C’est un fait ! Sur le marché du VTT, l’usage de la fibre de carbone est vendu plus cher que celui des métaux tels que l’acier ou l’aluminium. Le plus souvent, selon un cliché pré-formaté : ce serait plus rigide, et plus léger… Bref, ce serait mieux ! Est-ce vraiment le cas ?
Endurotribe a mené l’enquête, de longs mois durant. Méthodes, coûts, délais, qualités… En quoi consiste l’usage du carbone ? Quels sont les secrets de fabrication ? Quel est le savoir faire des marques ? Depuis le temps, on connait bien la production à base de métaux, moins la composite.
À nous donc, d’apporter des éléments d’information précis pour comprendre et juger. In fine : que chacun puisse estimer la valeur qu’il accorde à ce matériau. Première partie de cette enquête en trois parties : le savoir-faire de base !
Temps de lecture estimé : 8 minutes – Photos : Endurotribe & Santa Cruz / Gary Perkins
Au sommaire de cet article :
Au départ…
À une échelle infiniment petite, les atomes de carbone sont capables de s’agglomérer sous forme de fins cristaux. Agencés dans la même direction, ils constituent une fibre extrêmement résistante pour sa taille, et son poids. Il en faut plusieurs milliers pour former les fils qui forment les plis visibles à l’oeil nu.
La résistance et le poids sont donc deux qualités premières de l’usage de fibres de carbone. Mais le concept va plus loin. Tissées et orientées dans des directions particulières, les fils de fibres donnent des caractéristiques différentes au matériau, en fonction de leurs orientations.
Au global, on parle alors d’un matériau anisotrope : ses caractéristiques mécaniques diffèrent en fonction des directions dans lesquelles on le sollicite. Par-ci rigide et très solide, par là plus souple et flexible.
Intérêt total
C’est bien l’ensemble de ces caractéristiques – résistance, poids & anisotropie – qui fait l’intérêt du carbone. En matière de conception, ce principe permet théoriquement d’aller très loin dans l’optimisation : alléger, rigidifier, renforcer, maîtriser les déformations… Un usage de matériau qui a un impact sur les choix, les formes, et même jusqu’à la concrétisation de certains concepts impossibles avec d’autres matériaux.
Pour autant, l’usage des fibres de carbone constitue une difficulté supplémentaire en matière de production : c’est un savoir-faire à part entière qu’il faut intégrer aux capacités de production. Plus facile à dire qu’à faire, d’autant qu’on va le voir, les étapes sont nombreuses et complexes. Parfois-même plus artisanales et aléatoires qu’on pourrait l’imaginer…
Les ingrédients…
Pour fabriquer une pièce en carbone – cadre, roues, ou autre – le concept de base est le même. Il faut réunir les éléments suivants, tous dotés de nuances intéressantes…
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Et la cuisson !
Une fois tout disposé, vient l’heure de la cuisson. Il s’agit là d’un savant mouvement de résine… C’est presque acquis, la plupart de celles utilisées dans le milieu du vélo sont d’origine epoxy. Il s’agit d’un matériau thermodurcissable : colle semi-liquide au départ, elle durcit de manière irréversible à la chaleur. Entre temps, à l’état liquide, elle joue un rôle bien précis.
Elle représente en moyenne 38% de l’ensemble fibre+résine en début de cuisson, 35% à la fin. Les 3% d’écart servent à purger la pièce de l’air encore présent dans le matériau en cours de cuisson. Sous la pression de la vessie, les plis et la résinent se lient. Des bulles d’air se forment. La résine qui circule sous l’effet de la pression entraîne ces bulles et doit les faire sortir de la pièce, vers le dispositif du moule servant à gérer les surplus.
La suite ?!
Voilà pour les bases, comprenons les ingrédients et la recette. Reste que comme toute bonne tambouille, le secret n’est pas (que) là ! Il est tout autant dans les petits secrets de préparations. Ces petites manières de faire qui font la différence le moment venu.
C’est tout l’objet de la deuxième partie de cette enquête carbone. C’est peut-être même la plus passionnante : quels sont les choix possibles ? Quelles sont les avantages de telles ou telles solutions ? Qu’est-ce que tout ça coûte ?! Réponse dans la deuxième partie de cette enquête Endurotribe !
