aboutés (butted), on dit plus couramment renforcés : leur épaisseur interne est renforcée à chaque extrémité.
- Les tubes en aluminium sont souvent surdimensionnés (oversized) et souvent profilés (ovales, carrés, etc.) pour compenser la faible résistance à la fatigue et le manque de rigidité de l’alu.
Raccords
Les tubes en acier sont le plus souvent fixés ensembles à l’aide de manchons ou raccords (lug). On parle alors d'un vélo en acier manchonné. On peut trouver 4 raccords dans un cadre traditionnel : le raccord de selle, les deux raccords de direction et la boîte de pédalier. La liaison entre les tubes et les raccords est le plus souvent brasée par capillarité (brasage = brazing).
Triangle avant
C'est en fait un quadrilatère de forme triangulaire lorsque le cadre est fermé. Il est composé du tube diagonal, du tube supérieur, du tube de selle, du tube de direction, de la boîte de pédalier et du raccord de selle. Le triangle avant supporte el cycliste sur trois points d’appuis : le cintre du guidon, la selle et les pédales.
Triangle arrière
C’est en fait une paire de triangles, mais on l’emploie le plus souvent au singulier. Il est composé du tube de selle, des bases, des haubans, de la boîte de pédalier, du raccord de selle et des pattes arrières qui permettent d'y rattacher la roue arrière.
Base
Les bases (chainstays) sont deux tubes horizontaux qui se situent à l’arrière du boîtier de pédalier. Il rejoignent les haubans au niveau des pattes arrières.
Boîtier de pédalier
Convergence du tube diagonal, des deux bases et du tube de selle, il assure la liaison pivot du pédalier via son axe. Le terme boîtier de pédalier (bottom bracket) désigne aussi bien le jeu de pédalier (l’axe et ses roulements), que la boîte de pédalier (bottom bracket shell) du cadre qui protège ce dernier, ou la combinaison des deux.
Hauban
Les haubans (seatstays) sont deux tubes obliques se situant à l’arrière du tube de selle au niveau du raccord de selle, ils rejoignent les bases au niveau des pattes arrières.
Raccord de selle
Le raccord de selle (seat cluster) se situe en haut du tube de selle, il permet d'emboîter la tige de selle et donc de fixer la selle. Ne confondez pas tige de selle et tube de selle.
Tube de direction
Le tube de direction (head tube), appelé aussi douille de direction, est soudé au tube supérieur et au tube diagonal. Il est de petite taille, cette taille est généralement proportionnelle à la dimension du tube de selle, notamment pour les cadres classiques. Le pivot de fourche et le jeu de direction s'imbriquent dans le tube de direction.
Tube de selle
Le tube de selle (seat tube), appelé aussi tube vertical, est soudé à sa base sur le boîtier de pédalier. Sa partie supérieure, le raccord de selle, permet d'emboîter la tige de selle et donc de fixer la selle. Son angle, calculé à partir de l'horizontal, varie suivant l’usage cycliste (important pour l’exploit, réduit pour le confort).
Tube diagonal
Le tube diagonal (down tube), appelé aussi tube oblique joint le bas du tube de direction au boîtier de pédalier.
Tube supérieur
Le tube supérieur (top tube) peut être absent ou fortement abaissé sur les cadres ouverts. Il est horizontal sur les cadres fermés anciens, et est souvent dénommé à tord tube horizontal. Il joint le haut du tube de direction et le tube de selle.
Drains
Le cadre est muni de drains, petits trous permettant l’évacuation des eaux d’infiltration ou de condensation. On trouve ces drains aux extrémités des bases et des fourreaux de la fourche et aussi parfois sur la partie inférieure de la boîte de pédalier.
Brasures
Un cadre est agrémenté de différents éléments appelés brasures (braze on), Ce sont différents supports brasés ou soudés au cadre : butée de gaine (cable stop) ou guide-gaine, guide-câble (cable guide) sur le raccord de selle ou la boîte de pédalier, tasseau (boss ou stud) pour frein, oeillet (eyelet) pour fixer porte-bagage ou garde-boue, arceau (arch) de renfort, patte pour dynamo (dynamo) ou bras de rappel (reaction arm) de frein sur moyeu, fixation d’étrier (caliper) de frein à disque, fixation pour béquille (kickstand), bossage pour levier de vitesse (shifting lever) ou porte-bidon (bottle cage), ergot pour pompe à vélo (pump peg), etc. Le pontet ou entretoise (bridge) est un renfort transversal du triangle arrière, entre les bases ou les haubans. Comme la tête de fourche, il est généralement pourvu d’un trou permettant d'y fixer frein et accessoires.
