Comment comprendre la géométrie du vélo Gravel

Lorsque vous envisagez d'acheter un vélo de gravel, vous devez savoir comment évaluer les besoins en matière de conduite sur gravier.

Cet article abordera trois aspects de la géométrie du cadre : le sentier, l'empattement et la hauteur de caisse. Ces aspects valent la peine de prendre un peu de temps pour se familiariser, ou du moins se familiariser, si vous voulez être sûr d'atterrir sur un vélo qui répond à vos attentes.

Vous trouverez le reste sur le thème des vélos de gravel ici.

Il semble sage de clarifier d'abord ce qu'est la « géométrie » par rapport aux vélos. Dans ce contexte, nous parlons des angles critiques entre les tubes du cadre qui sont utilisés pour accomplir deux choses :

fournir le bon ajustement du cycliste au vélo

fournir les caractéristiques de conduite souhaitées du vélo sous ce cycliste.

L'analyse des tableaux de géométrie des vélos de gravel de différentes marques révèle que certains se tournent vers le VTT, et d'autres vers l'extrémité cyclocross du spectre en termes d'ajustement. Le premier est plus droit et les angles sont plus lâches. Il s'agit d'offrir plus de stabilité à grande vitesse sur des surfaces meubles, ce que certains cyclistes souhaiteront.

La stabilité à grande vitesse dépend de quelques facteurs géométriques clés : l'inclinaison et le cheminement de la fourche, l'empattement, la hauteur du centre avant et du boîtier de pédalier. Plus d’informations à ce sujet ci-dessous.

Contraintes de conception

Les fabricants de vélos qui produisent des vélos à géométrie standard ont tendance à proposer une gamme de tailles pour chacun de leurs modèles. Pendant ce temps, les constructeurs sur mesure construiront des vélos dans des dimensions adaptées à leurs clients. Les deux parties sont contraintes par quelques aspects du système global :

1) Les fourches sont produites en série dans une petite variété de longueurs pour une taille de roue donnée et avec une petite gamme de râteaux (plus d'informations sur le râteau ci-dessous). Les fourches custom en carbone sont très rares.

2) Chaque vélo est limité par les normes de pédalier et de manivelle, qui déterminent la largeur (ou l'étroitesse) de la coque du pédalier, ce qui affecte le dégagement des pneus. Si vous souhaitez utiliser une manivelle de route sur un cadre de cyclocross (comme c'est le cas en standard), les bras heurteront les bases si vous les placez trop larges pour tenter de monter un pneu de 50 mm.

3) Chaque vélo est limité par les dimensions d'espacement du moyeu arrière disponibles, qui influencent l'angle des bases dans la coque du pédalier, et donc le jeu du pédalier.

4) Le jeu du dérailleur avant par rapport au pneu arrière affecte la longueur des bases. L'introduction de transmissions à un seul anneau a incité de nombreux constructeurs à abandonner le dérailleur avant et à utiliser des bases plus courtes.

5) Fonction de transmission – simplement, si les bases deviennent trop courtes, les transmissions ne fonctionnent pas bien. Cervelo a poussé aussi loin que les transmissions typiques peuvent gérer, des bases de 415 mm. 420 mm a tendance à être la longueur de séjour la plus courte que nous voyons sur les vélos de gravel de nos jours.

Géométrie frontale : fourches, râteau et sentier

La plupart des contraintes évoquées ci-dessus ne se manifestent pas comme des problèmes pour le cycliste moyen, car elles ont tendance à être traitées de la même manière dans tous les domaines, à l'exception de la géométrie de la fourche. C'est là que les constructeurs qui ont la capacité de fabriquer ou de se procurer des fourches avec des râteaux différents pour chacune de leurs tailles auront l'avantage en termes de manipulation. Cependant, si nous regardons ENVE, par exemple, qui produit peut-être les meilleures fourches en carbone du marché, nous verrons que chaque fourche est livrée en un seul râteau. Dans le cas de leur fourche à gravier , la râteau est de 47 mm.

