Cyclotourisme,
ni compétition, ni tourisme pur, mais sport universel - Charles
ANTONIN, premier président de la FFCT.
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Les
lettres M et N
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Manivelle
Définition
Dans "Le Cycliste", certains
formalistes ont discuté du nom :
"Les manivelles, pour peu qu'on ait conscience de déclinaisons
latines, devraient, à vrai dire, se dénommer
"pédivelles". Inventées, en 1855,
par le serrurier Michaux, elles furent prises, à
l'origine, à divers instruments usuels : la meule
à repasser, le moulin à café... conservant
l'idée de manivelle qu'elles avaient dans leurs premières
applications ; et comme toujours, l'usage a prévalu..."
Matériaux utilisés
Jadis les manivelles étaient en fer
forgé puis en acier. Grâce à l'acier,
la diminution du poids, dans les années 1930, avait
déjà été portée à
un haut niveau avec la réalisation de manivelles
creuses. Pour des raisons de poids et de productivité,
les alliages d'aluminium se sont maintenant généralisés.
Les manivelles sont réalisées par forgeage
d'un alliage de type 6061 (Al Si1 MgCu) ou 6082 (Al Si1
MgMn). L'ajout conjoint de silicium et de magnésium
dans l'alliage permet l'augmentation des caractéristiques
mécaniques.
Les manivelles creuses, spécialités du fabricant
français Duprat aux alentours de
la seconde guerre mondiale, ont d'ailleurs été
remises à la mode par Shimano.
Dernier avatar dû à la mode, les manivelles
sont réalisées en fibres de carbone avec des
inserts en alliage d'aluminium. Ainsi la paire de manivelles
Campagnolo Record Carbon est descendue à
385 g pour 490 g avec le modèle Campagnolo
Record en aluminium forgé. A noter cependant
que seul Campagnolo arrive à ce
résultat, le gain de poids entre des manivelles en
fibres de carbone et des manivelles en aluminium est le
plus souvent dérisoire (voire négatif !).
Longueur des manivelles
Maurice Maitre dans le numéro
de août-septembre du "Cycliste"
de 1957, aborde la question de la longueur des manivelles.
"Cette affaire de longueur de manivelles
est toute physiologique. Il est absolument certain que plus
un cycliste comporte une grande taille, plus les manivelles
de sa bicyclette doivent être longues.
Certains auteurs ont préconisé comme longueur
des manivelles le dixième de la taille du cycliste.
Cela nous semble un peu arbitraire. Ce pourrait être
assez près de la vérité s'il s'agissait
constamment de cyclistes bien proportionnés. Il n'en
est pas ainsi souvent. Tel cycliste grand peut avoir de
petites jambes et tel autre cycliste de taille en dessous
de la moyenne peut, par contre, posséder de grandes
jambes.
Dans notre étude « Bicyclettes sur mesure »
parue dans les colonnes du « Cycliste », nous
avions préconisé une longueur de manivelles
très voisine du 1/5e de la longueur des jambes. Si
l'on veut serrer de plus près la vérité,
il faudrait plutôt adopter pour longueur des manivelles
les 42/100 de la longueur de la cuisse.
Pour déterminer cette longueur, il suffit de mesurer
la hauteur, depuis le sol jusqu'à sa tête lorsqu'on
est agenouillé face au mur et une autre hauteur lorsqu'on
est assis, dos au mur. En faisant la différence des
deux hauteurs, on obtient sa longueur de cuisse.
La longueur des manivelles est en effet proportionnelle
à la longueur des cuisses, car il faut, si l'on ne
veut pas être ou trop en avant ou trop en arrière
sur la selle, que l'articulation du genou soit, lorsque
les manivelles sont horizontales, sur la verticale passant
sur l'axe de la pédale avancée, c'est-à-dire,
là où la pression du pied s'exerce à
son maximum ou non loin, à ce moment précis.
Il ne faut pas non plus oublier qu'avec des manivelles longues,
l'on tournera les jambes moins rapidement qu'avec des manivelles
plus petites.
Il est facile en effet de le comprendre puisque l'amplitude
de la circonférence décrite par les pieds
est plus longue, environ 3 % lorsqu'il s'agit de manivelles
de 17,5 cm comparées avec d'autres de 17 cm, ou bien
encore de 17 cm par rapport à 16,5 cm, ou bien encore
de 16,5 cm par rapport à 16 cm.
