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GÉOMÉTRIE VÉLO ROUTE : L’ADN DES CADRES

L’étude d’une géométrie vélo route ne permet pas seulement de s’assurer du choix d’une taille adaptée. En effet, l’élaboration de la géométrie d’un cadre de vélo est une affaire de compromis au regard du type de pratique auquel il est destiné. Ce vélo devra répondre à des contraintes très précises de rendement, de comportement et de confort.

Chaque constructeur essaie de proposer des gammes adaptées à chaque pratique. Une fois ses attentes personnelles définies, le cycliste doit donc confronter plusieurs vélos concurrents. Rien de plus facile avec les tableaux de géométries disponibles sur les sites des fabricants. Reste à savoir les décrypter.

Géométrie vélo : le tube horizontal


Géométrie cadre vélo
Géométrie cadre vélo : les éléments définissant le « caractère » d’un cadre.

Le tube horizontal est le premier élément de la géométrie vélo sur lequel porter son attention. En effet, c’est lui qui déterminera la taille du vélo. Seulement, la longueur du tube horizontal n’est pas si évidente à établir ! Cela est dû à la généralisation des cadres dits « sloping ». Ceux-ci disposent d’un tube horizontal incliné vers l’arrière, c’est-à-dire qu’il est fixé plus bas sur le tube de selle que sur le tube de direction. Cette solution est aujourd’hui adoptée par la majorité des vélos de route puisqu’elle offre un regain de rigidité au cadre. Cette rigidité permet de réduire la perte de puissance de pédalage transmise à la roue arrière : elle n’est plus absorbée par la torsion du cadre. Concrètement, un cadre sloping permet donc une nervosité accrue et de meilleures relances.

Auparavant, les cadres taillaient « au carré », c’est-à-dire que le tube de selle et le tube horizontal, parfaitement horizontal, avaient la même longueur. Il suffisait alors de connaître cette valeur afin de déterminer la taille du vélo. Dans le cas d’un cadre sloping, il faudra se référer à la longueur virtuelle du tube horizontal, c’est-à-dire la longueur à l’horizontale entre l’axe du tube de direction et la projection de l’axe du tube de selle. Afin de préserver la précision des mesures, il faudra s’assurer que celles-ci sont bien effectuées axe-axe, exactement au centre du tube.

Géométrie cadre
En rouge, la longueur virtuelle (et donc celle qu’il faudra retenir) du Cervélo R3.

Quant à l’angle du tube de selle, il est généralement établi autour de 73 degrés et est calculé selon l’inclinaison par rapport à l’axe horizontal. Plus l’angle de selle est important, plus la position du cycliste sera située vers l’avant, jusqu’à aller au-dessus du boîtier de pédalier et favoriser la puissance de pédalage. C’est ainsi particulièrement visible sur un vélo de triathlon, dont l’angle du tube de selle est supérieur à 75 degrés et dont l’aérodynamisme est optimisé au maximum. A savoir que plus le vélo est petit, plus l’angle du tube de selle est important.

Géométrie vélo route : le Reach et le Stack



Apparues il y a quelques années, les notions de Reach et de Stack permettent de renseigner le cycliste sur sa position sur le vélo. Le Reach correspond à la mesure horizontale entre l’axe du boîtier de pédalier et la douille de direction. Quant au Stack, il indique la hauteur entre l’axe du boîtier de pédalier et la projection horizontale de la douille de direction. Deux mesures simples qui permettent d’obtenir rapidement une idée de la position au guidon. Ainsi, plus la valeur de Stack est élevée, plus la position sera relevée est confortable. Plus le Reach eszt important, plus la position sera aérodynamique, car allongée sur le vélo. On parle ainsi de ratio Stack-to-Reach. Celui-ci peut varier, pour ordre d’idée, de 1.55 à 1.45 pour les vélos les plus confortables jusqu’aux vélos les plus radicaux.

Reach Stack vélo route VTT
Le Reach et le Stack selon un vélo route, un VTT ou un vélo de triathlon.

Géométrie cadre vélo : le tube de direction et le déport de fourche



La hauteur du tube de direction jour un rôle central dans l’agrément de pilotage d’un vélo route. En effet, cette valeur de la géométrie vélo conditionne la position du cycliste au guidon ainsi que la précision de guidage. Entre un vélo coursier et un vélo cyclosportif, la hauteur du tube de direction sera très variable, jusqu’à 5 cm pour des cadres dont la longueur du tube horizontal est identique.

Première incidence de la hauteur du tube de direction sur la géométrie vélo, l’inclinaison du cycliste. Par rapport à la selle, sur un vélo coursier, le cintre sera implanté plus bas que sur un vélo cyclosportif. Cette variable est le « drop ». Plus le drop est important, plus le cycliste sera incliné : idéal en contre la montre, possiblement éprouvant sur les longues distances.