Types de formes de cadres
Cadre fermé
Le cadre fermé est souvent appelé cadre classique ou cadre diamant (diamond frame). Ce type de cadre triangulaire est celui qui offre la meilleure rigidité, mais oblige à lever haut la jambe pour enfourcher le vélo. Un cadre est dit sloping si le tube du haut n'est pas horizontal mais incliné vers l'arrière (la plupart des VTT (MTB) et vélos de course récents). Un cadre est dit plongeant (funny bike) si le tube du haut est incliné vers l'avant (certains vélos de piste).
Cadre ouvert
Sur un cadre ouvert (step-through frame), le tube supérieur est abaissé ou absent. Il peut vriller facilement suite à un accident, mais est plus pratique en ville où les arrêts sont fréquents. On distingue parmi les cadres ouverts :
- Cadre en col de cygne (curved) : le tube supérieur forme une courbe rappelant le col du cygne (vélo hollandais).
- Cadre mixte (mixte) : le tube supérieur est remplacé par deux tubes latéraux rejoignant directement le tube de direction aux pattes arrières. Sur un cadre berceau, ces deux tubes sont encore plus inclinés et forment un angle avant d’entourer le tube de selle et de rejoindre les pattes arrières. L’appellation cadre mixte est issue des anciennes appelations genrées (cadre homme et cadre femme) qu’il faudrait éviter car discriminant, on pourrait donc le renommer cadre torpille avec tube supérieur dédoublé mais c’est un peu longuet.
- Cadre monopoutre (cross frame) : le tube supérieur est absent et seul le tube diagonal relie le tube de direction au triangle arrière. On le retrouve surtout dans les vélos pliants (folding bicycle).
- Cadre torpille (torpedo), appelé aussi cadre trapèze : le tube supérieur arrive au milieu du tube de selle. Les mixtes et les torpilles sont moins sujet au vrillage que les autres cadres ouverts.
Cadre VTT
Ce sont des cadres plus trapus et renforcés. Les cadres VTT (MTB) haut de gamme récents sont tous des cadres suspendus (full suspension).
Cadre suspendu
C'est un cadre (VTT, ville, randonnée...) qui en plus d'une fourche suspendue, comporte une suspension arrière avec articulations et amortisseur. Le tube de selle est souvent déformé pour accueillir la suspension arrière. La géométrie des cadres full suspension est très variable (mono-pivot, avec ou sans biellettes, quadrilatère déformable, point de pivot virtuel, etc.) suivant la cinématique recherchée, essentiellement pour limiter les interactions indésirables entre la transmission et la suspension (pompage, dribble, kick-back) ou pour améliorer le déplacement de la roue lors des phases de compression et de rebond.
Matériaux composant les cadres
- Cadre acier (steel) : Excellente durabilité, meilleur compromis poids/confort si réalisé en tubes allégés. Les meilleurs cadres acier sont ceux fabriqués avec des tubes grandes marques (Colombus, Reynolds, Vitus, Tange…) et en acier chromoly. Craint la rouille. Facile à réparer.
- Cadre alu (aluminum ou alloy) : Plus résistant à la corrosion, plus léger que l'acier, mais risque de fissuration. Moins de souplesse donc de confort qu'un cadre acier. Réparation difficile.
- Cadre titane (titanium) : Très léger et insensible à la corrosion, mais très coûteux et très (parfois trop) souple. A choisir pour le confort et la légèreté. Réparation très difficile.
- Cadre composite fibre de carbone (carbon fiber)) : Légèreté maximale et rigidité modulable, excellent rendement au pédalage, mais coûteux, fragile en cas de chute, non recyclable. La plupart des vélos de course haut de gamme récents ont un cadre en carbone. Réparation difficile.
- Cadre bambou (bamboo) ou en bois.
- Autres : Il existe des cadres combinant plusieurs matériaux: alu et carbone le plus souvent, mais aussi fibres de carbone et de chanvre…
Réparations
Diagnostic
- On vérifie d’abord si le cadre n’est pas déformé :
- On vérifie d’abord le bon centrage (centering ou center-point) des roues : si une roue part de travers, c’est peut-être dû à une déformation des pattes ou du cadre. Un axe de roue tordu est souvent l'indice d'une telle déformation. L’outil jauge d’alignement des pattes permet de vérifier de manière plus précise s’il y a déformation ou non (CD-47500 chez VAR et FFG-2 chez ParkTool). Il permet aussi de dégauchir les pattes lorsqu’elles sont en acier. Si les pattes arrières sont déformées, contrôler aussi la patte de dérailleur après avoir remis la roue.