De nombreux constructeurs de cadres personnalisés spécifient les fourches ENVE parce qu'elles sont très bonnes, mais ils doivent contourner le râteau proposé pour chaque format (route, cyclocross, gravel, vtt). Wound Up, en revanche, propose deux râteaux pour sa fourche de gravier et trois pour sa fourche « de banlieue » (ce qui est bon pour les vélos de route équipés de gros pneus). Cependant, Wound Up a beaucoup moins de pénétration du marché que ENVE, et leur conception modulaire et collée donne à leurs fourches un aspect plus old-school que ce qui intéresse de nombreux cyclistes, en particulier lorsqu'elles sont associées à des tubes de direction surdimensionnés. Du point de vue de la maniabilité, cependant, être capable de choisir le meilleur des deux râteaux présente des avantages, et je peux attester que leurs fourches roulent très bien.

Si vous examinez les tableaux de géométrie de l'industrie, vous verrez que certaines entreprises utilisent le même râteau à fourche pour chacune de leurs tailles dans un modèle donné. En effet, il est trop coûteux de se procurer plus d'une fourchette pour une utilisation de différentes tailles. Certaines entreprises, si elles réalisent suffisamment de volume, utiliseront deux râteaux, ce qui améliorera les choses. Cependant, en général, les vélos sont conçus de manière à ce que les tailles les plus courantes, 55-58 cm, aient la géométrie « idéale », tandis que les extrêmes – x-small et x-large – se retrouvent avec une géométrie loin d'être idéale.

Par exemple, la plus petite taille proposée dans un modèle donné utilisera un angle de tête très incliné (doux, peut-être 69 degrés), mais la même inclinaison de fourche qu'un vélo avec un angle de tête de 73 degrés dans une taille commune. Le résultat est deux valeurs de trail très différentes, et donc deux vélos qui roulent assez différemment. Spoiler, le petit vélo ne roulera pas aussi bien que le plus gros vélo. C'est pourquoi les petits cyclistes sont souvent mieux servis avec des vélos fabriqués par des constructeurs sur mesure qui peuvent leur construire des fourches personnalisées dans les niveaux requis. Oui, ils sont plus lourds, mais la manipulation devrait l’emporter sur le poids.

Une solution proposée dans l'industrie serait une fourche utilisant une conception à axe traversant qui accepte un insert excentrique pour décaler l'essieu d'avant en arrière, ajustant ainsi l'inclinaison. Nous ne parlons que d'une différence de millimètres. nous espérons voir l'une des principales marques de fourches en carbone proposer bientôt un tel design.

Concrètement, quel type de sentier est bon pour le gravier ? En fait ça dépend. Diamètre et volume des pneus, principalement. Deuxièmement, le positionnement du corps.

La « bonne » quantité de sentier que vous recherchez sur un vélo dépend beaucoup de la vitesse à laquelle vous le roulerez et de la nature des surfaces sur lesquelles vous roulerez. Les surfaces vraiment molles sont mieux utilisées sur un vélo avec une piste faible, ce qui signifie que la roue avant n'a pas tendance à vouloir basculer lorsqu'elle est penchée. C'est essentiel lorsque vous tournez sur des surfaces meubles, car vous voulez que la roue puisse glisser un peu sans réellement tourner en dessous. Pensez au contre-braquage de style moto ; c'est ce que vous voulez que le vélo veuille faire.

Si vous transportez une charge à l'avant – peut-être dans un sac de guidon – vous aurez besoin d'un sentier bas.

Il s'agit du Steelwool Secteur 18 des éditeurs, extrêmement stable dans les descentes libres et rapides avec des pneus de 28 mm à 35 mm. C'est probablement mieux avec des pneus de 32 mm. Voici les spécifications du vélo :

Angle de tête 72,5

Angle d'assise 73

Longueur de base 422 mm

Hauteur du support inférieur : 80 mm

Tube de selle (du centre vers le haut) 57 cm

Tube supérieur (centre à centre) 58,7 cm

Centre avant 624 mm

Longueur du tube de direction 166 mm

Fourche (essieu à couronne) 376 mm

Râteau 49mm

Sentier 58mm

Avec des pneus de 32 mm, sa traînée est de 58 mm. C’est l’extrémité inférieure du spectre des sentiers et je trouve que cela fonctionne exceptionnellement bien. Avec des pneus de 28 mm, la piste descend de 1 mm. À titre de comparaison, le vélo de cyclocross Steelwool se comporte également très bien sur le gravier, et il a un angle de tête plus raide (73 degrés), un BB plus haut (chute de 70 mm) et une fourche légèrement moins inclinée (47 mm). Avec un pneu de 33 mm, la piste fait 57 mm – sympa, hein ? Avec un pneu de 35 mm, le trail devient 58 mm. Regardez ça, exactement comme Secteur avec des 32 ! Il atteindra jusqu'à 38 mm sur ce vélo, ce qui portera la piste à 59 mm.

