Ai-je besoin d’un vélo en carbone ? Avantages et inconvénients

Les vélos en carbone sont devenus la norme dans le milieu et haut de gamme et sont généralement le désir de tout cycliste qui veut améliorer son vélo. La réputation du carbone comme matériau de construction de cadres est telle que dans le segment du cyclisme sur route, il a complètement éliminé l’aluminium. Chez Tuvalum, par exemple, 9 vélos de route sur 10 vendus en 2021 avaient un cadre en carbone. Et dans le domaine du VTT, si l’écart entre le carbone et l’aluminium se resserre, le premier gagne aussi en ventes à partir de certaines gammes.

Mais cela signifie-t-il que c’est la seule bonne option d’achat, qu’il ne vaut plus la peine d’acheter un vélo de route en aluminium et qu’il faut absolument acheter un vélo en fibre de carbone ? Si vous vous êtes posé ces questions, nous vous aiderons à y répondre. Nous analysons les avantages et les inconvénients de ce matériau dans la fabrication des cadres et son utilité réelle, en fonction du type de cyclisme que vous pratiquez.

Un peu d’histoire, quand sont-ils apparus les vélos en carbone ?

La fibre de carbone a commencé à être utilisée dans la fabrication de vélos à la fin des années 1980, comme matériau expérimental pour les prototypes de cadres de route et de contre-la-montre. Look a été le principal promoteur de l’utilisation de la fibre de carbone dans la fabrication des cadres.

Cette marque française a profité de l’important investissement du célèbre homme d’affaires Bernard Tapie, qui a racheté la marque, pour innover dans le développement de nouvelles technologies de vélo. Ainsi, en 1986, le premier vélo en carbone de l’histoire est né, le Look KG 86, avec lequel Greg Lemond a remporté le Tour cette même année. Un modèle qui associe la fibre de carbone au Kevlar et aux raccords en aluminium pour réduire le poids et obtenir de meilleures performances, notamment lors de l’ascension de côtes.

Depuis, plusieurs marques telles que Bianchi, Lotus ou Vitus ont rejoint la fabrication de vélos en carbone au début des années 1990. Cette évolution a été accompagnée par de grands fabricants tels que Trek, Specialized ou Cannondale à la fin de cette décennie et au début des années 2000. Ces marques ont produit en masse des modèles de route et de montagne, avec des techniques de moulage plus avancées et l’utilisation de fibres plus rigides et plus résistantes.

Les cadres en carbone sont-ils tous identiques ?

Cette évolution des méthodes de fabrication a entraîné des compositions de fibres différentes selon la marque ou le modèle pour renforcer certaines qualités ou d’autres en fonction du type de cyclisme pratiqué ou de la zone du cadre à améliorer. Vous avez probablement entendu parler des fibres unidirectionnelles UD, des fibres 3K et 12K, entre autres, mais vous ne savez pas comment les différencier. Ils font référence à la composition et au tressage différents des fibres, qui renforcent certaines propriétés par rapport à d’autres :

Fibres K (3K, 6K, 12K…).

Désigne la manière dont sont tissées les fibres de carbone qui composent les tubes du cadre et les composants tels que les manivelles, le guidon, etc. Les fibres K sont à l’origine de l’essor commercial des vélos en carbone, grâce à leur tressage croisé qui offre une plus grande rigidité et une meilleure cohérence. Quant aux chiffres, ils font référence à l’épaisseur de la tresse. Le 3K compte 3 000 filaments par fibre ; le 6K compte 6 000 filaments par fibre ; le 12K compte 12 000 filaments par fibre, et ainsi de suite. Plus les filaments de carbone sont nombreux, plus le matériau est solide et léger, car la quantité de résine époxy utilisée pour le collage est moindre.

Lors de la sélection d’un vélo en carbone, il est important d’examiner le type de fibres du cadre (3K, 12K, unidirectionnel, etc.).

Fibres UD

Au cours des dernières saisons, les fibres de carbone unidirectionnelles sont devenues le carbone le plus efficace pour la construction de cadres, en particulier dans la moyenne et haute gamme. Les fibres unidirectionnelles – appelées fibres UD – diffèrent des fibres de type K en ce qu’elles sont toutes tressées dans une seule direction au lieu d’être tressées en croisement. Cela signifie que le cadre nécessite moins de résine et que les fibres agissent comme un bloc plus solide et plus léger.