- On se place accroupi devant la roue avant du vélo et on vérifie le bon alignement (alignment) de la douille de direction par rapport au tube de selle. Si l’alignement n’est pas respecté, le triangle avant est vrillé, ce qui survient fréquemment sur les cadres ouverts suite à un accident. Il quasiment impossible de remettre droit un cadre vrillé.
- On se relève légèrement et on regarde si les deux triangles arrières ont bien la même distance à droite et à gauche du tube de selle. Si ces deux distances ne sont pas égales, au moins un des triangles arrières est déformé. Il est souvent possible de réaligner les triangles arrières par forgeage à froid. Attention dans ce cas à conserver la même distance entre les deux pattes arrières pendant l’opération. Il y a des méthodes plus précises pour vérifier le triangle arrière :
- Avec une ficelle, on tire une ficelle depuis l’une des pattes arrière jusqu’au tube de direction, la ficelle revient ensuite de l’autre côté jusqu’à l’autre patte arrière. On mesure ensuite l’écart du tube de selle par rapport à la ficelle, à droite et à gauche. Si les mesures sont identiques, le triangle arrière est intègre sinon il est déformé.
- Une jauge d’alignement de cadre (FAG-2 chez ParkTool) permet de mesurer avec précision la déformation.
- On vérifie ensuite la position de la roue avant par rapport au tube diagonal, si la roue semble trop proche du tube, c’est certainement que le pivot de fourche n’est plus droit ou que les fourreaux ont été déformés.
- On vérifie ensuite la fourche : la douille de direction doit être dans l’alignement du départ des fourreaux. Si l’alignement n’est pas respecté, le pivot de fourche est déformé, voire cassé. Il est parfois possible de remettre droit un pivot de fourche, mais l’opération peut compromettre l’intégrité de la fourche. On compare ensuite les deux fourreaux en changeant de position, en regardant sur les côtés et depuis le haut. On vérifie aussi par la même occasion si les deux fourreaux n’ont pas été tordus vers l’arrières. Il est très difficile voire impossible de rectifier des fourreaux vrillés ou déformés. Démonter la fourche en cas de doute, les déformations éventuelles seront nettement plus visibles. Si la fourche est déformée penser à contrôler aussi le jeu de direction et les pièces du guidon.
- Pour vérifier la déformation du pivot d’une fourche rigide non démontée, on peut utiliser une ficelle. On aligne d’abord la ficelle sur le tube de direction, puis on tire la ficelle jusqu’à un des fourreux de la fourche. Si le début du fourreau n’est pas aligné, le pivot de fourche est certainement tordu.
- Pour vérifier la déformation des fourreaux de la fourche on peut mesurer la distance entre la tête de fourche et chaque patte de la fourche et comparer les résultats. S’ils sont différents la fourche est tordue. Si la tête de fourche est en T, on prend les mesures en croix en partant de la jonction entre fourreau et fourche vers la patte opposée; si la tête de fourche est en arceau, on prend les mesures depuis le centre de l’arceau.
- Les cadreurs ont souvent une jauge de fourche permettant de vérifier de manière plus précise toute déformation de la fourche. Dans le passé, VAR en proposait un tel outil (référence VAR 478).
- On vérifie ensuite la surface des tubes et des raccords :
- Les raccords doivent être bien nets : pas de fissures dans les soudures (solered join ou weld) et pas de jours dans les brasures (braze). Vérifier soigneusement les raccords des pattes, de la boîte de pédalier et de la douille de direction qui sont soumis à de plus fortes tensions.
- On vérifie ensuite la présence de fissures, de fêlures (crack), de bosses (bulge) ou de boursouflures (signe d’une fêlure cachée) sur tous les tubes du véls. Les fêlures se forment le plus souvent à proximité des pattes, de la boîte de pédalier et de la douille de direction vers l’endroit où l’épaisseur de métal diminue dans les tubes aboutés. Vérifier attentivement la partie intérieure de chaque base qui n’est pas très visible.
- Sur les cadres en acier, on évalue enfin la gravité d’une corrosion éventuelle (présence de rouille = rust) à la surface des tubes et des raccords.
Routage interne
Voir Routage interne.