MISE À JOUR : L'écrivain de vélos a roulé plus récemment (2018, 2019) sur des sentiers plus longs que les vélos plus anciens de l'écrivain, et il les apprécie également ! Le trail est compliqué et les chiffres ne racontent pas toute l'histoire. Le cyclocross Brodie Romax en aluminium de l'écrivain est à 64 mm de trail avec des pneus Bon Jon 700c x 35 mm, ce qui est agréable. Avec des pneus 650b x 48 mm, le trail descend à 62 mm. Mon vélo de gravier T-Lab en titane personnalisé a un tube de direction plus lâche et plus d'inclinaison sur la fourche, mais ses numéros de piste sont identiques. Ces deux vélos ne se comportent pas de la même manière ! Cependant, les deux sont excellents. Le T-Lab a certainement l'avantage lorsqu'il s'agit de faire face à des terrains glissants sans dévers, ce que les chiffres ne reflètent pas du tout.

MISE À JOUR : l'auteur développe ces dynamiques en détail dans l'article de 2022, MATTER : Columbus Futura Cross, râteau réglable et stabilité de direction.

Empattement

L'empattement prend soin de lui-même, dans la plupart des cas. Un vélo à empattement court est un peu comme des skis courts. Il ne suivra pas aussi bien sur des surfaces meubles qu'un vélo à empattement plus long. C'est pourquoi les VTT de descente sont devenus de plus en plus longs au fil des années. Des extrémités avant plus longues et des fourches plus longues rendent les vélos plus droits et plus stables. Notez que leurs guidons sont également devenus beaucoup plus larges pour compenser leurs géométries inclinées.

Sur un « vélo de gravier », l'utilisation d'un tube de selle droit (toujours la norme, principalement en raison des exigences de changement de vitesse avant) signifie que les bases ne peuvent être que très courtes tout en maintenant l'espace entre les pneus et le tube de selle et le dérailleur avant. Un concepteur doit donc déterminer quelle doit être la taille maximale des pneus, puis construire les bases suffisamment longues pour obtenir le dégagement souhaité entre les pneus et le tube de selle. Pour un vélo de cyclocross, cela tend à être d'environ 425 mm. Le Specialized Crux, par exemple, utilise cette longueur pour chaque taille. Comme pour les vélos de tourisme, où la stabilité à vitesse est une priorité, les longues bases (430 mm +) peuvent contribuer à un empattement global long (ish), ce qui assure la stabilité.

Mais les longues bases ne sont pas le seul moyen d'obtenir une stabilité accrue à grande vitesse, comme nous le savons depuis un certain temps. Pensez à la géométrie Genesis de Gary Fisher, qui, pourrait-on dire, s'est inspirée des vélos de montagne de style BMX comme le Spooky Metalhead et les a appliqués aux vélos de montagne de cross-country. Les vélos de montagne sont passés de potences de 130 mm, tout comme les vélos de route, à des potences de 50 mm en 15 ans environ. Avec l'OPEN UP et le 3T Exporo, nous assistons à l'introduction de extrémités arrière plus courtes et d'extrémités avant légèrement plus longues qui se frayent un chemin dans le gravier sous l'apparence de ce que j'appellerais des sous-catégories de « route à gros pneus » ou « tout-terrain ». soit de la route, soit du gravier ; faites votre choix.

