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Rigidité/Raideur, différence fondamentale..!

C’est devenue une habitude au fil des essais Endurotribe : au fur et à mesure que l’on expérimente, vérifie et valide des notions et des concepts, on veille à prendre le temps de les partager plus largement. C’est tout l’objet des Didactiques Endurotribe, dont voici une nouvelle lignée… 

Après avoir parlé suspensions et géométrie, nous pourrions poursuivre ou bien parler transmission, freinage, pneumatiques… C’est pourtant une toute autre voie que l’on explore aujourd’hui. Un sujet moins connu, certainement moins vendeur aussi… Pourtant, il est certain qu’au fur et à mesure de la lecture, il parlera à tout le monde. 

Place aux Didactiques dédiés à la rigidité et sa dérivée, la raideur ! Deux notions synonymes à la base, mais distinguées par une nuance qui fait mouche lorsqu’il s’agit de mieux comprendre, et mieux expliquer, comment se comporte un VTT… Pas encore tout à fait convaincu ? Entrons dans le vif du sujet ! 


Dans le dico…

Quand on parle d’un mot, il est toujours bon de jeter un oeil à sa définition. Dans le Larousse comme dans le Robert, la langue française dans son ensemble est formelle : rigidité et raideur sont synonymes. Et avouons-le : jusqu’à il y a peu, c’est comme ça que nous faisions usage des deux mots dans nos articles.

À peine existe-t-il une nuance entre rigide – qui ne plie pas – et raide – sans souplesse. On pourrait croire que le second est une réduction du premier. Qu’on parle de gentille raideur pour ne pas parler de la vilaine rigidité. Un euphémisme en quelques sortes…

Pourtant, il n’en est rien. Ou plutôt, une autre distinction est intéressante. Attention, on dit bien ici qu’il s’agit d’une distinction utile et nécessaire pour préciser des ressentis, et mieux caractériser le fonctionnement d’un VTT. On prend donc, effectivement, la liberté de préciser et compléter, les définitions usuelles et communes de ces deux mots…

La rigidité…

Honneur au terme le plus couramment utilisé : la rigidité ! Tant utilisé qu’il en est devenu connoté. Tantôt positivement, pour caractériser un vélo précis qui met au rebut les vieux vélos trop mous et fragiles. Tantôt négativement, ces derniers temps certains produits trop rigides ayant défrayé la chronique. Ça, c’est quand on cherche à résumer en un mot plutôt qu’en cent, quelque chose de plus subtile qu’il n’y parait. Mais qu’est-ce vraiment, que la rigidité ?! 

“La rigidité, c’est la quantité déformation sous un certain effort. Elle se mesure en millimètres.”

Pour bien saisir, il est assez facile de se représenter ce qu’est la rigidité. Pour prendre un exemple très simple, que tout le monde a eu un jour en main, c’est la règle d’écolier, qui nous sert ici… Vous savez, celle qui a servit un temps à taper sur les doigts, lancer des boulettes de papier, faire ddooiiiiiiiinng et quand même aussi, tracer des traits…

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Grosso-modo, on tire de cette approche de la rigidité une règle essentielle : moins un élément se déforme sous un effort donné, plus il est rigide… Soyons bien clair, on part ici du principe que l’effort est mesuré, et que la déformation peut-être maintenue un certain temps, mais reste temporaire. Une fois l’effort disparu, la pièce retrouve sa forme d’origine. En science des matériaux, on dit qu’on reste dans le domaine élastique.

…Et au delà…

Dans tous les cas, il peut y avoir différentes manières d’être rigide. Reprenons l’exemple de la règle. On peut jouer sur sa forme ou sur la matière, qui la compose, pour limiter sa déformation à une certaine valeur, sous un certain effort. Après tout, c’est bien l’objectif d’un ingénieur quand on lui confie un cahier des charges à respecter. Pour en revenir aux courbes de déformation, il y a alors quelque chose d’intéressant à observer…

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… La raideur !

