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Construire des roues fiables est un art, et même si la plupart des constructeurs de roues sont réticents à partager les secrets de leur métier, certains, comme Zak Smiley, sont prêts à les partager. Dans cet article, Matt Wikstrom s’entretient avec Zak pour avoir un aperçu de ce qui rend une roue solide et fiable.

Pour beaucoup de gens, la construction des roues de vélo semble compliquée. Des dizaines de rayons doivent être parfaitement alignés et équilibrés, sinon la roue souffrira d’un biais important. Cependant, il n’est pas nécessaire de s’attaquer à tous les rayons d’un coup. Construire une roue est un acte de répétition, en se concentrant sur un doigt à la fois.

Bases de la construction de roues

Je n’essaierai pas d’expliquer comment est fabriquée la roue (il existe de nombreux livres qui en parlent), mais l’ensemble du processus peut être décomposé en quatre phases :

1. Assemblage : Les rayons sont insérés dans la bride du moyeu selon le modèle d’engagement souhaité (les modèles radiaux, à deux ou trois croix sont les plus courants pour les roues de route) et fixés à la jante avec des écrous.

2. Tensions : L’écrou est serré par petits incréments pour augmenter lentement et uniformément la tension des rayons sur la roue. Les constructeurs de roues comptent généralement le nombre de tours du verrou de rayon lors du serrage de la roue pour s’assurer que chaque rayon est serré au même rythme.

3. Arrondi et exactitude : Au fur et à mesure du serrage de chaque rayon, la jante est tirée vers le centre du moyeu, ainsi que vers l’origine des rayons. En utilisant un gabarit de roue qui mesure l’écart de la jante par rapport à la rotation et à la réalité, le constructeur de roues peut ajuster la tension sur chaque rayon jusqu’à ce que tout écart ait pratiquement disparu.

4. Plats : Le disque de roue est une mesure de la distance entre la jante et l’extrémité de l’essieu du moyeu et doit être le même des deux côtés de la roue. Le réglage de l’équilibre de la tension des rayons entre les côtés gauche et droit de la roue ajustera le disque de roue.

Si la jante est ronde – parfaitement ronde – et que le moyeu a un axe parfaitement centré avec des rebords parfaitement ronds et des trous de rayons positionnés avec précision, alors la roue sera ronde et vraie une fois assemblée avec les rayons uniformément serrés. Cependant, aucun moyeu ni jante n’est parfait et les petits écarts doivent être compensés, soit en raison de la forme de la roue, soit de la régularité de la tension des rayons.

Par conséquent, la tâche du constructeur de roues est de gérer les compromis, en essayant d’obtenir une roue correctement arrondie tout en maintenant la tension des rayons. Il s’agit d’un processus itératif qui demande du temps et de la patience, car le constructeur de roues s’efforce de faire tourner la roue, encore et encore, jusqu’à ce qu’un équilibre parfait soit atteint.

L’importance de la tension de la parole

La plupart des cyclistes jugeront la qualité d’une roue en fonction de sa rondeur et de sa précision, mais la principale préoccupation d’un constructeur de roues est la tension des rayons.

Au fur et à mesure que la roue tourne, les rayons se chargent et se déchargent et c’est cette répétition de tension qui a des effets néfastes, notamment sur les têtes de rayons. Les rayons à faible tension sont particulièrement sensibles à cette contrainte. Bien que rien ne puisse être fait pour éviter la fatigue des doigts, même la tension des doigts garantit que la fatigue se développe au même rythme pour chaque doigt.

Alors qu’autrefois les constructeurs de roues devaient s’appuyer sur leurs sens pour évaluer la tension des rayons, il existe aujourd’hui des jauges de tension sophistiquées qui fournissent des mesures précises. Et selon Zak Smiley, propriétaire et exploitant Vélo Skunkwork à Sydney, ils deviennent indispensables dans la fabrication de roues.

« L’utilisation d’un compteur pour équilibrer la tension des rayons prend plus de temps », explique Zak, « mais cela réduit le risque que la roue devienne anormale sans raison et garantit une stabilité accrue de la roue tout au long de sa durée de vie. »

Zak utilise un tensiomètre numérique artificiel Fanatique de la roue. La résolution de ce compteur lui confère une précision extraordinaire qu’il utilise pour serrer assidûment les roues. Bien qu’il soit impossible d’éliminer toutes les variations, on obtient généralement une variation inférieure à 10 % pour chaque côté de la roue (Figure 1).

Un bon tensiomètre à rayons simplifie non seulement la construction des roues, mais Zak le trouve également utile pour diagnostiquer et résoudre les problèmes de roues. Un exemple d’une telle roue est représenté sur la figure 2 ci-dessous. Non seulement la tension était trop forte, mais la variation de la tension de ses doigts était trop importante, alors Zak a commencé à essayer d’améliorer les deux. Pendant une heure, il a desserré puis resserré progressivement ses rayons tout en faisant attention à la rondeur et aux bords latéraux de la roue.

Tension à rayon asymétrique : un cas particulier

La plupart des pilotes rencontrent rarement des problèmes avec des rayons de roue avant desserrés ou cassés. En revanche, les roues arrière peuvent être très endommagées, et le problème vient de leur conception asymétrique.