Mais par contre, si l'on tourne les jambes légèrement
moins vite, il sera possible, à fatigue ou travail
égal, d'augmenter tous ses développements
de 3 % si l'on a troqué des anciennes manivelles
pour d'autres plus longues de 5 mm.
Le calcul se résoud par une simple règle de
trois."
Le Docteur Ruffier dans un article de 1937
souligne l'intérêt, même sur un tandem,
d'adapter la longueur des manivelles à l'utilisateur
: "Dans le cas de cyclistes
de tailles très différentes, il pourra être
avantageux d'employer des manivelles de longueurs variées.
A.-W. Rummey, si mes souvenirs sont exacts, employait des
manivelles longues à l'avant ; sa femme utilisait,
à l'arrière, des manivelles plus courtes sur
leur tandem Raleigh. Quant à moi, bien que de haute
taille, j'ai toujours préféré les manivelles
de 165. Et ma femme s'en accommodait à merveille."
Le tableau ci-après reprend les mensurations
du rédacteur et applique les différents coefficients.
Compte tenu de la recherche de vélocité, c'est
toujours la dimension juste inférieure qui a été
choisie :
COMPARAISON
DES LONGUEURS |
Méthode |
Taille |
|
Longueur
de la cuisse |
Mesure |
1,72 m |
82 cm |
40 cm |
Coefficient |
1/10 |
1/5 |
0,42 |
Longueur des manivelles |
170 |
162,5 |
167,5 |
Sur notre tandem, c'est la longueur "standard"
de 170 mm qui a été choisie, car notre vitesse
de rotation est légèrement moindre qu'en solo,
où la longueur de 167,5 m a été retenue.
En fait, il faut prendre le résultat des calculs
uniquement comme une indication. N'oublions pas que les
coureurs cyclistes eux-mêmes en fonction de leurs
activités changent de longueur : manivelles courtes
pour les épreuves sur piste, manivelles longues pour
la montagne.
Seules les marques françaises, Spécialités-TA
et Stronglight, proposent des longueurs
avec un pas suffisamment fin pour réellement faire
du sur-mesure.
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Le décalage des manivelles en tandem
Le docteur RUFFIER consacre un
long article dans "Le Cycliste" de janvier
1936, à la page 21, à ce problème récurrent
du passage du point mort.
"Il me semble
que les lecteurs du Cycliste s'intéressent depuis
quelque temps au "Décalage des manivelles sur
le tandem".
Comme j'ai pratiqué ce petit truc depuis longtemps,
ce qui veut dire depuis une trentaine d'années, -
je crois même avoir été celui qui l'a
inventé et préconisé - il me semble
utile de préciser en quoi il consiste et quels services
il peut rendre.
Une des conditions essentielles du rendement d'un tandem
est l'homogénéité du pédalage
des deux équipiers ou, si l'on aime mieux, le synchronisme
de leurs efforts. Or, ces conditions sont très rarement
réalisées parce qu'il n'est pas fréquent
que deux cyclistes aient exactement le même coup de
pédale. Chacun attaque la pédale plus ou moins
tôt et poursuit son effort plus ou moins au delà
du point mort inférieur.
A bicyclette, chacun s'arrange avec son propre jeu de cheville
pour esquiver le point mort. A tandem, pour le supprimer
tout à fait, on a pensé, jadis, à mettre
les manivelles en croix, de telle sorte qu'il y aurait toujours
eu un des équipiers à donner toute sa force
pendant que l'autre serait exactement aux deux points morts.
Mais cette conception ingénieuse s'est immédiatement
heurtée au démenti de la pratique. Car, il
en résultait une allure saccadée, qui trimbalait
l'arrière et l'avant du tandem en directions constamment
opposées. On est donc revenu aux manivelles exactement
parallèles - cependant, un décalage léger
de ce parallélisme peut être très utile.
Supposons, en effet, que l'équipier avant ait un
coup de pédale extrêmement plongeant, c'est-à-dire
qu'il franchisse le point mort inférieur avec la
pointe du pied tout à fait basse, arrivant ainsi
à chasser la pédale en arrière alors
qu'il a sensiblement passé ce point, cependant que
l'équipier arrière pédale plutôt
en gardant le pied horizontal, peut-être même,
si c'est une femme, arrivant à avoir le talon bas
en passant le point mort inférieur. Dans ces conditions,
l'équipier arrière attaque la pédale
descendante sensiblement plus tôt que l'équipier
avant, mais le lâche en bas alors que l'autre continue
son effort.