Mais alors, qu’est-ce qui diffère entre les deux objets pourtant tout aussi rigides en un point donné ? Leur raideur, précisément ! De quoi s’agirait-il ?! Pour tenter de mettre des mots simples sur ce concept… 

“La raideur, c’est comment varie la déformation”

En mathématique, il y a un outil utile pour étudier une variation : c’est la dérivée. étudier la raideur, c’est faire la dérivée de la courbe de déformation précédemment évoquée pour caractériser la rigidité… Bref, pour simplifier encore, la raideur, c’est la dérivée de la rigidité. Une dérivée ?! N’éteignez pas l’écran, on peut saisir ça simplement. Il suffit de rester très visuel dans l’explication 😉

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Nous voilà donc avec deux courbes pour le prix d’une… On nous parlait de simplifier les choses, voilà qu’on les complexifie ! L’utilité de tout ça, c’est qu’avec deux courbes, on évite de se mélanger les pinceaux, superposer les commentaires, et on peut mieux cibler les propos. Revenons à ce cas de figure où les deux règles sont déformées de la même manière, sous le même effort, mais que l’une parait plus raide que l’autre…

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En pratique, c’est la manière avec laquelle on sollicite les deux règles autour de ce point qui nous en dit plus… Pour amener les règles à cette déformation, on sollicite leurs rigidités, et en oscillant légèrement autour de ce point, on sollicite leurs raideurs.

En pratique ?!

La question, dans ce cas, c’est : est-on capable de faire la même distinction à vélo ?! Oui, puisque sinon, on ne prendrait pas la peine d’écrire cet article. Il reste néanmoins à préciser comment. Voici donc, pour chaque notion, une première mise en application, et des axes d’observation pour saisir ce qui relève de la rigidité, et ce qui relève de la raideur…

Qu’en conclure ?!

Voilà, pour une première approche. Entre rigidité et raideur, il y a donc plus qu’une relation de synonyme. Il y a une nuance importante. Alors, forcément, certains diront qu’il y a un lien. Oui, bien sûr, puisque l’une est la dérivée de l’autre. Il n’empêche que faire la distinction entre les deux permet de préciser les choses. Ce que l’on ressent dans un cas précis, c’est plutôt de l’ordre de la rigidité ou de la raideur ?!

Les deux prochains chapitres de cette série de Didactiques Endurotribe consacrés à la rigidité et à la raideur doivent préciser : en prenant les suspensions comme exemple, puis en parlant des chaines de rigidité/raideur qui existent sur un vélo. C’est là, notamment, que l’on peut saisir ce qui est rigide mais pas spécialement raide, ce qui est raide, mais pas si rigide, en quoi la raideur influe nos suspensions, etc…

Avant ça, on se quitte momentanément sur l’idée que l’on ne devrait pas parler de rigidité et de raideur, mais de déformation et de raideur. Mais puisque le marketing est passé par là, et qu’à un moment donné, quelque chose de dur était plus vendeur que quelque chose de mou, on fait avec ce mot et l’affront à la langue française que ça implique 😉

Rédac'Chef Adjoint
  1. Comme d’hab’ très instructif et ça m’a permis de percevoir que mon Jeffsy que je trouvais trop rigide est certainement trop raide à mon goût 😉

    1. Salut.

      pour préciser, il peut être intéressant de vérifier si c’est le châssis (cadre/roues/cintre/potence/fourche) ou bien les suspensions que tu trouves raides. assez simplement, les suspensions ça se sent quand le vélo est vertical, et que les suspensions travaillent sur terrain défoncé, tandis que le châssis, c’est plutôt quand il est sur l’angle (virage, dévers, etc…). Un vélo peut ainsi être raide en suspension, mais pas de son châssis, ou inversement. On précise au prochain chapitre 😉
      Par expérience, les YT sont assez rigides (précis) mais pas très raides (filtrent) de châssis. Par contre, ils sont assez rigides et raides en suspensions, ce qui donne du maintien, de la perception et un rendement intéressant (couplé à l’anti-squat élevé), mais pas beaucoup de sensibilité/confort…
      L’intérêt de cette analyse, c’est qu’en sachant ça on peut facilement cibler. Si c’est la raideur des suspensions qui intrigue, on peut facilement jouer dessus, en adoptant la mise à jour du DebonAir, en enlevant les spacers et tokens dans les suspensions, etc… Ça coute quasiment rien si ce n’est un peu de temps à mécaniquer/essayer, pour vérifier 😉

  2. C’est marrant c’est encore une autre définition que celles que je connaissais j’ai l’impression.
    Dis moi si tu confirme ou si je dis la même chose que toi ?
    En mécanique, science des matériaux ou encore dimensions des structures, la rigidité relié au matériau avec le module d’élasticité (module d’young) tandis que la raideur est la résistance à une déformation d’une pièce, et tiens donc compte de la géométrie de la pièce et du matériau.

