Connaissez-vous bien le fonctionnement de votre roue ?

Publié par 
Emilie De Citycle,
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Connaissez-vous bien le fonctionnement de votre roue ?

Actuellement, nous connaissons les roues de vélo comme étant ces deux éléments circulaires présents à l’avant et à l’arrière de nos montures. Nous savons également qu’elles sont constituées de plusieurs éléments. Toutefois, il faut comprendre que nos roues de vélo sont des pièces assez complexes de par leur assemblage. Nous vous en disons un peu plus sur ces dernières et sur leur fonctionnement.

Un peu de vocabulaire sur les roues de vélo

Pour commencer, il convient de savoir qu’une roue pour vélo est constituée de plusieurs éléments. Elle est fabriquée via l’assemblage de 4 pièces principales : le moyeu, la jante, les rayons et les écrous.

Jante, écrous, rayons et moyeu composent la roue d'un vélo

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  • Le moyeu est l’élément qui permet à la roue d’effectuer sa rotation autour de l’axe.
  • La jante est le cercle sur lequel vient s’appuyer le pneu.
  • Les rayons et les écrous sont les composants qui permettent d’assembler le moyeu et la jante.

Le moyeu et la jante permettent de maintenir la géométrie circulaire et plane de la roue . Dans la plupart des configurations actuelles, le moyeu est suspendu à la partie supérieure de la jante. Les rayons sont installés de telle sorte à éviter une déformation de la jante. C’est la position particulière des rayons qui permet au moyeu de se retrouver en position centrale, bien au centre de la jante. Les rayons sont accrochés à la jante via les écrous qui permettent de régler leur tension par vissage.

L’histoire des roues

Si actuellement cette configuration des roues de vélo est la plus courante, il faut néanmoins savoir qu’avant d’arriver à ce stade, les roues de vélo étaient bien différentes. Dans les années 1934, les jantes étaient encore fabriquées en acier. Leur poids était assez conséquent, à savoir 1.2 kg contre 750 g pour une jante en aluminium.

La jante vélo en alu fut introduite pour la première fois lors du tour de France 1934. Plus précisément, c’est le 5 janvier 1934 que la première jante en duralium à œillets fut mise au point et brevetée par l’italien Mario Longhi. Elle permit notamment à Antonin Magne de remporter le maillot jaune.

Antonin Magne, maillot jaune du tour de France de vélo

Module E, jante double pont à crochet

Jusque dans les années 1950/1970, les roues à boyaux continuent toutefois à être utilisées. Ce n’est qu’en 1975 que la première jante double pont à crochet fut mise au point par Mavic. Baptisée Module E, elle est la première à pouvoir accueillir un pneu haute pression. Il s’agit du pneu Elan, mis au point à l’époque par Michelin.

A partir de ce moment, l’usage du boyau déclinera. Le pneu tel que nous le connaissons aujourd’hui prendra progressivement sa place, tout en évoluant au fil du temps. Dans les années 1990, des roues de plus en plus aérodynamiques voient le jour. Deux ans plus tard la Shamai de Campagnolo est lancée. Celle-ci est suivie de la Cosmic réalisée par Mavic. En 1996, Mavic produira sa célèbre Crossmax. Elle sera alors considérée comme la meilleure roue-système VTT. C’est en 1999 que le tubeless VTT sera inventé. A son origine, Mavic l’accompagnera également de son concept FORE, un système innovant de fixation de rayons.

La largeur des jantes des roues de vélo

Outre le matériau dont est fait la jante, qui peut être à simple ou double paroi en aluminium, en acier ou même en carbone, la largeur de la jante varie selon l’usage du vélo. Bien sûr, la largeur de la jante déterminera la largeur des pneus que l’on peut adapter sur la roue.

