C’est l’hiver : les Didactiques Endurotribe sont de retour ! L’occasion de rester bien au chaud tout en apprenant des choses pour mieux saisir tout ce qui se passe une fois en selle… Après avoir traité en bonne partie des phénomènes de suspension, les Didactiques Endurotribe s’attaquent à un autre grand chapitre : la géométrie, et ses secrets…
Qu’est-ce que la géométrie d’un vélo ? Quelles sont ses dimensions principales ?! Comment influencent-elles le comportement du vélo ?!! Place à la première partie des Didactiques Endurotribe consacrés à la géométrie : les fondamentaux ! Un bon début avant de s’attaquer, ensuite, à ses nuances plus subtiles…
Au sommaire :
Qu’est-ce que la géométrie ?!
Aussi vrai que 3,14 égale Pi, à partir du moment où un vélo est conçu, il lui faut des dimensions pour exister. Quelle distance sépare les deux roues ? La selle du guidon ?! Les pédales du sol ?!! Cette première approche est un peu triviale, mais définit à elle-même ce que l’on entend par géométrie d’un vélo : c’est l’ensemble des réponses à ces questions !
Au sein d’un bureau d’étude, la géométrie est souvent le tout premier plan « visible » d’un vélo…
Reste à définir quelles questions, tout l’objet de ce premier chapitre des Didactiques Géométrie ! Sur un vélo, certaines dimensions sont prépondérantes. C’est là que les spécificités de notre pratique s’expriment. À l’extrême, certains routiers accorderont plus d’importances à certaines côtes, tandis que les descendeurs auront une autre lecture des dimensions qui les importent.
Dimensions fondamentales
C’est ainsi qu’au fur et à mesure du temps, une certaine approche de la géométrie d’un VTT s’est constituée. C’en est même devenu une des informations fondamentales des fiches descriptives de chaque modèle du marché. On imagine mal aujourd’hui, un vélo présenté sans ses dimensions… Lesquelles ?!
Galerie Commentée :
Première des dimensions fondamentales d’un VTT : l’empattement. Comme sur nombre de véhicule, c’est la distance qui séparent deux trains de roues. Ici, la distance entre le centre de la roue avant et celui de la roue arrière. 
Ensuite, indépendamment (ou presque) des efforts de design et de conception qui sont déployés pour les démarquer, les VTT et leurs géométries sont toujours constitués de deux triangles : le triangle avant (en vert) et le triangle arrière (en orange), ayant un côté en commun. Ce sont eux et certaines de leurs dimensions qu’une géométrie cherche à définir. 
Ainsi, le triangle arrière repose sur « les bases » : la distance qui sépare le centre du boitier de pédalier au centre de la roue arrière. 
Il repose également sur la longueur du « tube de selle », mesurée du centre du pédalier au sommet du tube de selle. 
Pour boucler le triangle arrière, c’est « l’angle de selle » qui importe : celui formé par le tube de selle et l’horizontale. 
Il arrive parfois que, pour des raisons de conception, le tube de selle soit « coudé/déporté/désaxé. On parle alors d’angle de selle réel (celui que la partie du tube qui supporte la tige de selle forme réellement avec l’horizontale) et d’angle de selle effectif (l’équivalent de cette solution vis-à-vis d’un angle de selle normal). 
On finit d’orienter le triangle arrière en fixant la hauteur du boitier de pédalier. On la mesure de deux manières : directement du sol au centre du pédalier, ou bien en déport à la verticale entre l’empattement et le centre du pédalier (drop). 
Passons au triangle avant. Première des dimensions dont on entend souvent parler : le tube supérieur. Il participe à définir la longueur du vélo et peut se mesurer de deux façons : effective (du centre du sommet de la direction au centre du sommet du tube de selle) ou horizontale (projection horizontale du centre du sommet de la direction à l’intersection avec l’axe du tube de selle). 
On parle communément d’un triangle avant… Mais dans la réalité, c’est plutôt un quadrilatère dont un des côtés est bien plus petit que les trois autres, au point de suggérer un triangle. Ce côté rabougri, il s’agit de la douille de direction, mesurée de son pied à son sommet. 
Elle importe parce qu’elle s’ajoute à la hauteur de fourche, mesurée du centre de la roue au sommet du té, qui coïncide avec le pied de la douille. 
À elles deux, elles forment un angle avec l’horizontale. C’est le second angle important d’un VTT : l’angle de direction. Le triangle avant est ainsi défini.