    1. Salut Marius,

      on a certainement des cursus universitaires similaires. Oui, d’un point de vue académique, c’est la nuance que l’on apprend dans les amphis. Elle a tout son intérêt dans l’étude, la recherche et parfois le développement, mais elle n’est pas toujours simple à appliquer. L’éclairage et l’interprétation que l’on en fait ici est volontairement appliquée à la pratique, pour en tirer des observables concrets, sur le vélo. Mais si l’on prête attention, on saisi bien que les deux sont liés. Regarde d’ailleurs le raisonnement suivi dans la démonstration : Pour parler de rigidité qui varie, je fais référence à deux règles identiques dont le matériau change. Ensuite, pour parler de raideurs différentes, je fais justement varier “aussi” la forme d’une des deux règles. Le lien que tu fais est donc tout à fait valable 😉

      1. Entre science, jargon et marketing, ça fait beaucoup de langage à retenir !
        Bon je vais me faire une relecture histoire de bien garder en tête les définitions qui sont utilisés dans les articles.
        Mais je comprends l’intérêt de ces jargons.
        La rigidité au sens du matériau, en velo on s’en fout un peu, c’est le résultat final du combiné matériau/géométrie qui compte. Donc ça ferait une définition peu utile.

    2. Pour moi c’était exactement le contraire =P
      Raideur ==> coefficient de raideur ==> module d’Young = pente de la courbe de déformation sur le tronçon de déformation élastique
      Rigidité ==> Liée à la section de la pièce et son module d’Young, observable grâce à la mesure de la flèche (déplacement maximal dans un axe donné sous un effort dans cet axe) que l’on peut calculer à partir de ces trois données.
      C’est ce que j’ai retenu, mais je peux me tromper 😉
      (Si vous avez un peu plus de tartine pour étaler ma culture xD )

    1. C’est pas si opposé que ça, et ta remarque a du sens > raideur = pente de la courbe de déformation / Rigidité = déformation mesurée. Dans le fond, les unités sont les mêmes, donc on se rejoint. Simplement quand on parle module d’Young, on se place généralement dans une logique de laboratoire, dans le cadre d’un essai de traction pure, avec une éprouvette normalisée, dont l’objectif est de générer une sollicitation pure, justement la plus indépendante de la forme de l’éprouvette, pour pouvoir généraliser les données obtenue par la suite.
      Ici, on parle d’un cas et de notions plus générales qui doivent être compatibles avec la réalité du terrain, pour rendre les choses palpables. On le verra au dernier chapitre en parlant des chaines de rigidité/raideur sur un vélo. Ce qui se transmet du sol au pilote (en passant par les pneus, les jantes, les rayons, les moyeux, le jambage, les plongeurs, le té, le pivot, la potence, le cintre et les grips, par exemple) est un empilement de torsion ,traction, compression, cisaillement & Co. à travers chaque pièce qui transmet à la suivante. Quand on développe un produit en particulier, il faut finir par identifier quelle contrainte, dans quelle partie de la pièce, a quel effet. Mais ici, on cherche d’abord à avoir des mots pour caractériser ce que l’on ressent à l’usage. C’est la première étape, un peu plus globale, mais nécessaire 😉

  3. Je trouve que la raideur et la rigidité sont la même chose, les courbes « force » et « raideur » sont justes une manière différente de la visualiser car on retire les mêmes infos de chacune.