D’une manière générale, les jantes fines et étroites sont utilisées pour les vélos de course, de route et les vélos légers comme les fixie. Une jante étroite est, à matériel égal, de moindre poids qu’une jante plus large, d’où l’avantage sur route. De plus, une roue fine possède une faible inertie. Cela signifie qu’il vous faudra fournir moins d’énergie pour modifier sa vitesse de rotation. Ainsi, vous forcerez moins pour une accélération équivalente. Il existe aussi des jantes étroites, à double paroi et hautes (on dit qu’elles sont “profilées”). Elles sont plus résistantes, assez légères et offrent un meilleur aérodynamisme. On retrouve ce type de jantes spécialisées sur les vélos de compétition et sur certains vélos tout terrain de type “gravel”. En général, une jante étroite procure moins de confort de roulement, parce que le pneu est également moins large.

Au contraire, un pneu plus large monté sur une jante large offrira un meilleur coussin au cycliste. En plus, une jante plus large permet de diminuer la pression du pneu sans risquer qu’il ne “tombe” de la jante, ce qui augmente encore le confort. Il faut toutefois respecter le minimum indiqué sur le flanc du pneu pour éviter les crevaisons. C’est pourquoi les jantes plus larges sont plus souvent utilisées sur les vélos de ville, les VAE et les VTT. Les jantes les plus larges se retrouvent sur les “fatbike”, des vélos aux roues extra-large développés pour rouler sur des sur des sols meubles comme le sable ou la neige. Encore une chose : une roue plus large est une roue plus lourde. Elle augmentera le poids de votre vélo et donc demandera plus d’énergie pour l’utiliser.

Le fonctionnement des roues

Les rayons relient le moyeu à la jante de véloComme dit précédemment, les roues de nos vélos sont des pièces assez complexes. En effet, elles ont un mode de fonctionnement assez particulier. La jante travaille comme un arc. En d’autres termes, elle décharge son poids tout le long de sa circonférence. Pour que la jante parvienne à soutenir les charges qui lui sont appliquées sans se déformer, les rayons sont les premiers à entrer en jeu. Une tension précise leur est appliquée pour qu’ils puissent satisfaire différentes exigences.

Sur les roues de vélo, les rayons travaillent en traction sur la partie supérieure de la jante. Sur la partie inférieure, ils travaillent plutôt en flexion. On parle alors de réaction à la charge. Cette réaction se produit dès lors qu’une charge radiale – comme un cycliste assis sur le vélo –  est appliquée sur le moyeu.

Lorsque la tension des rayons est correcte, la roue s’aplatit légèrement au niveau du point de contact avec le sol. A ce moment le reste de la roue reste plus ou moins circulaire et la tension des rayons juste en dessous du moyeu diminue tandis que celle des autres reste à peu près la même. C’est ainsi que la roue tient en place et supporte différentes charge sans se déformer.

A noter que, depuis 2011, de nombreux prototypes de vélos ont été réalisés avec, pour la plupart, des roues orbitales. Ces roues sans moyeu, inventées quelques décennies plus tôt par le designer Italien Franco Sbarro, pourraient  succéder à nos roues traditionnelles. En tout cas, avec les nombreux concepts de roues qui continuent à voir le jour, si une chose est sûre c’est que le futur des roues risque d’être fort intéressant.

Franco Sbarro invente la roue orbitale sans moyeu

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3 comments

  1. Il est également intéressant de regarder de près la façon dont les rayons sont positionnés. En effet, ils ne sont pas simplement fixés de façon radiale, du centre du moyeu vers la jante, comme on pourrait intuitivement l’imagine : cela ne tiendrait pas bien parce que le moyeu et la jante pourraient alors tourner un peu l’un par rapport à l’autre, ce qui ne résisterait pas à l’entraînement par le moyeu de la roue arrière, ni au freinage. Au lieu de cela, les rayons sont fixés façon tangentielle au moyeu, vert l’avant — rayons de tête — et vers l’arrière — rayons de queue. Une telle roue résiste bien à l’entraînement et au freinage.

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