Bien que l'empattement puisse rester le même, la sensation des vélos construits autour de ces différentes approches variera considérablement, en particulier hors de la selle. Essentiellement, le tube de direction oscille d'avant en arrière lorsque nous tournons le vélo, par rapport au contact de la roue avant avec la route/le sentier. Plus la potence est longue, plus le tube de direction oscille loin pour un angle donné de la roue avant. Avec l'élan vers l'avant poussant le tube de direction vers l'avant dans l'espace, plus il s'éloigne du centre, plus le cadre arrière veut le pousser, encore une fois, par rapport au suivi du pneu avant sur le sol. Si vous imaginez ce qui se passe lorsqu'un coureur tombe dans un virage en cyclocross, par exemple, la plupart du temps, le pneu avant glisse, puis roule vers l'arrière lorsque le tube de direction pousse la roue au-delà de l'angle dans lequel elle peut adhérer au sol. Je suis désolé si je n'explique pas cela aussi clairement qu'on pourrait le faire... D'après ma compréhension de ces dynamiques, je pense qu'un avant plus long que la normale sur un vélo de gravel est plus souhaitable que l'inverse. Nous parlons de maintenir le même poids sur la roue avant, mais d'une manière différente de la normale.

Hauteur de caisse

Un facteur clé pour les vélos de gravel, qu'il s'agisse de vélos de cyclocross dédiés ou adaptés, est la hauteur de caisse. La hauteur de caisse est une autre façon de dire « centre de gravité ». Malheureusement, cet aspect de la conception du vélo est trop souvent laissé de côté dans les discussions sur la géométrie, car il est vraiment important pour la confiance du cycliste à toutes les vitesses.

Sur un vélo de cyclocross, un centre de gravité relativement élevé peut être souhaitable pour plusieurs raisons :

il permet de franchir les barrières plus facilement qu'un centre de gravité bas ;

cela signifie que les pédales ont plus d'espace au sol pour pédaler dans les virages et dans les sections hors cambrure.

Mais comment obtenir un centre de gravité élevé ? Il existe deux manières de modifier le diamètre de la roue :

Hauteur du pédalier. Plus il est haut, plus il est facile de décoller la roue avant du sol en la faisant pivoter autour de l'essieu arrière.

Longueur de manivelle. Les manivelles longues nécessitent une selle basse, les manivelles courtes permettent une selle plus haute.

La longueur de la manivelle a un impact sur le centre de gravité en selle, mais pas en position debout. Les descentes se font debout, donc les longues manivelles ne sont pas un bon moyen de réduire le poids.

Pour un vélo qui ne verra jamais de sauts de barrière et de courses de cyclocross agressives, un boîtier de pédalier haut ne servira à rien sur un vélo de gravel. Au lieu de cela, cela rendra la descente instable. Plutôt que d'avoir l'impression d'être assis « dans » le vélo, vous aurez l'impression d'être assis « dessus ». À mes yeux, la seule raison pour laquelle un vélo de cyclocross à pédalier haut est bon pour le gravier est s'il est équipé de freins à disque et permet au cycliste d'utiliser des roues 650b (voir cette ressource pour les dimensions des roues). J'ai créé le tableau ci-dessous pour capturer la gamme de hauteurs de pédalier entre les vélos que je roule sur du gravier, par rapport à un vélo de cyclocross « de style euro » typique, le Ridley X-Night.

Un boîtier de pédalier bas semblera stable, tous les autres facteurs étant cohérents. De plus, si vous roulez sur des sentiers lents et rocailleux, le pied du cycliste sera plus proche du sol pour les dabs. Comment y parvient-on ?

Si le diamètre de la roue est fixe, la « chute » du boîtier de pédalier sous la ligne horizontale disséquant les axes de roue détermine la hauteur du boîtier de pédalier. Un chiffre « bas » pour un vélo 700c est de 80 mm (voir le secteur 18 ci-dessus), ce qui était courant pour la plupart des vélos de course sur route. Un chiffre « élevé » serait de 65 mm (voir le Ridley X-Night ci-dessus). J'ai vu des vélos avec une chute aussi faible que 90 mm, pour le tourisme, mais ils sont difficiles à pédaler dans les virages et sont considérés comme des valeurs aberrantes.