    Par contre dans la partie pratique entre rigidité et raideur la différence se fait sur la notion de dynamique donc de temps (de réaction ?) qui n’apparaît pas dans les définitions, comme si la « rigidité » était une caractéristique l’action et la “raideur” de la réaction

    ce serait plus simple de parler que de raideur en dissociant celle qui participe à la transmission de l’effort, à la précision ( pédalier, chaîne, basculeur, boîtier, moyeu, direction, châssis…) de celle qui participe à la tenue de route, à la filtration (roue, suspension, pneu, châssis…) ; même si tout est lié …

    en fait ce que vous voulez faire passer c’est que les raideurs d’un vélo doivent être en adéquation avec les contraintes qu’il subit et que l’on subit
    ou plus imagé : on utilise pas une barre à mine comme manche de pioche

    1. Salut,

      bien entendu, quand on sait ce qu’est une fonction, sa courbe, et sa dérivée, on peut deviner l’une en ayant l’autre. Il n’empêche qu’avoir les deux peut aider à faire des différences. Notamment pour lire et comparer des valeurs, localement. Ce sera plus clairement exposé au prochain chapitre, chaque chose en son temps 😉 Effectivement il s’agit d’une différence de dynamique, donc de temps, mais aussi d’échelle… Et c’est bien un des intérêt de la dérivée mathématique, lorsqu’on l’applique : étudier localement des variations. Donc il y a bien corrélation entre les définitions et l’application, je n’ai simplement pas cherché à complexifier les propos.

  4. Bonsoir, oui mon ressenti penche clairement pour les suspensions qui sont top sur les gros impacts (l’impression qu’elles peuvent tout manger sans broncher) mais c’est “raide” donc 🙂 sur les petits impacts (sachant que je suis en fox elite perf) j’ai viré le spacer de l’amortisseur (car je ne prenait pas tout le débattement mais pas joué sur la fourche (F34 fit4) je mettais plutôt ça sur le côté 72kgs avec équipement.

    1. Super, dans le sens où on se comprend. Je retrouve ce que j’ai perçu il y a peu pour un essai à paraitre du Jeffsy. ça mérite donc de persévérer, en regardant s’il y a des tokens dans la Fox 34. Pour des questions d’assiette, il se peut que ça implique de rouler avec 5 ou 10 Psi de plus mais c’est normal, et c’est même mieux. On le verra au prochain chapitre : la pression, c’est la rigidité/la force/le maintien dans une suspension, tandis que les tokens, c’est la raideur. Retirer un token et ajouter quelques Psi, c’est : réduire la raideur, et gagner en maintien. Ça plongera moins, et ça ne sera pas moins confortable 😉

  5. Super de parler de dérivée !
    On pourrait faire un parallèle avec la primitive qui correspondrait aux basses vitesses (filtre passe bas) et la dérivée qui serait les hautes vitesses (filtre passe haut) dans les suspensions. Ces notions mathématiques transposables a pleins de dominés sont bien précieuses pour comprendre et réaliser des systèmes dynamiques.

    1. Oui, et dans le domaine des cinématiques de suspension ça pourrait être également utile. J’ai jamais trop l’impression que ça soit dit tel quel dans les courbes qu’on nous présente et ça permettrait d’expliquer/éviter les phrases du type “linéairement progressive” qu’on entend parfois.

    2. Salut ! C’est effectivement pas toujours simple de pousser à s’emparer d’une notion mathématique pour saisir le réel, alors que ça peut aider. Peut-être justement, que l’application à un cas concret permet de faire le lien. On le voit avec les commentaires qui interrogent déjà sur ce qui vient au prochain chapitre. Il n’y sera pas encore question de primitive et de hautes/basses vitesses, mais on y viendra. Merci pour la suggestion pertinente 😉

      1. de rien ;), j’ai jamais pris le temps de vérifier tout ça, mais c’est qu’en voyant les courbes de cinématique, où les notions de croissance/décroissance, de pente, variation de pente sont importantes pour comprendre le phénomène, que je me disais que la dérivé pouvait être une courbe pertinente à regarder ;). Merci si vous creusez un jour ça pour moi !

          1. Tout à fait, c’est en lisant votre article où il faut raisonner en relatif et variations que j’y ai pensé ;), c’est pas évident à vulgariser par contre, mais continuez, ça aide à mettre des mots sur ses ressentis et “intuitions” plus ou moins influencées !