Toute roue avant conventionnelle (c’est-à-dire sans disques) est symétrique par rapport à son axe longitudinal. Les longueurs des rayons sont les mêmes des deux côtés de la roue, tout comme la tension finale des rayons (voir Figure 1, à gauche). En revanche, le corps de roue libre brise la symétrie de la roue arrière, déplaçant le flasque droit du moyeu de manière à ce qu’il soit plus proche du centre du moyeu. Par conséquent, des rayons plus courts sont nécessaires et une contrainte supplémentaire est créée lorsque la roue tourne (Figure 1, à droite).

Au fil des années, les fabricants de roues ont expérimenté diverses stratégies pour remédier à l’asymétrie de la roue arrière, telles que différents modèles de sangles et conceptions de jantes décalées, et bien que certaines stratégies aient réduit l’écart, aucune ne l’a jamais éliminé. Les constructeurs de roues continuent de débattre de la meilleure approche, mais tous conviennent qu’il devrait y avoir une tension de chaque côté de la roue.

La différence de tension des rayons a également des conséquences pratiques, car la tension supplémentaire rend les rayons du côté transmission difficiles à usiner. Un couple plus important est nécessaire pour faire tourner l’écrou, ce qui peut entraîner une torsion des rayons (les rayons se tordent au lieu de tourner l’écrou) et/ou des dommages à l’écrou. La lubrification des écrous est essentielle, mais Zak a trouvé un moyen de fabriquer la roue arrière qui facilite la gestion de la tension supplémentaire sur les rayons du côté entraînement.

Construire de droite à gauche

Il n’est pas nécessaire de faire pivoter les rayons côté entraînement jusqu’à une tension finale d’environ 120 kgf alors qu’une grande tension peut être ajoutée simplement en jetant la roue. Ainsi, plutôt que de serrer simultanément les deux côtés de la roue, comme cela se fait sur la roue avant, les rayons non moteurs sont laissés libres jusqu’à l’étape finale de fabrication.

Zak a utilisé cette approche depuis qu’il l’a découverte Bibliothèque d’articles de Wheel Fanatyk.

« Bien qu’il existe de nombreuses façons différentes et valables de construire une roue, cette méthode m’a aidé à produire une roue solide et équilibrée », explique Zak. « La séparation des tensions côté entraînement et côté non entraînement contribue également à simplifier le processus de correction et de réparation des roues qui ont été fabriquées ailleurs.

« Le seul inconvénient majeur de cette approche est qu’elle ne fonctionne pas pour les roues symétriques. Je suis donc revenu à une méthode plus traditionnelle pour construire la roue avant. »

Tout d’abord, Zak a attaché la roue selon les besoins et a serré tous les écrous jusqu’à ce que le dernier fil de chaque rayon ait disparu. « Ensuite, j’ai rapidement utilisé plusieurs tours de bouton de rayon pour augmenter la tension côté transmission à environ 70 à 80 % de mon objectif (qui était d’environ 80 kgf). Cette section est relativement rapide et sale car je ne chasse pas les radiales ou les latérales à ce stade.

À ce stade, Zak a utilisé un tensiomètre pour s’assurer que tous les rayons du côté entraînement avaient exactement la même tension.

« Lorsque la tension est là où je la souhaite, j’utilise les rayons du côté transmission pour obtenir le véritable radial. J’ai vérifié les tensions qui existaient et je me suis assuré qu’aucun des porte-parole ne créait des tensions beaucoup plus grandes que leurs voisins.

Dans l’étape suivante du processus, Zak utilise des rayons non moteurs pour centrer la jante et niveler le disque de roue. Une fois de plus, il a prêté une attention particulière à la tension des rayons, cette fois du côté opposé à la roue motrice. Une fois la roue centrée, elle utilise les rayons non moteurs pour déplacer la roue latéralement.

« L’utilisation de ce système me permet de séparer complètement les contraintes radiales et latérales des contraintes élevées du côté entraînement et des contraintes faibles du côté opposé à l’entraînement. Un avantage supplémentaire de cette technique est qu’il n’est plus nécessaire de déplacer le mamelon côté entraînement.

L’ensemble du processus peut prendre jusqu’à 90 minutes, et les ajustements finaux de la tension, de la rondeur et de l’inclinaison latérale sont les processus les plus exigeants en main d’œuvre. Zak utilise un candidature en ligne simple pour planifier les mesures finales de tension des rayons, qu’il remettait à ses clients et conservait pour ses propres dossiers.

La science de la roue contre l’art ?

On dit souvent qu’il existe un art dans la fabrication de grandes roues, mais comme nous l’avons vu ci-dessus, de nombreuses connaissances scientifiques se sont développées autour de ce sujet. Il est vrai que la construction d’une roue peut être considérée uniquement comme un défi technique, et à condition que le constructeur de roues dispose de suffisamment de données concernant ce défi (c’est-à-dire le poids du cycliste et la puissance attendue), une structure appropriée peut être conçue et construite pour répondre à ces défis. exigences. demandes.

Cependant, se contenter de débattre de la science revient à ignorer la place de l’imagination et de la créativité dans le processus. Au moins, il y a de l’art dans l’exécution, mais je peux aussi voir que le développement et le raffinement des pratiques de construction de roues dépendent en réalité de l’imagination et de la créativité.