Parcours de roue : Kick back Attack

C'est la dernière ligne droite. Après les effets dits de chaîne puis de bras, Antidote t'éclaire aujourd'hui sur le parcours de roue, en clôture de sa trilogie consacrée à la physique de la suspension arrière.

Un parcours de roue dont on omet de préciser par habitude qu'il s'agit en l'occurrence du parcours de roue arrière. Ha oui, mais qu'est-ce à dire ? La roue arrière ne fait pas le même parcours que moi ? Genre, je vais aller prendre la variante du single à gauche, on se rejoint plus loin... Non, là il s'agit du trajet que décrit la roue par rapport au triangle avant lorsque la suspension se comprime. Ce parcours induit des modifications de géométrie qui ont un impact direct sur le comportement du vélo. C'est donc un paramètre à prendre en compte au moment de la conception d'un VTT.

Le parcours de roue arrière induit deux types d'effets : une variation de l'empattement arrière, et un allongement de la chaîne. Lorsque l'on dit allongement de chaîne, là encore, il s'agit d'une facilité de langage. Ta chaîne a une longueur fixe, bien sûr. On parle en réalité de la longueur du brin dur, soit la portion de chaîne comprise entre les points d'accroche sur le plateau avant et sur le pignon arrière. Vu ? OK. On y reviendra plus tard.

Mono pivot vs VPP

On peut diviser le monde du vélo en deux à propos du parcours de roue. Dans le coin gauche, les mono pivot, dans le coin droit, les points de pivot virtuels. Nous allons aborder le cas de figure le plus simple en premier, qui est, tu l'auras deviné, le système à mono pivot, et qui nous donnera un aperçu assez synthétique des phénomènes induits par le parcours de roue.

Dans le cas d'un VTT à suspension arrière à mono pivot, le parcours de roue arrière est forcément un bel arc de cercle, décrit par l'axe de roue arrière autour du point de pivot autrement appelé CR (Centre de Rotation).

Si le point de pivot était co axial avec le boîtier de pédalier -comme ce fut le cas sur de rares vélos dans la préhistoire du VTT suspendu-, l'empattement arrière resterait constant. Mais le CR est toujours distinct de l'axe de pédalier. Axe de roue, point de pivot et axe de pédalier forment donc un triangle, qui se déforme avec la prise de débattement. De cette déformation résultent les phénomènes de modification de l'empattement et d'allongement de la chaîne.

Revenons à notre triangle axe de roue (a) / axe de pédalier (b) / point de pivot (c). Lorsque ce triangle se modifie de par la prise de débattement, (a) pivote autour de l'axe (c). Comme le segment (a-c) est de longueur fixe (c'est le bras oscillant), et que (b-c) ne bouge pas, c'est (a-b) qui morfle. L'axe de roue s'éloignant de l'axe de pédalier, l'empattement augmente, et le brin dur de chaîne s'allonge. A noter que plus la distance (b-c) entre le boitier de pédalier et le point de pivot est grande, plus la variation de (a-c) est importante. Et plus (b-c) sera grand, plus la variation de (a-c) sera importante.

La variation de l'empattement ne pose pas de problème particulier. Tu n'en sentiras pas les effets en roulant. Par contre, en ce qui concerne l'allongement du brin dur de chaîne, c'est une autre limonade...

Kick back attack

La distance entre le CR et l'axe de pédalier induit donc un allongement de chaîne, qui se concrétise en roulant par le phénomène de kick back. Expliquons nous : en phase d'allongement du brin dur, la chaîne a tendance à tirer le pédalier vers l'arrière, puisqu'elle est accrochée sur le pignon et que celui ci s'éloigne du pédalier. Comme la chaîne n'est pas élastique, ça force. Le pédalier a tendance à vouloir tourner dans le mauvais sens. Et tu prends tous les à-coups dans les mollets. Tu viens de faire connaissance avec l'effet magique, et néanmoins désagréable du kick back. (cf encadré).

Question d'encombrement

Enfin, le dernier aspect à prendre en compte au sujet du parcours de roue est tout simplement la question de l'encombrement. En fond de débattement, la roue arrière se rapproche fortement du tube de selle, puisqu'elle suit son arc de cercle. Jusqu'à 130 / 140 mm de débattement, ça ne pose pas de problème. On peut rester dans des valeurs d'empattement arrière et d'angle de TdS classiques. Au delà, hé bien, ça touche. Il faut donc soit redresser le tube de selle, soit allonger les base. A moins que l'on essaie de modifier le parcours de roue. Et c'est là que le VPP entre en scène.

Largeur = 418px Hauteur = 323pxLargeur = 418px Hauteur = 323pxLargeur = 418px Hauteur = 323pxLargeur = 418px Hauteur = 323px

Largeur = 418px Hauteur = 336pxLargeur = 418px Hauteur = 336pxLargeur = 418px Hauteur = 336pxLargeur = 418px Hauteur = 336px

 

Images 1 et 2 : monopivot

Sur ce schéma on voit que la roue arrière décrit un arc de cercle autour du point de pivot (CR). La déformation du triangle (abc) provoque un allongement du segment (ab), donc un allongement de l'empattement arrière... mais en fond de compression l'empattement global a diminué, si l'on considère que la suspension avant est logiquement aussi comprimée. Tu remarqueras l'allongement conséquent du brin dur.

