Rapport de suspension : une question existentielle

En matière de géométrie de vélo on connaît des données figées, que la plupart des amateurs éclairés maîtrisent assez bien : l’empattement arrière, la hauteur de cadre, la longueur du top tube, ou le débattement de suspension, qui n'est pas fixe, mais dont la valeur maxi sert de référence. Quand on aborde d'autres aspects, et en particulier celui qui nous intéresse aujourd'hui, les choses se compliquent un petit peu...

Car le rapport de suspension, puisque c'est de lui qu'il s'agit, n'est quantifiable de façon significative que dans son évolution. Faisons appel, pour une fois, à la philo, pour illustrer notre exemple (ne fuis pas , il ne va rien t'arriver de grave). En philo, tu t'en rappelles sans doute si tu as passé le cap de la terminale, les anciens considéraient que toute chose possédait une essence, un être en soi, une sorte de modèle fixe, intemporel, opposé en quelque sorte à l'existence. Mais l'Être en soit, la réalité fixe des choses, ont été contestés par les existentialistes, dont Jean Paul Sartre, qui prétendaient que l'essence se confond avec l'existence. Pour Jipé, l'être n'est pas figé dans le marbre, il se développe dans la temporalité. Hé bien le rapport de suspension c'est pareil. Certaines valeurs géométriques sont absolues, quantifiée une fois pour toutes : c'est leur essence qui compte. Le rapport de suspension, lui, n'a d'intérêt que dans son existence, la façon dont il évolue. Son essence c'est son existence. Jean Paul dirait que son existence précède son essence.

Là tu te dis qu'on est mal partis : c'est quoi le rapport de suspension de mon vélo alors ?

Pour donner une première définition, disons que le rapport de suspension (leverage ratio en anglo saxon) c'est le rapport entre le débattement à la roue arrière et la course de l'amortisseur à tout instant du débattement.

Pourquoi à tout instant du débattement ? Parce que ce rapport n'est pas constant. Tu auras compris que la mesure à un instant T de la prise de débattement revient à poser : débattement à la roue arrière / course de la tige de l'amortisseur. Ce rapport, évoluant au gré de la prise de débattement, le mesurer à un point donné n'a donc pas de grande signification.

Pourtant il te semble avoir entendu parler de « Low leverage ratio », ou rapport faible, un argument mis en avant par certaines marques. Certes, mais les arguments technico marketing sont parfois simplifiés à l'extrême pour devenir plus marketing que technico.

Si le fabricant de ton vélo indique dans la fiche technique une valeur de rapport de suspension, il y a fort à parier qu'il te donne la valeur à fond de débattement. Ce qui, en soit ne signifie rien du tout, tant qu'on ne sait pas ce qu'il se passait avant.

Pour aller, un peu dans le sens des marques qui communiquent sur le rapport de suspension, disons qu'il donne une indication sur le bras de levier entre la roue arrière et la tige d'amortisseur. Plus ce bras de levier est important, plus l'amortisseur sera actionné facilement. Mais comme l'amortisseur est justement là pour contrôler les mouvements de la suspension, il importe finalement peu que le rapport soit élevé ou bas. On règlera l'amortisseur en fonction, et voilà. On peut cependant indiquer qu'un rapport bas présente d'autres intérêts, outre les aspects de cinématique pure, comme des efforts moindres sur les éléments de liaison par exemple. Les marques qui le mettent en avant, attirent d'ailleurs l'attention sur une moyenne de ratio basse, donc un bras de levier en moyenne moins important que sur un vélo affichant un rapport plus élevé.

Attardons nous un peu sur ce bras de levier. Pour le quantifier, on mesure l'enfoncement de la tige d'amortisseur, et le débattement que la roue a pris pour arriver à cet enfoncement. Cela nous donne une valeur qui permet de quantifier la force appliquée pour faire bouger la tige d'amortisseur, à un instant T du débattement. Admettons que ta roue arrière ait pris 100mm de débattement pour produire un déplacement de tige d'amortisseur de 30 mm. Le rapport est alors de 100/30 = 3,33.