Il est facile de comprendre que, par un léger décalage
des manivelles, réalisé en avançant
la chaîne d'union de deux ou trois dents sur le plateau
postérieur, on arrive à coordonner exactement
les deux efforts ; il s'ensuit beaucoup plus d'homogénéité,
un meilleur synchronisme des coups de pédale, par
conséquent, une allure beaucoup plus souple. Cela
se sent particulièrement dans les montées.
Mais le point essentiel est de bien se rendre compte dans
quel sens il faut décaler les manivelles arrières,
puisque cela dépend des coups de pédale respectifs
des deux équipiers. Si ces coups de pédale
sont exactement semblables, il faut garder les manivelles
parallèles; il est probable que ce que l'on appelait
« les équipes-reines », au temps des
courses de tandems, se trouvaient avoir été
réalisées par l'association fortuite de deux
équipiers au coup de pédale identique.
Pour le cyclotourisme pratiqué par un équipier
avant et une équipière arrière, il
faudra, en général, retarder le coup de pédale
de l'homme qui pédale le plus souvent en pointe.
Mais, le contraire peut se produire et, dans ce cas, il
faut, au contraire, avancer ce coup de pédale. Quoi
qu'il en soit, cette avancée, ou ce recul, ne doit
se faire que sur trois ou quatre dents au plus. Je crois
même qu'il y a intérêt à se limiter
à deux dents; et c'est surtout par l'expérience,
en modifiant l'avancée ou le recul au cours d'une
promenade, qu'une équipe pourra trouver exactement
ce qui lui convient.
Il serait d'ailleurs avantageux de faire ces essais sur
un développement unique et, de préférence
en roue fixe. On se rendra ainsi certainement mieux compte
de ce que l'on obtient. Une fois établi le degré
de décalage nécessaire, on pourra l'adopter
sur roue libre et changement de vitesse."
Albert Six y revient dans son long article sur le tandem
: " Les très judicieuses remarques de M. le
Docteur Ruffier m'éviteront de parler du décalage
des manivelles: ce qu'il en dit, je l'ai expérimenté
moi-même sur l'ancien tandem du regretté Velocio,
que je possédais, il y a plus de dix ans. Un léger
décalage est très bon; mais le décalage
en croix provoquait un mouvement de lacet et un deséquilibre
de la machine.
Mon tandem conjugal était décalé d'une
dent. Dans mon cas, c'était le plateau avant qui
avait une avance d'un peu plus de 12 mm 7, car il faut aussi
compter sur le léger jeu de la chaîne, quand
elle n'est pas complètement neuve, et ce décalage
augmente avec l'usure de celle-ci."
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Rupture de manivelle
Une rupture de manivelle, sans être
courante, n'est pas rarissime. En effet, cette pièce
est soumise aux efforts alternés du pédalage
qui entraîne une fatigue des pièces. La recherche
du poids minimum entraîne une diminution des sections
de travail et les risques de rupture augmentent.
Une rupture de manivelle peut être grave. La rupture
s'effectuant durant la phase d'effort, la chute est quasiment
assurée par la perte d'équilibre induite.
Lors de l'entretien, on frottera consciencieusement les
manivelles pour déceler les petites fissures. A ce
propos, des manivelles en aluminium poli à l'état
naturel permettent de mieux visualiser un début de
fissuration (petite ligne noirâtre) qu'une manivelle
anodisée en couleur. Le nettoyage avec du pétrole,
par l'effet de ressuage du pétrole hors des fissures
permet aussi de bien matérialiser ces fissures. Dès
qu'une fissure apparaît, il convient de ne pas se
poser de question : le changement s'impose. Ne surtout pas
envisager le soudage, les alliages d'aluminium utilisés
ne sont pas compatibles avec un soudage d'amateur.
Les zones à inspecter sont les deux
zones suivantes :
- la zone du pas de vis de liaison avec la pédale,
- la zone d'emmanchement avec l'axe (uniquement pour la
manivelle à l'opposé du pédalier, celle
du pédalier est protégée par l'ajout
de matière dû aux branches).
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Moyeu
à engrenages
D'après l'ouvrage collectif, The
Dancing Chain, les premiers moyeux à engrenages
seraient apparus en Grande-Bretagne dans les années
1890. On citera, en particulier, le moyeu Crypto
à deux vitesses.
Le premièr fabricant à sortir un moyeu à
3 vitesses fut Raleigh, suivi par le très
fameux Sturmey-Archer
qui fut longtemps une référence pour les vélos
de ville. Cette dernière marque continue à
produire un moyeu huit vitesses.