  6. Bravo, très bel article, très didactique et très clair. On a envie d’en savoir plus en lien avec nos montures désormais.

    1. Merci ! Si celui-là plait, les deux suivants aussi > mise en application plus concrète encore, sur deux points clés du fonctionnement de nos vélos. Je file boucler le prochain chapitre 😉

  7. ça fait vraiment du bien d’avoir des articles comme ça avec de vraies approches techniques. Je n’y croyais plus dans ce milieu et je ne lisais désormais plus que la presse allemande ou une certaine presse moto et auto trés pointue.
    merci et continue comme ça, c’est top !

    1. Merci Max. C’est effectivement pas toujours évident de défendre cette approche, plus complexe, mais plus juste. C’est tellement plus simple de tomber dans la facilité… Mais sans cette part de l’analyse, on en vient à dire toujours la même chose, servir la même soupe, sans avoir de fondements précis sur lesquels baser nos propos. Donc on y tient, et ça entretien la passion, qu’on partage visiblement 😉 À très vite

  8. en mécanique:

    rigidité est relative au matériau et exprime le rapport entre la contrainte et la déformation, il n’est pas dépendant de la géométrie mais seulement du matériau, c’est le point le plus important a retenir ^^. on parle en général de module de young pour un matériau simple type métaux. cela permet entre autre de comparer simplement les perfo mécanique de 2 matériaux par exemple sans ce soucier de la forme.

    la raideur est relative a une structure , et c’est le rapport entre l’effort et le déplacement (relatif à la déformation) or cette caractéristique dépend de la géométrie. d’autre part la raideur dépend de la rigidité du matériau également ,

    exemple: un acier a un module de young plus grand que l’alu, ainsi si demain je fais 2 bike identique en géo, mais 1 en acier et l’autre en alu alors je sais que le velo en acier sera plus raide que le velo en alu .

  9. PS: par contre en relisant l’article parler de rigidité comme un déplacement ce n’est pas la définition que l’on a en mécanique des structures (ex: module de young) car la rigidité d’un matériau est le ratio contrainte ( N/mm²) par rapport a la déformation (pas d’unité de mesure ) et qui s’exprime donc en N/mm² .

  10. pour finir sur le vocabulaire approprié en mécanique ^^ et correspondant au sujet que vous traitez sur les raideurs : raideur sécante et raideur tangentiel (instantané)

    on peut distinguer la raideur sécante ( équivalent a ce que vous nommé rigidité et qui correspond finalement en tout point a R_secant= F/U , ce qui traduit la raideur global d’une structure ou dit autrement la pente entre 0 et le point que l’on souhaite regardé qlq soit le cheminement de la courbe F(U) )

    et la raideur tangentiel qui correspondant a la raideur “instantané en 1 point donné de la courbe et qui permet de connaitre l’évolution de la raideur.

    ps: continuez a nous faire de beau article de vulgarisation comme ça 😉

    et si je critique un peu c’est que la vulgarisation n’est jamais simple ,
    oblige souvent a certains raccourcie et amène souvent a des approximations pas toujours très physique tel que l’unité de la rigidité ( qui n’est pas des mm)

    voir même l’utilisation de se mot rigidité qui correspondant normalement a une propriété intrinsèque des matériaux solides et non a un déplacement ou a une raideur
    😉

    1. Merci pour ces précisions Alexis. Dans l’absolu, je les rejoins totalement. Mais comme on l’a déjà précisé dans les commentaires précédent : l’idée ici n’est pas de “refaire” un cours de mécanique “classique” mais bien de donner des éléments pour pouvoir l’appliquer à un domaine particulier. ici, celui du VTT, qui dispose lui-même de son propre jargon. Ce qui explique que parfois, certains mots puissent avoir des définitions qui varient. L’idée, ici, étant de “vulgariser”, on part des définitions courantes du dictionnaire. Dans tous les cas, on peut confirmer que rigidité et raideur sont les termes couramment utilisés par les interlocuteurs francophone de l’industrie que l’on peut avoir l’occasion de rencontrer. D’où l’idée de les utiliser ici, comme c’est le cas “dans la vrai vie” 😉