Si la roue arrière de ton pote de rando a pris le même débattement que la tienne, mais que son amortisseur s'est enfoncé de 34 mm, alors son rapport au même instant T est de 100/34=2,94.

Dans le premier cas, le bras de levier exprimé par le rapport était plus important, puisque la tige s'est moins déplacée.

Mais, répétons le à l'envi, cette valeur en soi, toute seule n'est pas très significative. Car l'instant T du débattement auquel elle est constatée suit et / ou précède forcément un certain nombre d'autres instants T. Pour lesquels le bras de levier exprimé par le rapport est presque à coup sûr différent.

La seule donnée véritablement digne d'intérêt en matière de rapport, c'est donc sa courbe d'évolution. A la limite, pour simplifier à mort, on peut la tracer de façon très grossière en prenant le rapport suspension détendue, puis au SAG, et enfin à fond de débattement.

Mais l'idéal est bien entendu de se baser sur une courbe la pus précise possible, avec des mesures régulières tout au long de la prise de débattement de l'amorto et de la roue arrière.

Une courbe de rapport affiche deux données, généralement présentées comme suit (1) :

En abscisse on affiche le débattement à la roue arrière. En ordonnée, on n'affiche pas l'enfoncement de la tige, mais le rapport de suspension lui même : soit débattement sur enfoncement de la tige. La courbe ne décrit pas une suite de mesures de rapports,mais bien l'évolution du rapport elle même au fil de la prise de débattement. On retrouve Jean Paul : l'essence du rapport de suspension c'est son existence !

Revenons à notre courbe : en fonction de son allure, on va définir la caractéristique principale de l'évolution du rapport. On simplifiera en parlant de rapport dégressif, constant ou progressif. Quoique, ça c'est pour les jolies courbes régulières. Beaucoup de courbes sont dégressives au début puis progressives. Ou l'inverse.

Si tu te dis que tu vas enfin savoir quelle est la courbe idéale, tu vas être déçu. Il n'y a aucune règle en la matière. Certains concepteurs attachent beaucoup d'importance à la courbe, d'autres moins. Et loin de nous l'idée d'établir une quelconque hiérarchie à ce niveau : la conception d'un vélo fait appel à un nombre très élevé de paramètres, les questions d'encombrement et d'implantation des éléments les uns par rapport en particulier aux autres influent beaucoup . On aimerait parfois placer un point de pivot à un endroit déjà occupé par un accessoire indispensable (un dérailleur avant par exemple). Donc il faut trouver une solution. Or le déplacement d'un point de pivot de quelques millimètres peut influer de façon spectaculaire sur la courbe. En bref, certains concepteurs vont parfois donner la priorité à l'effet de chaîne ou un autre paramètre, en fonction de l'usage prévu du vélo qu'il dessinent, et faire passer la courbe au second plan.

Quoiqu'il en soit, l'allure de la courbe est l'élément principal qui servira au fabricant d'amortisseur pour définir un setting adapté au vélo. Constante, progressive, dégressive, les deux à la fois et dans n'importe quel ordre... c'est dans la relation courbe / setting que se joue l'essentiel du fonctionnement. C'est une affaire de mise au point, en fonction d'un objectif de comportement à atteindre, entre les concepteurs du vélo et les fabricants de suspension. Pour être totalement franc, chez Antidote on a quand même deux ou trois idées précises sur les allures de courbes, mais elles ne sont que le point de départ d'un puzzle complexe à assembler. D'autres partiront d'un principe de base différent, et feront un très bon vélo quand même. Ce qui ne veut pas dire qu'on peut faire n'importe quoi. Certaines courbes sont si aberrantes qu'à leur seule vue on sait de suite que le vélo est un pur tréteau. Mais notre rôle n'est pas de dénoncer, n'insiste pas.

Dans le même ordre d'idée, il est totalement impossible de lier une architecture à une courbe de rapport. Mono pivot en prise directe, mono pivot biellette – basculeur, pivot virtuel... aucun de ces systèmes n'est lié à un type de courbe. Tiens, puisqu'on en parle... les systèmes de suspensions feront d'ailleurs l'objet de notre prochain article. A dans deux mois donc, cher lecteur, pour un sujet un peu moins théorique. D'ici là ne te prends pas trop la tête avec la courbe de rapport de ton vélo, et... va plutôt rouler !