La chute du boîtier de pédalier est normalement un élément fixe, sauf si nous parlons d'un vélo avec un boîtier de pédalier excentrique, qui permet à l'axe de pédalier de tourner autour d'une trajectoire excentrique, vers l'avant, l'arrière, le haut, le bas. Un vélo typique n'aura pas cela, mais cela vaut la peine d'envisager si vous avez un vélo personnalisé que vous souhaitez ajuster pour différentes roues...). S'il s'agit d'un vélo de cyclocross, la chute du boîtier de pédalier est réglée en fonction d'un diamètre extérieur particulier du pneu. S'il s'agit d'un vélo de course que les concepteurs s'attendent à ce que sa fonction principale soit la course, l'hypothèse sera que des pneus de 33 mm seront utilisés (j'ai utilisé 32 mm ci-dessus, dans le tableau lié). Avec un pneu de cette taille, on peut utiliser une chute de pédalier élevée et garder le centre de gravité raisonnable pour des performances globales.

Mais que se passe-t-il si le pilote ne court pas du tout ou beaucoup, et souhaite plutôt utiliser le vélo avec des pneus de 38 mm ? Eh bien, la chute du boîtier de pédalier ne changera pas, mais sa hauteur par rapport au sol changera. La raison pour laquelle on utilise des pneus de 38 mm est probablement que le cycliste sera confronté à un terrain accidenté, où un boîtier de pédalier bas est probablement souhaité pour la stabilité, en particulier à grande vitesse. Oops. Au lieu de cela, le vélo roulera comme sur des échasses à des vitesses lentes et, malgré les gros pneus, ne fonctionnera pas aussi bien sur des surfaces meubles qu'un vélo plus bas. Cependant, pour être honnête, l'inertie supplémentaire des pneus plus gros augmente la stabilité à des vitesses plus élevées, donc dans de nombreux cas, le vélo se sentira bien.

S'il s'agit d'un vélo à disque, on pourrait éviter le problème de hauteur de caisse excessive en utilisant des roues 650b avec des pneus de 38 mm ou plus et finir par garder le pédalier à peu près à la même hauteur. Le tableau ci-dessus montre que la géométrie d'un vélo de cyclocross « de style euro » comme le Ridley X-Night est idéale pour une conduite sur gravier douce en utilisant des pneus de 700 x 32 ou 33 mm. Donc, si l'on veut utiliser des pneus de 33 mm ou moins pour la conduite sur route et sur gravier, un vélo comme celui-ci fonctionnera bien. Cependant, si l’on souhaite affronter des terrains plus accidentés, les pneus de 33 mm ne sont souvent pas assez grands. Avec des pneus allant jusqu'à 770c x 38 mm (certains vélos CX sont plus grands, jusqu'à 42 mm), la hauteur du boîtier de pédalier devient trop élevée pour une stabilité à grande vitesse sur des surfaces meubles.

La meilleure approche consiste soit à choisir un vélo avec un boîtier de pédalier inférieur pour une utilisation avec des roues 700c, soit à adapter un vélo à boîtier de pédalier haut comme le Ridley avec des roues 650b. Pour mes vélos à disque, ma règle de base est que lorsque je veux utiliser des pneus de plus de 700c x 38 mm, je passe au 650bx 42 mm ou 48 mm. L'exception à ma règle s'appliquerait si je devais rouler longtemps et loin sur un terrain accidenté qui ne nécessitait pas beaucoup de maniement du vélo ; pensez à Dirty Kanza. Pour ce genre de chose, je voudrais une configuration de pneus « mastodonte », comme un Rene Herse Snoqualmie Pass en 44 mm, ou Antelope Hill en 55 mm.

Maintenant quoi?

Où atterrissons-nous ? En termes de format - ce n'est pas une question de géométrie - les freins à disque apportent le plus de polyvalence à un vélo donné, en permettant au cycliste d'adapter relativement facilement le vélo au terrain à parcourir. Cela s'applique au diamètre de la roue et à la largeur de la jante. Autrement dit, si l'on souhaite utiliser une gamme de volumes de pneus sur une plate-forme donnée, il est idéal de faire correspondre les largeurs de jante à celles des pneus. Cela deviendra plus courant au fil des années, mais pour être à l'épreuve du temps, les disques permettront une flexibilité maximale et réduiront les réglages des freins lors du changement de roue. Vous aurez du mal à trouver un nouveau vélo de cyclocross ou de gravel avec freins sur jante en 2019.

