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 T (page 1)

H

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Bicyclette en Titane construite par Phillips en 1956. Dessin paru dans le Cycliste en février 1957.

















 

 

 








Titane

Histoire

Le titane est un matériau révolutionnaire : il a été découvert en 1790 ! Mais, compte tenu des difficultés posées par sa métallurgie, il a fallu attendre 1947 pour qu'il soit mis en oeuvre de façon industrielle. La petite histoire du cyclisme veut que le premier à utiliser le titane fut Luis Ocana suite à une discussion de celui-ci avec des ingénieurs de Sud-Aviation (à l'époque) à Toulouse. Pour ce premier essai, on n'utilisa que des pièces usinées dans des chutes de l'aéronautique.
Cependant, le premier vélo à cadre en titane a été présenté au salon de Londres en 1956 sur le stand du constructeur Phillips (une des grandes marques anglaises de Birmingham). Le poids annoncé était de 14 livres et 3 onces, soit 6,4555 kg. Ce poids constituait un record, mais le dessin nous montre une bicyclette sans changement de vitesse ni frein, plus proche d'un vélo de piste que d'une vraie machine pour la route. La forme de ce premier modèle était assez surprenante. Elle était due en grande partie aux difficultés liées au soudage sous atmosphère gazeuse qui obligeaient à limiter les soudures.

Le titane a l'avantage d'être un matériau de faible densité mais qui présente des caractéristiques mécaniques supérieures aux alliages d'aluminium, compensant sa densité supérieure à celui-ci.
Généralement, pour la fabrication des cadres c'est l'alliage TiAl3,5V qui est utilisé.

Caractéristiques mécaniques

Le titane est un matériau plus léger que l'acier, mais aussi plus lourd que l'aluminium. Son immense avantage est de donner des caractéristiques mécaniques élevées par rapport à son poids. De ce fait, c'est un matériau qui permet de fortement alléger les structures.

COMPARAISON DES PROPRIETES TYPIQUES
PROPRIETES
ALLIAGE DE TITANE
ALLIAGE D'ALUMINIUM
ACIER
Densité (kg/dm3)
4,1 - 5,1
2,6 - 2,8
7,8
Limite d'élasticité (MPa)
750 - 1500
120 - 400
260 - 1000
Ratio limite d'élasticité sur densité
147 - 366
43 - 154
33 - 127
Module d'élasticité (GPa)
110
72
210

Les atouts du titane

Par rapport à l'acier, les principaux atouts du titane sont :
- La légèreté : C'est évidemment le premier atout. Cependant son module d'élasticité étant moindre, il convient d'augmenter les épaisseurs ou d'augmenter les sections pour obtenir une rigidité et une tenue en fatigue équivalentes.
- La tenue à la corrosion : Le titane et ses alliages sont extrêmement avides d'oxygène. Il se crée normalement une pellicule d'oxyde à la surface du matériau. Mais à la différence de la rouille, cette pellicule dure et compacte fait barrière à la corrosion. Ainsi, le titane a un comportement vis-à-vis de la corrosion qui se situe au niveau des métaux nobles (argent, palladium).
- L'anodisation : L'anodisation qui est une oxydation forcée avec un électrolyte permet d'obtenir une coloration des pièces en titane.

Le soudage du titane

L'avidité du titane en oxygène oblige à utiliser des modes opératoires d'assemblage très propres. En effet, dès 500°C une contamination du métal de base et de la zone fondue se produit au contact de l'air, fragilisant fortement le matériau. Pour l'assemblage, il convient donc de souder sous une atmosphère neutre de grande qualité. Généralement, cette qualité de protection est obtenue en soudant dans une cloche (la boîte à gant) remplie d'un gaz neutre : l'argon. Le soudeur veille en particulier à ne pas entraîner une coloration (synonyme d'oxydation) de la zone soudée. Au pire, la couleur ne doit pas dépasser le jaune paille.
L'autre aspect à surveiller pour le soudeur est le grossissement du grain de la structure. Le titane y est assez sensible. C'est pourquoi certains constructeurs martèlent la soudure entre passes. L'écrouissage entraîne une recristallisation qui affine le grain.

Utilisation du titane

Le titane est utilisé pour certaines pièces mécaniques (comme les axes de pédalier), mais aussi pour fabriquer des cadres. Des séries de tubes sont réalisées par les fournisseurs. Il s'agit généralement d'alliages pour l'aéronautique du type Ti3,5AlV ou Ti6AlV. Ces tubes présentent de très hautes caractéristiques.

Quelques constructeurs réalisent des cadres de tandem en titane. Le plus connu est Litespeed. Gage de bon comportement, de nombreuses machines de ce constructeur ont réalisé le Paris-Brest et Retour.


Référence

- X(?), Lettre d'Angleterre : le vélo de l'an 2000, "Le Cycliste", février 1957, P.44

 


 


 



Transmission

Disposition des transmissions

Albert Six, dans "Le Cycliste" du mois de mars 1936, nous donne sa vision pour la position de la chaîne de transmission : "Parlons maintenant de la disposition de la transmission. Pour éviter une fatigue trop grande à l'un des axes, il y a lieu d'équilibrer le tirage des chaînes.
Je m'explique. La mode a été de faire, pendant quelque temps, des tandems dont les pédaliers avant et arrière étaient enchaînés à gauche; et le pédalier arrière et la roue motrice étaient enchaînés à droite; vous voyez d'ici le travail du pauvre axe de pédalier arrière, dont la chaîne avant et la chaîne arrière provoquaient un tirage tendant à le tordre; son usure était ainsi bien plus rapide, et le frottement résultant de cette disposition peu logique, diminuait sensiblement le rendement de ce roulement. Deux dispositions permettent de compenser la torsion de l'axe souffrant le plus, c'est-à-dire celui qui supporte la traction de deux chaînes :
- Les deux pédaliers réunis à droite par leur chaîne et le pédalier arrière réuni à droit
e également à la roue arrière. Ainsi, l'axe du deuxième pédalier ne subit pas d'effet de torsion anormale puisque le tirage des deux chaînes tend à s'équilibrer.
- Les deux pédaliers réunis à gauche par leur chaîne ; et le pédalier avant réuni à la roue arrière par une longue chaîne : ce dispositif a l'avantage de faire tirer la chaîne avec un angle latéral plus faible quand on utilise sur la roue arrière des pignons multiples de dérailleur. Mais cette combinaison est plus lourde, par suite de la plus grande longueur de la deuxième chaîne."

Voir aussi à ce sujet, l'estimation faite sur les efforts subits par les jeux de pédalier.

Disposition actuelle

Cependant, nos constructeurs ne nous proposent à ce jour que la solution décriée par Albert Six : chaîne de liaison à gauche et chaîne de transmission courte à droite. Ce choix provient de deux facteurs :
- La capacité de tension du ressort de dérailleur arrière pour supporter le poids de la chaîne longue,
- La grande flexibilité latérale des chaînes disponibles sur le marché qui permet de travailler avec un angle latéral supérieur.

Cependant, pour ceux qui voudraient se contenter de deux plateaux, une transmission en ligne (primaire et secondaire à droite) peut être envisagée. Le pédalier arrière est équipé alors d'un triple, et la chaîne de liaison vient à la place du "grand plateau".

Mise à jour : 08.06.2006