Monde virtuel

Maintenant que nous avons compris les grandes lignes du phénomène parcours de roue, attaquons nous à la seconde grande catégorie de VTT : les systèmes à point de pivot virtuel, que nous appellerons par commodité VPP, même si VPP est au vélo ce que Frigidaire est au réfrigérateur. Le brevet du VPP « original », appartient à Santa Cruz, qui l'a acheté à Outland en 99.

Sur un VPP, le parcours de roue ne décrit pas un arc de cercle. Le brevet Outland repose sur le principe d'un parcours de roue contenu dans une zone verticale. Les concepteurs avaient peut-être d'autres raisons de concevoir le VPP de la sorte, mais en tous cas, c'est sur ce point que porte le dépôt de licence. Pratiquement, la roue arrière se déplace toujours en arc de cercle par rapport au point de pivot. C'est le point de pivot lui même qui se déplace afin de permettre à la roue de rester dans une zone délimitée. C'est pourquoi on ne parle plus de CR, mais de CIR : Centre Instantané de Rotation.

Bien, si le parcours de roue n'est pas circulaire, quelle forme prend-t-il alors ? Là on touche un point sensible. Sur le V10 il fait une sorte de S. Sur les autres, c'est variable, mais c'est souvent comparable. Sauf qu'il ne faut pas le dire, au risque d'empiéter sur le brevet appartenant à Santa...

Au final, le principal avantage du système reste de permettre de concevoir des vélos à très grand débattement, sans être obligé d'allonger excessivement les bases, ni de dessiner un tube de selle droit comme un I. C'est donc bien une raison d'encombrement, qui préside ici.

Par contre, question allongement de la chaîne, ça dit quoi ?

C'est là que le bât blesse un peu : le corollaire de ces trajectoires étant que la roue n'effectue pas une rotation plus ou moins parfaite avec l'axe de pédalier. S'en suit alors un allongement prononcé du brin dur sur certaines positions. Donc, un effet de kick back parfois important.

Largeur = 418px Hauteur = 324pxLargeur = 418px Hauteur = 324pxLargeur = 418px Hauteur = 324pxLargeur = 418px Hauteur = 324px

Largeur = 418px Hauteur = 326pxLargeur = 418px Hauteur = 326pxLargeur = 418px Hauteur = 326pxLargeur = 418px Hauteur = 326px

Images 2 et 3 : pivot virtuel

En phase de compression, la roue arrière est maintenue dans une zone verticale. Elle ne vient pas frotter au tube de selle en fond de débattement, et l'empattement global, lorsque la suspension avant est comprimée, reste assez constant. Par contre, le brin dur n'est pas épargné : il s'allonge de façon importante.

L'objectif de cet article n'est pas d'arbitrer entre mono pivot et VPP. Chaque système apporte une réponse particulière aux problématiques liées au parcours de roue. Ensuite, tout l'art consiste à trouver des solutions pour réduire les effets induits en fonction du type d'utilisation visé. Au final, ce sera à toi de faire ton choix, espérons que notre modeste entreprise de vulgarisation t'y aura aidé.

 

L'effet de Kick back

Il est très facile d'évaluer la propension de ton vélo à t'envoyer du kick back dans les pattes. Dégonfles ton amortisseur, puis appuies fortement sur ta selle : si ton pédalier tourne vers l'arrière sous l'effet de la compression de la suspension, c'est qu'il y a du kick back. Si il tourne un peu, pas de souci. Si il fait trois tours, tu sais pourquoi ça tape dans les mollets sur les freinages avec l'arrière comprimé...

Tu noteras que plus l'adhérence de la roue arrière est bonne, plus l'effet est prononcé. En plein effort, lorsque ça motrice bien, la sensation peut être très désagréable. Si tu compenses en soulageant ton effort, tu perds du grip. Si tu compenses en appuyant plus fort sur les pédales, tu verrouilles la suspension. En outre, sur le petit plateau, le kick back est plus prononcé. Quand tu mets tout à droite, pour un même allongement de brin dur, l'angle de KB est plus faible, ce qui en amenuise l'effet. Enfin, si le KB est quasiment inévitable, il faut surtout éviter les vélos qui ont un fort kick back au SAG.

 

De l'effet du parcours de roue sur la suspension elle même

Tu te poses peut-être la question de savoir quel est l'effet du parcours de roue sur l'amortissement en lui-même. Nous n'avons pas traité ce point car il est un peu hors sujet : on parle ici des corrélations mécaniques entre triangle avant et triangle arrière. Pour faire très simple et très court, à propos d'un sujet particulièrement complexe, on dira que lorsque la roue recule, la suspension est activée facilement, et lorsqu'elle avance, à contrario, elle est moins réactive. On connaît des gens qui ont travaillé spécifiquement sur ce point, avec comme corolaire un kick back assez prononcé, puisque si l'on privilégie un parcours de roue facilitant le travail de la suspension, on doit avoir une roue qui recule longtemps, donc beaucoup, ce qui implique un fort allongement de chaîne. CQFD.