Dans les années 1900, les grandes marques françaises,
Peugeot, Terrot eurent
leur moyeu à engrenages. On citera aussi le moyeu
Torpédo.
L'avantage du moyeu à chaîne
est de pouvoir enfermer la chaîne dans un carter.
De même, le travail toujours en ligne de la chaîne
lui garantit une durée de vie supérieure.
Par contre, chaque train d'engrenages se traduit par une
perte de rendement par rapport au dérailleur qui
peut se prévaloir d'un rendement de plus de 90%.
Renouveau
Le renouveau vient du japonais Shimano
avec son moyeu Nexus pour les vélos
de ville. Bien évidemment SRAM,
son concurrent, a réagi avec un moyeu dénommé
i-motion.
Mais le vrai renouveau vient d'Outre-Rhin.
Rohloff
a mis au point, en Allemagne, une petite merveille de mécanique
proposant 14 vitesses dans son moyeu Speed-Hub
500/14. Le rendement de ce moyeu très supérieur
aux autres produits, ainsi que son coût le positionnent
sur d'autres marchés que le vélo de ville.
Ce produit avant tout développé pour le VTT
trouve maintenant son application sur des tandems (voir
un tandem artisanal Framy's). En effet,
un tel moyeu à 14 vitesses - réellement utiles
- permet de placer la chaîne de liaison sur le côté
droit engrenant sur un double plateau à l'arrière
et offrant 14 vitesses s'étageant d'un rapport de
0,279 à 1,467. Un tel étagement permet d'avoir
une gamme couvrant le tour de roue (2,10 mètres)
à un grand développement de 11 mètres
(soit près de 60 km/h !). Une telle disposition permet
de réduire le poids des autres accessoires pour compenser
partiellement le surpoids du moyeu arrière.
Cependant, la poignée tournante n'est pas prévue
pour une adaptation sur les guidons classiques à
3 positions.
Références
- F. Bertho, R. Shepherd, R. Henry, The
dancing chain, Van der Plas Publications,
2000, p. 47 à 52
- R. Henry, Du vélocipède au dérailleur
moderne, Association des amis du Musé d'Art
et d'Industrie de Saint-Etienne, 2003, p. 54 à
56
- B. Lescudé, La transmission autrement,
Cyclotourisme, n°566, 02/2008, p.50 à 53
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Nouveautés
Vitesses au guidon, cadre slooping, quatre
points ou whishbone, bicyclette de moins de 8 kg, pédalier
ovale ou compact, manivelle courbe, freins hydrauliques,
moyeu dynamo, bicyclette en composite... les exemples des
nouveautés sont nombreux. Et pourtant, si nous nous
plongeons dans l'histoire des bicyclettes, nous avons l'impression
que les nouveautés révolutionnaires sont plutôt
rares. Si tout n'a pas déjà été
inventé, de nombreuses nouveautés sont seulement
un nouvel habillage de "bricolages" déjà
utilisés par le passé.
Rien de neuf sous le soleil
"Nil novi sub
sole", c'était le titre d'un article
paru en janvier 1899 dans "Le
Cycliste".
"Des nouveautés ! de vraies
nouveautés ! il n'y en a pas ; vous pouvez passer
le détroit, traverser l'Atlantique, parcourir l'Allemagne
et fureter à Paris dans tous les coins du Salon du
Cycle, je vous assure que vous ne trouverez rien de vraiment
nouveau. Peut-être bien y découvrirez-vous
des choses que vous n'avez pas encore vues et qui seront
pour vous, nouvelles surtout si vous n'êtes cycliste
que depuis six mois ou même depuis six ans, mais il
serait facile de vous démontrer par A plus B que
ce ne sont que des choses d'autrefois, submergées,
puis remises à flot par une réclame intense.
Telles les bicyclettes sans chaine, Chainless ou Acatènes
; telle la selle à avancement et à recul que
j'aurais crue pourtant (moi-même, qui, depuis douze
ans, me tiens, pour en faire part aux lecteurs du Cycliste,
au courant de tout ce qui touche au cyclisrne), que j'aurais
crue nouvelle, au moins en son but de mieux utiliser à
la montée et à la descente la force du cycliste.
Mais je viens de fouiller dans les catalogues d'il y a quinze
ans, et n'ai-je pas lu qu'en 1885, déjà, l'on
offrait aux touristes des tricycles dont le siège
glissait en avant pour faciliter les montées et en
arrière pour aider aux descentes !
