Cyclotourisme, ni compétition, ni tourisme pur, mais sport universel - Charles ANTONIN, premier président de la FFCT.
Cyclotourisme : Tandem noir raconte ses voyages et randonnées à vélo, en tandem, le plus souvent en cyclo-camping.

 

 

La lettre A (page 2)

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Le Cycliste - octobre 1950






 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Publicité pour CEGEDUR parue dans le Cycliste en octobre 1956

 

 

 

 

 

 

 

 

Raccord massif en alliage léger sur  le tandem "dural" de Gnome-et-Rhône présenté au salon de 1946. Dessin de D. REBOUR dans Le Cycliste de février 1947.

Aluminium

Découverte de l'aluminium

L'aluminium est extrêmement répandu dans la croûte terrestre, il serait le premier métal en volume avec 8 %, devant le fer qui ne représente que 4 %. Cependant, il fallut attendre longtemps sa découverte et encore plus longtemps son exploitation industrielle.
C'est en France, aux Baux de Provence, que fut découverte la bauxite, matière première de l'aluminium, par Pierre Berthier en 1821. C'est en 1825 que le chimiste danois Hans Christian Œrsted isola l'aluminium pour la première fois, par une réaction chimique impliquant un amalgame au potassium. Entre 1827 et 1845, le chimiste allemand Friedrich Wohler améliora le procédé d'Œrsted en utilisant le potassium métallique. Il fut le premier à mesurer la densité de l'aluminium et à en montrer sa légèreté.
En 1854 en France, Henri Sainte-Claire Deville obtint un métal (chlorure double d'aluminium et de sodium) réduit par le sodium. Aidé par le soutien financier de Napoléon III, Deville créa une usine expérimentale et exposa l'aluminium pur à l'Exposition Internationale de Paris en 1855. En 1860, l'usine de Salindres, dans le Gard, fut pratiquement la seule au monde, pendant 30 ans à produire de l'aluminium selon le procédé de Sainte-Claire Deville.
En raison de sa métallurgie difficile, il s'agissait alors d'un métal extrêmement cher. Il fut à l'époque considéré comme un métal semi-précieux au même titre que l'argent.
En 1886, Paul Héroult, en France et, quelques mois plus tard Charles Martin Hall, aux États-Unis, découvrirent indépendamment l'un de l'autre que l'oxyde d'aluminium, ou alumine, se dissolvait dans la cryolite et pouvait ensuite être décomposé par électrolyse pour donner le métal brut en fusion. En 1887, la Société Electrométallurgique Française est créée, elle met en place un an plus tard, à Froges dans l'Isère, une usine équipée des premières cuves de fabrication industrielle d'aluminium électrolytique existant en France. En 1887, Carl-Joseph Bayer, chimiste allemand, fait breveter un procédé de transformation du minerai de bauxite en alumine.

Une exploitation en constante augmentation

La France fut au début du XXè siècle le premier producteur mondial de minerai, devant les grandes exploitations à ciel ouvert, notamment en Afrique, en Australie et en Jamaïque.
Et la fabrication de l'aluminium devenant plus facile, son prix diminua, sa production augmenta. Depuis le début du XXè siècle, la production mondiale d'aluminium a doublé tous les 9 ans jusqu'en 1950. De 1950 à 1970, elle a plus que décuplé. En 1970, elle s'élevait à 10 millions de tonnes, aujourd'hui, elle dépasse les 20 millions de tonnes. La production mondiale d'aluminium primaire a augmenté de 80 % en 20 ans.

La préhistoire du cycle

En février 1889, "Le Cycliste" annonce que "le fils du richissime Jay Gould possède une bicyclette toute en aluminium". D'après Raymond Henry qui cite cette phrase le vélo pèserait seulement 6 kilos (on peut supposer que ce vélo a été offert au fils cadet Franck qui avait 12 ans en 1889). Par contre, si Vélocio exhorte déjà les fabricants à construire des cadres en tubes d'aluminium, le métal est à l'époque trop précieux et ne présente pas les caractéristiques de son alliage Duralumin qui ne naîtra qu'en 1909. De plus, son assemblage n'est pas encore réellement industriel. Cependant, en 1895, le coureur Jean-Marie Corre se lance dans un Tour de France sur une machine dotée d'un cadre en alliage d'aluminium. Entre 1892 et 1894, Terrot utilise l'aluminium pour ses garde-boue, La Gauloise commercialise des pédales et les pompes sont déjà "couramment" fabriquées en aluminium. En 1896, aux Etats-Unis, des cadres nommés Lu-Mi-Num sont coulés mono-bloc, par contre leur alliage est de pauvre qualité et de ce fait, ces cadres sont dédaignés.

Dans la "Revue des Sports" du 9 décembre 1892, on pouvait lire :
"L'aluminium, dont on a tant parlé ces temps derniers, serait-il devenu pratique ?
On dit qu'un inventeur, appelé M. Goodman, aurait trouvé le moyen de le souder, et que deux membres en vue de l'industrie vélocipédique lui ont acheté son brevet lors d'un dîner privé, pendant le Stanley Show. Si la nouvelle est vraie, il faut s'attendre à voir l'aluminium prendre une grande place dans l'industrie vélocipédique."

