LE CADRE CARBONE

Publié le 20 Août 2015 par Jean Denis

C'est le genre de cadre le plus utilisé en compétition, mais également celui qui offre le plus de perspectives dans l'avenir.

Le carbone est aussi parfois appelé "composite". Il s'agit en fait d'un "moulage" de bandes de fils en fibres de carbone, intégrées à un mélange de résine (type epoxy) ; on peut y rajouter des fibres intermédiaires comme le kevlar, le lin...

La fibre de carbone est solide, résistante et légère. Le fabricant peut choisir, lors de la fabrication d'un cadre quelle orientation donner aux fibres et ainsi modifier les propriétés du produit final. Par exemple, un tube peut avoir des qualités de "rigidité" lorsqu'il subit un effort dans une direction, et de "confort" lorsqu'un autre effort vient d'une autre direction. Mais, il n’est pas toujours facile de savoir réellement en quelle fibre est construit votre cadre. Car souvent, il n’y en a pas qu’une et c’est un complexe mélange de catégories.

FIBRE HR

Pour faire simple trouve sur le marché des cadres quatre grands types de fibre de carbone :

HR (Haute Résistance). Leur rigidité est la plus faible de la famille mais elles bénéficient d’un bon allongement à la rupture et une très haute capacité à la déformation. On obtient ainsi une meilleure absorption des chocs par dissipation des vibrations. C’est un composant utile pour sa fiabilité et sa résistance. Les cadres fabriqués uniquement à partir de fibres HR sont plus lourds car on utilise souvent plus de matière.

- IM (Module Intermédiaire). Elles ont une très haute résistance et une bonne rigidité. Ses qualités sont une bonne absorption aux chocs et une excellente transmission de la puissance.

FIBRE HM

HM (Haut Module). Des fibres « haut de gamme » à la rigidité optimale, environ le double de celui des HR. Ces fibres doivent cependant être utilisées à bon escient car elles peuvent générer des produits plus cassants. Les fibres HM permettent d’ajouter beaucoup de rigidité avec moins de poids pour optimiser la transmission de la puissance.
VHM (Très haut Module). C’est la fibre la plus rigide et la plus cassante. Aussi elle n’est utilisée qu’en complément avec les autres fibres pour obtenir une efficacité optimale.

Mais ces feuilles de carbone sont aussi tissées ou tressées de deux formes différentes :

- La fibre multidirectionnelle est tissée dans des directions multiples avec des angles de croisement entre 10° et 70°. Ce mode de tissage apporte une meilleure résistance à l'écrasement, permet un maintien homogène et donne un aspect esthétique au cadre en carbone dénué de peinture, laissant apparaître la fibre nue (vernis de protection seulement). Souvent les motifs sont variables selon leur utilisation.

FIBRE MULTIDIRECTIONNELLE

- La fibre unidirectionnelles (UD ) est tissée dans un seul sens. Elle constitue la couche intérieure de la structure du cadre. Les fils de carbone sont tous orientés dans la même direction sur la feuille. Ce mode de tissage apporte une rigidité maximale par rapport à une direction précise. Comme un tube est composé d’une succession de couches, un des principaux secrets de fabrication réside dans le choix de l’orientation des fibres pour chaque couche. Cela permet d’obtenir très précisément le comportement souhaité pour la pièce fabriquée.

FIBRE UNIDIRECTIONNELLE

Vous pouvez aussi trouver des indications allant de 1K à 24K (voire 24K). En gros plus le chiffre est élevé plus le quadrillage sera large. A l'inverse, plus il est bas plus le tissage sera serré, donc le quadrillage plus discret. Le 24 K donnera un fil plus large et plus épais alors que le 1K sera serré et fin. Bien entendu un quadrillage plus serré sera plus léger et plus résistant mais surtout plus cher.

FIBRE 6K

FIBRE 12 K

En conclusion, malgré un prix élevé, la fibre de carbone est très légère. Elle résiste à la corrosion, et permet une multitude de forme.

Le cadre est alors conçu avec des fibres ayant des propriétés différentes en fonction des efforts qu'ils devront supporter. C'est le croisement et le travail de celles-ci qui lui donne sa spécificité.

Le principal défaut est une faible résistance aux chocs par rapport aux cadres en métal. Ainsi, la moindre chute est souvent fatale au cadre.

C’est un cadre qui sera plutôt réservé à la compétition ou au cycliste aguerri.