Voilà pour les grandes lignes. Il en existent d’autres, que l’on trouve parfois dans les tableaux de géométrie des vélos fournis par les marques : offset, empattement avant, reach & stack… Elles sont très pertinentes pour saisir certains phénomènes, mais ne font que s’ajouter aux valeurs fondamentales que l’on vient de définir.
Pourquoi fondamentales ?! D’abord, parce qu’hormis les valeurs effectives, les valeurs définies ici sont facilement mesurables dans la réalité…Ensuite, parce qu’elles suffisent à fixer la géométrie d’un vélo, ne pas laisser de variables en cours de route. D’ailleurs, l’aspect invariant d’une géométrie, d’un exemplaire à l’autre d’un même modèle, fait communément partie de ce que les marques veillent à respecter pour garantir une identité, une image de marque…
Influence de la géométrie
Pour une bonne et simple raison : chaque dimension a une influence sur le comportement ou l’ergonomie du vélo. Petit tour d’horizon de chacune…
L’empattement
Il a un impact direct sur le compromis stabilité/maniabilité du vélo. À l’image d’un bus, plus il est long, plus ça peut être compliqué de tourner court, les deux roues au sol. Mais la longueur apporte de la stabilité quand la vitesse augmente et/ou que le terrain est défoncé. Un vélo n’échappe pas aux bases de la physique : plus les points d’appuis sont éloignés, plus c’est stable.
Les bases
Elles sont nécessairement limitées par le diamètre de la roue arrière. Trop courtes, la roue tape dans le boitier. Néanmoins, plus elles sont compactes, plus le vélo sera facile à cabrer – bras de levier plus court. Un avantage pour faire wheelings et manuals, mais un handicap pour gravir les pentes les plus raides sans décoller la roue avant et perdre la direction.
Une affaire de compromis… D’autant qu’elles ont aussi une influence en courbes. Plus courtes, elles participent à ce qu’un vélo ait un rayon de braquage réduit et que la roue arrière soit plus facile à décaler/faire déraper. Plus longues, elles offrent globalement plus de stabilité au vélo.
Hauteur du boitier de pédalier
Elle influence le comportement du vélo, notamment le sentiment de stabilité. N’oublions pas que le pilote, en appuis sur les pédales, est comme posé sur la hauteur du pédalier. plus le boitier est bas, plus le centre de gravité du pilote a des chances de l’être… Mais point trop n’en faut, puisque trop bas en permanence, il y a risque de heurter régulièrement le sol avec les manivelles, d’autant plus s’il est truffé d’obstacles proéminents.
La hauteur du pédalier a aussi une influence sur la maniabilité du vélo et le sentiment de sécurité qui s’y rattache. Il est globalement plus rassurant de la trouver sous la ligne d’empattement. Ça suggère qu’il faut d’abord passer le boitier au dessus pour basculer vers l’avant et passer par dessus le guidon. On dit que le pilote est davantage dans le vélo.
Le tube de selle
D’une manière très pragmatique, la tige de selle coulisse dans le tube de selle. Une fois baissée à fond, la selle ne peut pas descendre plus bas que le sommet du tube de selle. C’est pourquoi communément, la hauteur du tube de selle est un repère qui sert à définir la taille d’un vélo. De l’une à l’autre, elle varie pour adapter le vélo au gabarit du pilote.
Certaines marques appellent même leurs tailles de la longueur du tube de selle. C’est notamment le cas de celles qui mesurent en pouces. 13,5 » / 15,5 » / 17,5″ » / 19,5″ » / 21,5 » correspondent par exemple aux modèles XS / S / M / L / XL… Tandis que sur la route, on parle souvent d’un 46, 50, 52, etc…
À VTT, cette valeur a aussi, dernièrement, une influence sur le débattement possible des tiges de selle télescopiques : de combien baisser la selle au maximum pour dégager de la place quand on en a besoin dans la pente sans être trop haut perché au pédalage ?!
L’angle de selle
Globalement, l’angle de selle influence le recul du pilote lorsqu’il est assis sur la selle. Plus l’angle est redressé, plus le pilote est à l’aplomb du boitier de pédalier, au dessus des pédales pour pousser dessus en force… Mais moins il est naturellement à la planche pour pédaler vigoureusement.
À l’inverse, un angle de selle couché a tendance à placer naturellement le pilote au dessus de la roue arrière, mais l’oblige à faire du pédalo – les pédales loin devant – et à se plier en deux voir se coucher sur le vélo, pour atteindre le guidon. À la longue, moins confortable pour le bas du dos.