Cet article était visionnaire, mais il fallut attendre les années 1930 pour acquérir les premiers cadres soudés par des artisans. Et c'est encore beaucoup plus tard que démarra la production industrielle. Et pour cause, c'est la Seconde Guerre Mondiale qui fit évoluer les procédés de soudage sur les alliages légers (production en série des sièges de bombardiers américains).

L'aluminium et la bicyclette

L'aluminium est donc devenu un élément incontournable de nos bicyclettes. Très rapidement, les concours de machines comme la Polymultipliée ont conduit les constructeurs à se tourner vers l'aluminium. En fait, plus souvent vers les alliages d'aluminium de façon à avoir des matériaux présentant de meilleures caractéristiques.
L'alliage de base est le Duralumin (dans sa désignation normalisée française AU4G ou 2024 dans sa désignation américaine). Il s'agit d'un alliage contenant du cuivre (symbole U), du magnésium (symbole G). Sa nouvelle désignation est Al Cu4Mg1.
Dès que les constructeurs ont voulu souder les cadres (pour augmenter leur rigidité et soigner l'esthétique), ce sont des alliages d'aluminium avec du magnésium qui ont été mis en oeuvre, les Alumag (alliage d'aluminium à 6,5 % de magnésium). Nicolas Barra réalisa son premier cadre en brasage tendre avec ce matériau dès 1936, avant de réaliser ses fameuses machines Barralumin en soudage au chalumeau oxydrique.
Pour augmenter les caractéristiques, les fabricants ont proposé l'alliage 6061 (Al Mg1SiCu), puis des alliages encore plus résistants les 7003 et 7005 (Al ZnMg). Par contre, ces nuances demandent plus de soin à la mise en oeuvre. Elles requièrent aussi un traitement thermique après soudage de façon à retrouver des caractéristiques mécaniques élevées au niveau de la zone affectée par la chaleur. Il est à noter que pour l'assemblage de ces nuances, qu'il s'agisse du Duralumin, du 6061 ou 7005, ce sont les mêmes produits d'apport qui sont utilisés pour les souder. Il s'agit soit d'un alliage à très faible caractéristique mais que l'on utilise en soudo-brasage, soit d'un alliage de type 5083 (Al Mg4,5Mn0,7).
Pour les jantes, ce sont des produits filés du type 6xxx (aluminium-magnésium-silicium) qui sont utilisés. L'avantage de ces nuances est leur facilité à réaliser toutes sortes de profils.
Les nuances 7075 (Al Zn5,5MgCu) sont des nuances connues aussi sous le vocable de Zicral. Les fabricants de plateaux et de couronnes légères : Spécialités TA ou Stronglight utilisent le Zicral. Son utilisation pour les cadres ne serait pas judicieuse, sa soudabilité étant très mauvaise. En effet, il s'agit d'un allia
ge très délicat à souder compte tenu de sa tendance à fissurer pendant l'opération de soudage.

Les atouts de l'aluminium

Par rapport à l'acier, les principaux atouts de l'aluminium sont :
- La légèreté : C'est évidemment le premier atout. Les alliages d'aluminium sont devenus dans le langage courant des "alliages légers". La densité de l'aluminium est trois fois moindre que celle de l'acier. Malheureusement son module d'élasticité (c'est à dire sa résistance à la déformation sous une charge donnée) est aussi trois fois moindre. Pour obtenir une rigidité équivalente si on ne changeait rien à la conception, les cadres en alliage léger seraient au même poids. Mais en modifiant la structure, par exemple en utilisant des tubes de fort diamètre (tube dit "over-sized") nous retrouvons une inertie équivalente tout en diminuant les épaisseurs. Ainsi, une structure optimisée en alliage léger peut être de poids inférieur à celle de la même structure en acier.
- La tenue à la corrosion : Les alliages d'aluminium se recouvrent d'une mince pellicule d'oxyde d'alumine qui les rend insensibles à la corrosion. Ainsi, dans les condtions atmosphériques normales, les pièces en alliage d'aluminium requièrent un entretien minimum et offrent une meilleure durée de vie. Attention cependant, les pièces pouvant être en contact avec la transpiration, comme par exemple les poignées de frein, peuvent se piquer.
- L'anodisation : L'anodisation qui est une oxydation forcée avec un électrolyte permet d'obtenir une coloration des pièces intéressante vis-à-vis de la décoration. Cette anodisation peut aussi être incolore pour garder le brillant des pièces, comme par exemple sur les pédaliers.

COMPARAISON DES PROPRIETES TYPIQUES
PROPRIETES
ALLIAGE 6061
ALLIAGE 7075
ACIER
Densité (kg/m3)
2,7
2,8
7,8
Limite d'élasticité (MPa)
240
460
650
Charge de rupture (MPa)
290
525
800
Module d'élasticité (GPa)
69,5
72
210


Références

- http://www.histalu.org, le site dédiée à l'histoire de l'aluminium.

- Raymond Henry, Vélocio - "L'évolution du cycle et le cyclotourisme", Ed. Musée d'Art et d'Industrie de Saint-Etienne, 2005, p. 69.
- Le Cadet de Gascogne (pseudo), Un regard sur le passé, "Cyclotourisme", n°98, janvier 1936, p. 7.

Mise à jour : 10.03.2007