Géométrie cadre vélo triathlon
Felt IA FRD LTD, vélo de triathlon. Angle de selle jusqu’à 79 degrés et poste de
pilotage très bas pour optimiser la vitesse. Un vélo à la géométrie radicale.

Pour pallier à une inclinaison du cycliste trop prononcée, il est déconseillé d’ajouter un trop grand nombre de bagues entre la potence et la douille de direction. Au-delà d’une réhausse de 2 cm, la rigidité de la direction peut en pâtir, aux dépends de la précision de pilotage.

L’angle du tube de direction est la plupart du temps établi entre 71 et 74 degrés. Cet angle est déterminé selon l’inclinaison du tube de direction par rapport à l’axe horizontal. Il augmentera avec la taille du vélo : les vélos de petite taille affichent ainsi un angle de tube de direction inférieur à ceux de grande taille. Un angle fermé (faible) procure de la stabilité au vélo, donc du confort sur les longues distances. Un angle ouvert (important) favorise l’agilité du vélo, ce qui est appréciable en compétition. Mais en matière de direction, il faudra aussi considérer la chasse au sol, soit le déport de fourche. Celui-ci est déterminé par l’écart des pattes de la fourche par rapport à l’axe du tube de direction et peut s’établir entre 40 et 50 mm. Plus le déport de fourche est important, plus le vélo sera stable mais perdra en agilité et en précision de pilotage. Pour plus de réactivité, il faudra donc favoriser un déport réduit.

Géométrie vélo : les bases


Le comportement d’un vélo est en très grande partie conditionné par la longueur de ses bases. Plus celle-ci est importante, plus le vélo sera stable et affichera un caractère sécurisant, notamment dans les descentes. En revanche, avec des bases de faible longueur, le vélo se révèlera vif et agile, autorisera des relances efficaces et se révèlera particulièrement performant en montagne. Le standard pour les bases est d’environ 405 mm, une valeur qui peut varier entre 395 mm et jusqu’à 415 mm. La longueur des bases est déterminée par la distance entre l’axe des roues et l’axe du boîtier de pédalier.

Autre critère à prendre en compte lorsqu’il s’agit de déterminer la longueur de bases idéale, le confort. En effet, des bases courtes transmettront au cycliste toutes les informations concernant le terrain. En clair, plus les bases seront courtes, plus le vélo renverra au cycliste chaque chaos de la route. Ainsi, pour un cyclosportif, cela peut devenir très pénible. En compétition, ce critère n’est évidemment pas à prendre en compte.

Géométrie vélo
Le BMC Granfondo affiche une géométrie au profil résolument cyclosportif. Confortable,
il offre néanmoins en excellent rendement grâce à la conception évoluée de son cadre.

Le vélo cyclosportif BMC Granfondo affiche ainsi une géométrie vélo résolument tournée vers le confort. Il intègre des zones de flexion verticale sur ses haubans. De plus, si ses bases sont assez longues (412 mm), elles offrent néanmoins une rigidité latérale irréprochable, ce qui lui permet de bénéficier d’un excellent rendement .

Déchiffrer un tableau de géométrie vélo

Géométrie vélo

A c-c : tube de selle centre-centre (axe-axe), A c-t : tube de selle centre-top (axe-sortie du tube de selle), B : tube horizontal (centre-centre), BV : tube horizontal virtuel, C : set back (recul de le selle par rapport à l’axe de pédalier), D :, longueur des bases par rapport à l’axe de pédalier, E : longueur du tube de direction, X° : angle du tube de selle, Y° : angle du tube de direction.

Pour les plus techniciens (et bilingues anglais), une chaîne YouTube dédiée au design et à la géométrie des cadres vélo. Un contenu très pointu :

Plus d'info sur le système Bike Fitting.
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Commentaires

fab 10/07/17 à 08:09

Bonjour, très intéressant.
Un bémol toutefois, je trouve que côté géométrie de direction c’est un peu la misère.
Déport, angle de chasse et chasse, empattement, poids sur l’avant, profil du pneu, assiette …etc
Les motos ont fait un progrès considérable dans ce domaine depuis les années 90.
On peu faire stable ET maniable.
Les vélos sont globalement trop court et manquent de stabilité.

Materiel-velo.com

Bonjour
Merci pour votre commentaire.concernant la géométrie des cadres il y a toujours quelques différences chez les constructeurs. Certains ont tendance à conserver un tube horizontale long, d’autres plus court. L’angle du tube de selle aussi varie selon les marques. Il faut parvenir à harmoniser la répartition des masses. Une étude posturale permet de mieux sélectionner votre vélo de série pour éviter d’avoir trop de poids sur l’arrière par exemple.
Les roues jouent un rôle important aussi. Des roues trop rigides demandent de l’engagement et de la sportivité dans la prise de virage, des roues plus souples apportent du confort et plus de latitude dans le comportement du vélo. C’est aussi la même remarque pour les pneumatiques.
Merci à vous
Cordialement


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