La différence entre angle effectif et réel permet quand à elle de cerner quelques nuances sur la position dont on dispose sur le vélo. L’effectif permet ainsi de comparer à d’autres vélos, tandis que le réel permet de saisir comment le tube supérieur effectif va s’allonger au fur et à mesure que l’on remonte la selle.
Le tube supérieur
Avec le tube et l’angle de selle, c’est l’autre grande dimension qui définit l’ergonomie d’un vélo. Plus le tube supérieur est long, plus il y a de chance que le pilote doive se coucher sur le vélo pour pédaler. Une position prisée des routiers et crosseurs, mais pas toujours confortable pour le bas du dos. Elle a aussi pour avantage de procurer de la place au pilote pour se mouvoir d’avant en arrière lorsqu’il pilote…
À l’inverse, un tube supérieur court suggère naturellement un buste plus redressé, un regard qui porte naturellement plus loin vers l’avant… Mais réduit la puissance que l’on peut déployer au pédalage, assis, ainsi que la place disponible sans taper dans le guidon à chaque instant.
La hauteur de fourche
Pour définir la pratique à laquelle se destine un VTT, le milieu a progressivement choisi de prendre le débattement des suspensions comme repère. Et d’une manière pragmatique : plus il y a de débattement, plus une fourche télescopique a besoin de place, a besoin d’être longue.
Ainsi, les fourches de 120mm de débattement destinées à une pratique Marathon/Trail sont moins hautes que celles de 180mm sur lesquelles sont perchés les vélos d’Enduro à fort débattement.
Entre ces deux extrêmes, il n’est pas rare qu’un centimètre de débattement supplémentaire corresponde à un centimètre de hauteur de fourche en plus à châssis identique. Et chaque vélo est prévu pour une longueur de fourche cible, à +/- 10mm.
La hauteur de douille
Posée sur la fourche, la hauteur de la douille influence en partie la position du pilote. À longueur de fourche identique, plus la douille est courte, plus il y a de probabilité que le cintre soit bas, et le pilote avec. Intéressant pour être plus ramassé et stable sur le vélo et charger la roue avant, mais ça peut jouer des tours pour regarder loin devant et ne pas passer par dessus le guidon trop facilement.
Pour les marques, c’est une autre dimension à faire varier en fonction de la taille du vélo, avec la hauteur de selle et le tube supérieur. Généralement, les plus petites tailles utilisent des douilles de 90 à 110mm, tandis que les plus grandes peuvent aller jusqu’à 140/150mm.
L’angle de direction
Lui a une influence directe et indirecte sur le comportement du vélo. Il faut étudier plus en détail certains paramètres pour saisir sa complète influence… Mais d’une manière simple, on peut réduire son influence à deux idées…
Plus il est redressé (proche de la verticale) plus il est facile de tourner dans un mouchoir de poche, vélo debout, mais aussi de passer par dessus le guidon. À l’inverse, plus il est couché, plus la sensation de sécurité et de stabilité est important, mais plus il faut mettre d’angle, coucher le vélo, pour avoir des chances de le faire tourner.
La suite ?!
À travers ces fondamentaux de la géométrie, voilà une première approche des chiffres qui font un vélo… Pourquoi première ?! Parce qu’il s’agit, en fait d’une approche empirique de la géométrie d’un VTT : une approche qui s’est faite avec le temps, et l’évolution des pratiques.
Elle est en bonne partie héritée des disciplines traditionnelles du cyclisme : route, randonnée et cross-country en tête. Et c’est cette approche que l’on retrouve encore, fréquemment, dans les tableaux de géométrie et les articles de la presse spécialisée.
D’autres dimensions, et une autre approche, s’imposent…
Quelque part, cette vision a encore en elle une certaine propension à favoriser la position assise du cycliste, alors qu’en matière d’Enduro, on sait tous que les meilleures sensations sont prodiguée lorsque le pilote est debout, et qu’il s’agit de piloter.
C’est la raison pour laquelle d’autres dimensions, et une autre approche, s’imposent petit à petit. Ceux d’entre nous qui lisent régulièrement nos essais le savent puisqu’ils s’appuient fréquemment sur les notions de reach et de stack, d’empattement avant, d’offset… C’est ce que les prochains Didactiques Endurotribe consacrés à la géométrie doivent maintenant préciser ! À très vite, donc, pour la suite !
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