Writer a personnellement obtenu d'excellents résultats avec la « géométrie de la route » sur des routes meubles, mais avec des pneus plus gros (diamètre 700c). Ce que je veux toujours pour ce type de terrain, c'est une chute du boîtier de pédalier de 70 mm à 80 mm. Un peu moins, c'est bien, mais pas beaucoup moins. À mesure que vous montez, la stabilité à grande vitesse en souffre. C'est pourquoi de nombreux vélos de cyclocross « euro » font peur dans les descentes rapides en terre/gravier comme celles du D2R2. L'auteur recommande de ne pas acheter un tel vélo pour rouler sur du gravier, à moins que vous ne prévoyiez d'utiliser des roues 650b ou de vous en tenir à des pneus de 33 mm ou moins.

Le tableau ci-dessus reflète le fait qu’une hauteur de caisse basse offre moins d’espace pour les pédales pour les roches et les racines sur les sentiers. Cependant, Writer ne s’attarde pas personnellement sur cet aspect. À 312 mm (oui, c'est plus d'un pied !) du sol, le Writer Niner est si haut que la pointe des pieds atteint le sol lorsque je suis en selle, et je prendrais une hauteur de caisse plus basse plutôt qu'un plus grand dégagement pour les pédales. ce vélo n'importe quel jour. Pour référence, les vélos de cyclocross Writer Brodie avec une chute de 70 mm sont TROP FAIBLES pour les sentiers lorsqu'ils sont utilisés avec des pneus 650b x 42 mm. Les coups de pédale sont fréquents. Cependant, ces mêmes cadres équipés de pneus 650b x 48 mm sont excellents sur les sentiers ET les chemins de terre.

L'écrivain doit admettre que même si j'ai une bonne idée de la géométrie que je souhaite dans un vélo à roues 700c pour gravel, l'opportunité de concevoir une plate-forme 650b/700c présenterait des défis intéressants. J'utiliserais certainement un dérailleur avant, ce qui empêcherait d'utiliser des bases beaucoup plus courtes que les bases classiques (bien que les nouveaux supports directs pour les dérailleurs avant pourraient aider). L'arrière du vélo pourrait rester typique, bien qu'avec un dégagement pour pneus de 50 mm obtenu grâce à l'utilisation de bases asymétriques comme l'Open UP ou le 3T Exploro. Je préférerais soit des haubans minces pour une suspension passive, soit peut-être un amortisseur en ligne de style Moots YBB sur le joug du hauban. Je préférerais un tube supérieur avec un profil aplati pour un peu plus de résilience par rapport à un tube rond. Le principal dilemme serait de savoir s'il faut utiliser une longueur de tube supérieur régulière ou aller plus longtemps et spécifier une potence plus courte. Aller plus longtemps augmenterait l'empattement, conférant une plus grande stabilité, tandis que la maniabilité deviendrait un peu plus « directe » avec une potence plus courte. Comment ça se sentirait ?

MISE À JOUR 2022 : j'ai eu l'occasion d'explorer ces questions ! J'ai travaillé avec T-Lab Bikes à Montréal pour concevoir et construire un cadre en titane basé sur les paramètres dont je discute ci-dessus. L’expérience s’est bien déroulée jusqu’à présent ; et en septembre 2022, le vélo avait parcouru près de 18 000 km, dont 20 jours de conduite en Espagne et en France. En un mot, ma géométrie a fonctionné exactement comme souhaité et le vélo s'est exceptionnellement bien comporté dans les situations les plus exigeantes auxquelles je souhaiterais soumettre un vélo à barre de descente. J'ai eu l'occasion de tester diverses théories sur le cadre et de valider mes théories concernant la géométrie de l'avant et la dynamique roue/pneu. Vous pouvez approfondir de nombreux détails ici : Collection Gravel Bikes. Vous pouvez également lire l'histoire de la journée la plus exigeante que j'ai passée sur le vélo, une version chemin de terre de 6-Gaps dans le Vermont. Cette pièce couvre les détails pertinents pour les montagnes équestres. Étonnamment, j'ai utilisé le même vélo avec des roues 700c et un plateau plus grand pour parcourir des montagnes en Europe en juillet/août 2022, et cela a très bien fonctionné. La prochaine itération du X3 de T-Lab se profile à l'horizon, alors restez à l'écoute pour savoir comment nous améliorons un vélo déjà fantastique.

REMARQUE : article provenant d'Internet.