Nous n'inventons rien, nous ne faisons que tourner dans
un cercle ; les raccords invisibles que les Américains
nous présentent comme le résultat de la machinerie
la plus fine du siècle nous les eûmes dès
le berceau du cycle et, tout bien considéré,
j'ose dire qu'on avait en 1885 amené le bicycle à
un point de perfection au moins égal à celui
auquel est parvenue aujourd'hui la bicyclette. Rayons tangents,
jantes creuses, tubes renflés ou amincis, effilés
ou élargis, ovales et de toutes formes, même
cette forme de 8 que quelques constructeurs nous donnent
comme une merveilleuse trouvaille, roulements à billes
aussi parfaits, sinon davantage, que ceux de nos jours ;
avec tout cela une légèreté extrême
et une solidité telle que des bicycles ont pu rouler
sans être démolis, pendant dix ans et parcourir
60.000 kilomètres. Sauf les pneumatiques (qui étaient,
à cette époque, remplacés par des pleins
de 22 millimètres d'excellente qualité) dont
l'invention remonte du reste à 1845, et la bicyclette
elle-même, dont l'idée date à peu près
de la même époque à en juger par le
véhicule primitif de Dalzell, nos aînés
étaient donc aussi bien lotis que nous le sommes
en l'an de grâce 1899."
Inventions douteuses
Dans un article titré "Vieilles
Lunes", Trancavel alias André Rabault, revient
sur les inventions sensées augmenter le rendement
qui à l'usage sont vite oubliées... avant
de revenir d'une façon cyclique à chaque nouvelle
génération.
"Voici le vélo horizontal.
Dieu sait si on en a parlé, aux environ de 1935 !
II y en avait de plusieurs types, et de savants ingénieurs
se sont évertués à démontrer
leur supériorité sur le vélo ordinaire.
Un coureur, dont j'ai oublié le nom, battit, sur
piste, quelques records qui ne furent d'ailleurs pas homologués.
Quelques vélos horizontaux participèrent au
Concours [de machines], sans
y faire de merveilles, loin de là. L'engin était
disgracieux, assez peu maniable. II donnait un solide point
d'appui à la région des reins, mais il montait
très mal. En tout cas, il a maintenant totalement
disparu de nos routes, aussi bien que des colonnes et des
placards de publicité de nos revues. Qui nous dira
ce qu'il est devenu? Une chose reste certaine, c'est qu'il
reparaîtra, un jour ou l'autre, redécouvert
par quelque chercheur en mal d'originalité...
Voici les manivelles courbes. Là aussi, de savants
calculateurs se sont évertués à nous
en démontrer l'utilité, mais leurs équations
ont toujours été entachées d'une erreur
constitutionnelle, car elles ne tenaient pas compte du fait,
contre lequel nul ne peut rien, que, dans un levier, seuls
comptent les points d'application des forces, et en aucune
façon n'intervient la forme de ce levier. Il y eut
cependant un engouement passager pour ces manivelles et
pas mal de gens étaient convaincus de leur efficacité.
A vrai dire, ni l'expérience ni le calcul ne parvinrent
jamais à dire si les manivelles devaient être
courbes dans un sens ou dans l'autre, ce qui parait tout
de même primordial, et en fait, les manivelles courbes
modifiaient bien un peu le pédalage parce qu'elles
avaient un certain coefficient d'élasticité,
mais il semble bien que cette modification n'était
pas heureuse, que cette élasticité n'était
pas souhaitable, puisque aussi bien, depuis 15 ans, les
manivelles courbes sont allées rejoindre au musée
des horreurs les manivelles extensibles, les manivelles
inégales, les manivelles décalées des
tandems, et qu'actuellement on n'en voit plus.
Le pignon ovale a connu la même fortune éphémère
et le même triste sort. II devait - éternelle
utopie - vaincre le point mort [...]
II eut des adeptes, il suscita lui aussi des calculs
plus ou moins démonstratifs. Je ne sais s'il fut
sérieusement expérimenté en compétition
ou dans un concours technique, mais il retourna, lui aussi,
bien vite au néant."
Cet article écri en septembre 1949,
est remarquable par le fait que nombre de ces inventions
sont revenues au premier plan depuis. Certaines ont à
nouveau disparu (les manivelles courbes), d'autres ont continué
une carrière chaotique (le plateau ovale) !
Références
- Trencavel (A. Rabault), Le point de vue
de Sirius : Vieilles Lunes, "Le Cycliste",
n°9, 1949, p. 170.
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Mise
à jour : 15.10.2008 |
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