Avantages des vélos en carbone

L’avantage légèreté/rigidité est le principal avantage dont on parle le plus et dont vous avez probablement entendu parler à propos du carbone. Mais ce matériau présente d’autres avantages très intéressants. Passons en revue les plus importants:

1. Poids : plus léger que l’aluminium

Si vous voulez un vélo léger qui ne vous pèse pas lorsque vous roulez, grimpez, etc., vous devez inévitablement vous tourner vers les options en carbone. Une autre option si votre budget est plus limité est d’améliorer l’assemblage en introduisant quelques composants en carbone : guidon, tige de selle, manivelles, roues, etc. Le gain de poids moyen par rapport à un cadre en aluminium est notable, environ 1 kg, mais il peut être plus important selon le modèle ou la marque. Cela ne signifie pas nécessairement que tous les vélos en carbone sont plus légers que leurs équivalents en aluminium, car le poids total d’un vélo ne dépend pas seulement du cadre, mais aussi d’autres éléments tels que les roues, le groupe de transmissions, les pneus, etc.

2. Résistance

La composition des filaments de carbone est en soi très résistante aux chocs et à la chaleur. Et si nous ajoutons à cela leur tressage et leur collage, nous obtenons des tubes très solides qui sont également très résistants aux chocs, à la chaleur ou à la corrosion. La vidéo suivante montre un test de résistance de tubes composés de différents matériaux (acier, aluminium, kevlar…) où l’on peut voir la résistance de la fibre de carbone composite (très répandue dans la fabrication des cadres) par rapport aux autres métaux.

3. Elasticité et capacité d’absorption

Sa composition au moyen de fils liés à une résine (généralement de type époxy) offre une structure souple et absorbante. De plus, de nombreux fabricants comme Cannondale ou Trek jouent sur l’épaisseur des fibres dans certaines zones du cadre (bases, haubans, direction) pour absorber plus ou moins les impacts du sol. Le carbone, en général, est un matériau avec lequel on peut faire varier les géométries et les formes des tubes du cadre pour s’adapter aux besoins spécifiques du cycliste. Cela lui confère une plus grande capacité à absorber les irrégularités de l’asphalte et du terrain et à offrir un plus grand confort au cycliste.

4. Un niveau d’intégration plus élevé

Cette capacité de personnalisation du cadre que nous avons évoquée au point précédent permet de fabriquer des cadres avec des tubes plus stylisés et plus petits que ceux en aluminium, ainsi que de jouer avec différents profils, formes ou sections. Les joints des tubes sont à peine perceptibles et les composants peuvent être mieux intégrés et obtenir de meilleures performances aérodynamiques.

Inconvénients du carbone

Il n’y a pas que des avantages. Bien que le carbone soit un matériau qui offre de très hautes performances en termes de légèreté, de rigidité et de confort, il présente également un certain nombre d’inconvénients qui ne doivent pas être pris en compte lors du choix d’un vélo en carbone ou en aluminium. Voici sont les principaux inconvénients :

1. Le prix : ce sont des vélos plus chers

Le coût de la matière première de la fibre de carbone est plus élevé que celui de l’aluminium. Il coûte plus cher à produire et à traiter. De plus, le moulage et la fabrication de cadres ou de composants sont beaucoup plus coûteux que des matériaux tels que l’aluminium et l’acier. Tout ceci a un impact sur le prix. Actuellement, le carbone est encore réservé aux vélos de milieu et de haut de gamme, avec des prix de 1 700 euros pour les nouveaux modèles et plus pour les vélos de montagne ou de route. Si votre budget est moins élevé, une option intéressante consiste à acheter un vélo en carbone d’occasion. Pour compenser le prix élevé du carbone, certaines marques ont recours à l’intégration de composants bas de gamme dans leurs modèles d’entrée de gamme pour les vélos avec cadre en carbone.

2. des réparations plus coûteuses

Les cassures de cadres en carbone ne sont pas aussi fréquentes qu’on pourrait le croire. Au final, il s’agit d’un matériau aussi solide, voire plus solide, que l’aluminium. Cependant, en cas de casse, il est plus fragile et sa réparation en atelier est plus complexe et coûteuse. C’est un point à évaluer, bien qu’avec quelques entretiens de base et réguliers, vous puissiez réduire les risques de cassure.