  11. Salut Messieurs,

    Je suis 100% en accord sur le fond de l’article, et le fait d’utiliser le terme raideur (qui est une grandeur physique mesurée en N/m) au lieu de rigidité, et ça fait du bien de lire un article un poil sensé sur le sujet. Toutefois je reste circonspect quant à vouloir conserver le terme rigidité, à la lumière de ce vous expliquez. J’ai lu les justifications en commentaire d’Antoine, qui me semblent recevables (vulgarisation, adaptation au jargon vététistique etc.), mais en même temps préjudiciables : ça me fait penser aux parents qui se font gauler à poser les cadeaux sous le sapin et expliquent aux mômes que “c’est juste pour aider le Père-Noël, qui existe quand même en vrai, mais que effectivement c’est pas réaliste qu’il se tape tout le taf tout seul, alors les parents l’aide un peu, vous comprenez mes chéris ?” :mrgreen:

    Ce que vous appelez rigidité est une conséquence directe de la raideur : c’est la déformation à un instant T sous une charge F .

    Ce que vous appelez raideur en l’assimilant à la vibration est simplement l’observation de la déformation pendant une période donnée sous une charge variable , ce qui est très différent d’une vibration, même si la vibration en est une composante.

    Bref, comme pour le Père Noël, quand c’est faux c’est faux, et au lieu de tourner autour du pot, le mot “rigidité” devrait être purement et simplement banni du vocable cycliste, puisque selon Wikipedia : “On réserve le terme apparenté rigidité pour indiquer une raideur infinie. “. Ce qui n’est de toute évidence pas le cas concernant nos biclous, n’en déplaise aux ayatollah du marquètinge. :ugeek:

    Tout au plus, le mot rigidité pourrait être réservé à des pièces compactes et indéformables (visserie ou roulements à billes scellés par exemple, dont la déformation de l’ordre de quelques microns est notoirement négligeable). Ainsi, on pourrait éventuellement qualifier certains de ces éléments de “non rigide”, le cas échéant quand leur déformation est perceptible (visserie titane dans certaines conditions par exemple).

    Vous faites un très bon job pour remettre l’église au milieu du village, finissez-le vingt dieux! Bannissez le mot rigidité de vos prochains article. Dites à vos ouailles que le Père Noël n’existe pas!!! 😀 😀 😀

    1. Ahah, merci de mettre de l’eau au moulin, mais ne nous méprenons pas 😉 Pour donner une idée du style de la maison > mes gamins n’ont jamais cru au père noël, on a toujours refusé de leur y faire croire… Mais on s’éloigne du sujet.
      Pour revenir à celui qui nous intérèsse, on est bien d’accord sur l’idée qu’il ne faille pas assimiler la raideur à une simple notion de “vibration”. C’est d’ailleurs davantage à rapprocher des notions de perception “d’impact” et de “percussion” qui parfois, demandent aussi d’être observées dans leur répétitions (donc vibration) pour être totalement caractérisée. D’ailleurs, la principale définition que l’on donne à la raideur n’apparait pas dans vos propos, alors qu’elle permet de se distinguer de la notion de vibration. La raideur serait la dérivée de la déformation. ce serait donc une variation, mais ponctuelle, et non répétitive.
      Dans tous les cas, on ne conserve pas le terme de “rigidité” pour faire plaisir. Je n’aurais aucun scrupule à le banir de mes propos s’il le fallait. Il garde simplement tout son sens pour parler de la déformation, et la distinguer de sa dérivée “la raideur”. Et cette distinction est primordiale pour mieux cibler d’où proviennent chaque ressenti, et être plus précis, efficace et serein quand on cherche à comprendre, régler et faire évoluer son matériel.
      Le meilleur exemple que l’on puisse citer porte sur le comportement des suspensions. Parler de Rigidité(=force=déformation) et raideur permet d’éviter de malheureux contresens. Je viens par ailleurs de répondre à un commentaire en ce sens. On y a consacré un article didactique justement, c’est la suite de celui-ci : https://fullattack.cc/2020/07/didactiques-rigidite-raideur-les-courbes-de-force-raideur-en-suspension/

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