  1. Certaines courbes peuvent parfois être présentées différemment : le rapport, toujours en ordonnée, est calculé en divisant la course de la tige par le débattement de la roue, et non l'inverse. Elles sont facilement reconnaissables car les valeurs évoluent entre 0 et 1.

Les différentes allures de courbes


P { margin-bottom: 0.21cm; }


Les trois allures de courbes principales sont illustrées ici. Attention, si la courbe monte, l'évolution du rapport est dégressive, et inversement ! La raison en est simple . Si le rapport est élevé, alors le bras de levier décrit par ce rapport est élevé aussi. On peut schématiser en disant que l'amortisseur est plus facilement mis en mouvement si le bras de levier est plus important. Donc quand le bras de levier diminue (et le rapport avec lui), il devient plus difficile de déplacer la tige d'amortisseur, la suspension se durcit. La courbe descendante décrit donc une suspension progressive. CQFD.



Les allures de courbes de certains vélos ne sont ni progressives, ni dégressives. Celle ci est dégressive au début, puis progressive, et enfin légèrement dégressive en fin de course. On peut cependant considérer que le rapport est globalement progressif.

 

Rapport simple vs instantané : Sur ce schéma on constate la différence importante entre les deux manières de tracer la courbe de rapport.

P { margin-bottom: 0.21cm; }

Les logiciels en ligne

A notre connaissance, Nicolaï est la seule, ou l'une des seules marques à donner accès aux courbes de rapport de ses châssis. D'un autre côté, la courbe en elle même n'étant pas significative, tant qu'elle n'est pas reliée à une hydraulique d'amortisseur, elle ne s'avère exploitable que par les experts de la suspension. Dont un certain nombre de lecteurs de Vélo Vert ! Qui ont donc besoin de dénicher la courbe de leur vélo afin d'affiner les settings internes de leur amorto. Il existe des logiciels en ligne, comme Linkage, qui permettent d'éditer les courbes. Encore faut-il pour ce faire, entrer des valeurs précises, auxquelles il n'est pas facile d'avoir accès. Tu peux aussi effectuer tes mesures toi même, mais sachant qu'une erreur de positionnement de quelques millimètres d'un point de pivot peut entraîner des variations très importantes en matière de courbe, nous ne te le conseillons pas vraiment. En tous cas, évites d'extrapoler à partir d'une photo de profil d'un vélo, choppée sur internet. C'est l'échec garanti. La meilleure façon d'utiliser les logiciels en ligne reste finalement d'aller piocher dans leur bibliothèque de courbes . Mais attention, là aussi, il convient de vérifier qui est à l'origine du calcul. Les utilisateurs « fiables » qui ont accès à des données constructeur, s'identifient facilement. A toi d'être vigilant !

 

Courbe de rapport simple et courbe de rapport instantané

Il existe deux façons de tracer une courbe de rapport, donc deux types de courbes. La première est appelée à juste titre courbe de rapport simple. Elle utilise les valeurs de rapport constatées à intervalles réguliers du déplacement de la tige d'amortisseur -tous les millimètres, par exemple. On part du point zéro ; suspension totalement détendue. Puis on mesure à un instant T d'enfoncement de la tige (chaque mm, donc) de combien la roue s'est déplacée par rapport à ce point zéro, et on empile les résultats pour tracer la courbe.

La seconde donne un rapport dit instantané : Au lieu de calculer le rapport à chaque fois depuis le point zéro, on le calcule cette fois ci depuis la position précédente. Sur un même incrément de 1mm de déplacement de tige, à chaque « check point », on ne va pas prendre en compte le déplacement de la roue total depuis la position suspension totalement détendue, mais depuis la dernière mesure. Entre les points 2 et 3, c'est donc le déplacement de la roue de position 2 à position 3 qui est pris en compte pour calculer le rapport.

Au final les deux courbes peuvent s'avérer très différentes. Mais elles sont également utilisées par les constructeurs et les fabricants d'amortisseur. A noter que Linkage donne généralement des courbes de rapport instantané.