3. Sensibilité plus grande à la friction et aux couples de serrage.

L’une des fissures les plus courantes sur les cadres en carbone est causée par un serrage excessif de la fixation de la tige de selle dans le cadre. Bien que le carbone soit un matériau très rigide et très solide, cette dureté implique de prendre des précautions supplémentaires lors de l’assemblage d’autres composants. C’est pourquoi il est essentiel d’utiliser une pâte ou une graisse de montage spéciale pour le carbone lors du montage d’une tige de selle ou d’un guidon. Il est également très important, lors du serrage des boulons, de respecter le couple de serrage (en Nm) fourni par le fabricant. Si vous serrez trop fort, le risque de fissure ou de rupture peut être plus important que sur un cadre en aluminium.

4. Matériel non-recyclable

Un autre inconvénient non négligeable est l’empreinte carbone générée par le carbone. La fabrication d’un cadre de vélo en carbone consomme plus d’énergie et génère plus de déchets que l’aluminium ou l’acier. En outre, contrairement à ces derniers matériaux, le carbone est très difficile à recycler. Une fois dégradée, seule une partie de la résine époxy entrant dans sa composition peut être recyclée, le reste est très polluant et finit généralement par pourrir dans les dépotoirs, voire dans les rivières et les mers.

Mythes et légendes sur les cadres en carbone

La fibre de carbone en tant que matériau vedette dans la fabrication des vélos est entourée d’une multitude de mythes et de légendes qu’il convient de réfuter. Lorsque vous examinez les options d’achat, ne vous laissez pas influencer par ce type de clichés et recherchez plutôt des données véridiques et contrastées des marques consolidées, des médias spécialisés, des études d’ingénierie, etc.

Mythe 1 : le carbone est plus fragile que l’aluminium

Cette déclaration est une demi-vérité qui devrait être clarifiée. Les différents tests de résistance à l’impact donnent au composite de fibre de carbone une résistance supérieure à celle de l’acier ou de l’alliage d’aluminium. Il est également plus résistant à la corrosion et aux changements de température. En général, il est plus isolé de l’extérieur. Cela signifie que la dégradation ou le risque de casse dû à l’usure d’un cadre en carbone de qualité est inférieur à celui d’un cadre équivalent en aluminium ou en acier. Toutefois, précisément en raison de sa plus grande rigidité et de sa plus grande résistance, le carbone ne se déforme pas en cas d’impact direct à haute puissance, mais a tendance à se fissurer. D’où l’hypothèse qu’il est plus fragile que l’aluminium.

Mythe 2 : Il n’est bénéfique qu’en compétition

Il s’agit d’un mythe qui, heureusement, est de plus en plus démenti. Bien qu’il y ait encore de nombreux cyclistes qui pensent qu’il n’y a pas de différence substantielle pour le cyclisme amateur. Comme nous l’avons déjà expliqué, le carbone n’offre pas seulement une plus grande légèreté et de meilleurs niveaux de rigidité exploités dans les changements de rythme ou pour générer plus de watts. Il offre également un confort et une absorption lors du franchissement d’obstacles et de la conduite sur des terrains accidentés. Ce mythe est facile à réfuter : essayez de parcourir 100 kilomètres sur un vélo en aluminium et comparez avec la même distance parcourue sur un vélo en carbone. Pour les mêmes composants et réglages, le vélo en carbone est plus confortable sur les longs trajets.

Mythe 3 : Le carbone nécessite plus de soins

Le carbone peut être plus sensible lors de l’assemblage des composants. Mais au-delà de l’utilisation d’une graisse d’assemblage spécifique et du fait de ne pas trop serrer les fixations, il requiert presque les mêmes soins que d’autres matériaux tels que l’aluminium ou l’acier. Voir moins, car il n’est pas sujet à la rouille ou à la corrosion.

Conclusions

Après avoir vu les caractéristiques du carbone, il reste à répondre à la question pour laquelle nous avons ouvert cet article. Sans aucun doute, un vélo en carbone présente beaucoup plus d’avantages que d’inconvénients qu’un vélo en aluminium. Nous pouvons vous conseiller d’acheter un vélo en carbone si vous êtes un cycliste assidu et que vous souhaitez gagner en performance et en confort.

L’investissement, qui devient de plus en plus abordable grâce à sa généralisation dans des gammes moins chères, finit par valoir le coup sous tous ses aspects et pour toutes les modalités. Même les plus radicaux en matière de vélo de montagne, comme l’enduro ou la descente. Cependant, nous ne recommandons pas ce type de vélo si vous comptez rouler occasionnellement ou pour des trajets courts et peu exigeants sans objectifs sportifs majeurs, où il est moins nécessaire d’aller vite. Ni pour des utilisations qui ne sont pas strictement sportives, comme les déplacements urbains entre le domicile et le lieu de travail. Pour tout le reste, nous disons oui au carbone.