Le titre de cet article n’est qu’une vue de l’esprit bien sûr, mais après avoir rencontré Sébastien d’ACSE, l’esprit s’éclaircit. Cet ingénieur, déçu par les moyeux qu’il utilisait s’est, comme il le dit lui-même, “lâché” en concevant des produits sans compromis avec les meilleurs matériaux. Il était logique, après notre rencontre avec Eric de Pi Roues, d’en savoir un peu plus sur les fameux moyeux ACSE qu’il monte sur ses roues.
Les premiers moyeux conçus par ACSE – jeune société créée par Sébastien Arcile en 2008 – apparaissent sur le marché mi 2009. C’est à la suite de quelques déboires sur ses moyeux personnel, que cet ingénieur possédant de solides connaissances dans le domaine, décide de concevoir et réaliser ses propres moyeux.
Il n’y a rien d’à peu près, ni d’improvisé dans cette étape de la conception. En ingénieur expérimenté (spécialisé dans la résistance des matériaux), Sébastien s’appuie sur les données recueillies par télémétrie. Il dispose d’un accéléromètre 3 axes fixé sur l’axe du vélo. La conception prend forme à partir d’un logiciel CAO/DAO 3D avec l’avantage de pouvoir produire des fichiers destinés à l’usinage par commandes numériques (CNC ) des pièces.
Pour la suite, tout est sous-traité ou approvisionné en France hormis les roulements qui viennent de Suisse. Le montage est finalisé chez ACSE. Le catalogue est assez large : moyeux de route et vtt sur des standards classiques, mais ACSE peut aussi effectuer des réalisations spécifiques hors catalogue. La conception par éléments finis et une standardisation adaptée rend possible de petites séries de 25 pièces, c’est plutôt rare pour ne pas le souligner.
Un accord sur le montage avec Pi Roues permet à ACSE de proposer des roues complètes “clé en main” sur des jantes asymétriques de marque Ryde par exemple.
La fonction du moyeu a évolué. Si il reste l’élément central qui relie le pneu et sa jante par l’intermédiaire des rayons pour faire tourner une roue autour d’un axe, de nouveaux matériaux apparaissent et il supporte désormais le disque du freinage. Ce système se généralise : c’est notamment celui que l’on trouve sur les vtt, les Gravel bike mais également les vélos de route.
Choisir une paire de moyeux lors d’un montage à la carte, c’est un peu le parcours du combattant. Il faut brasser les discours marketing des catalogues ou des pages de forum pas toujours pertinentes. D’abord le prix … puis le poids mais ensuite : est-on sûr d’avoir fait le bon choix ?
Petit abécédaire d’un moyeu selon ACSE
Dimensionnements
Le résultat d’une étude sont des formes, des épaisseurs de matière qui vont se traduire par un poids, une rigidité, une durée dans le temps. La déformation va entraîner un manque de précision au pilotage et une fatigue de la matière conduisant à une rupture à plus ou moins long terme. Les épaisseurs des matières sont à mettre en relation avec leurs qualités mécaniques et leur conception ( disposition du montage ), on va le voir plus loin.
Le dimensionnement des moyeux ACSE est extrêmement poussé et parfaitement maîtrisé.
C’est le résultat de l’exploitation de la base de données des efforts relevés, de l’usage d’un outil CAO/DAO 3D ; puis ensuite de la programmation d’un fichier qui permettra l’usinage chez le sous-traitant.
Les épaisseurs matière sont ainsi calculées à minima. L’écartement des flasques est à l’optimum pour une meilleure géométrie de la roue. Conséquence directe, l’accrochage des rayons assure une plus grande rigidité permettant le montage de jantes plus légères. C’est d’abord le poids de la jante et la rigidité de l’ensemble jante/ rayons/moyeu qui vont compter dans la performance d’une roue et dans sa durée de vie.
Matières
De nombreuses matières sont en concurrence dans nos moyeux : aluminium, acier, titane, fibres de carbone, carbone composite. On les commercialise sous plusieurs formes (barres, ronds..) et sous plusieurs états métallurgiques (trempé, recuit..) hormis les produits carbone. La transformation en pièces finies a évolué, l’aluminium des corps de moyeux était forgé, ils sont désormais usinés sur des machines à commande numérique. Et enfin, ce sont de nombreuses caractéristiques mécaniques et leurs paramètres qui les caractérisent et qui vont aider au choix.
Acse utilise de l’aluminium 7075T6 pour son corps de moyeu et son axe de roue mais aussi toutes les autres pièces en alu.
Cet alliage d’aluminium et de zinc en élément principal produit à l’état recuit a été développé en secret par la société japonaise, Sumitomo Métal, en 1936 ; Il a été utilisé sur le fuselage de l’avion de combat Mitsubishi A6M Zéro pour la marine impériale japonaise à partir de 1940. Son emploi s’est ensuite généralisé dans l’aviation mondiale mais aussi dans d’autres industries de pointe sous le nom commercial de Zicral.
On trouve le 7075T6 sur des pièces soumises à des contraintes mécaniques importantes et de moindre épaisseur pour en réduire le poids, c’est toujours le cas dans l’aéronautique. Il fait partie de l’une des six grandes familles d’alliage d’aluminium que compte la vingtaine d’alliages principaux utilisés dans les industries depuis la fabrique de casserole jusqu’à certaines pièces “hight tech” que l’on envoie dans l’espace. Le suffixe T6 indique qu’en sortie de laminage il subit deux traitements thermiques au four ( trempe et revenu ) pour atteindre des caractéristiques maximales. Ces étapes supplémentaires ont un coût.
Un peu de résistance des matériaux à titre d’exemple
Dans les paramètres permettant le choix de la matière, la valeur de la Rm exprime une solidité matière (résistance mécanique) au delà de laquelle le matériau est inutilisable. Il est déformé de manière permanente voir cassé. L’unité est le méga pascal (Mpa). La Rm pour un 7075T6 est de 565 Mpa, pour un 7075T0 (sans traitement) de 275 Mpa. Un alliage d’alu pour casserole (1050A) est de 115 Mpa
Traitements Thermiques
Les pièces métalliques (alu, acier, titane) peuvent encore, après usinage, subir de nouveau des traitements thermiques pour obtenir de meilleures caractéristiques mécaniques. L’augmentation de la dureté superficielle d’un acier ou d’un alu s’obtient par la trempe sans rendre plus fragile le reste de la pièce. Là encore c’est une nouvelle opération donc un coût supplémentaire.
Acse propose pour son corps de roue libre un corps 7075T6 ou un corps acier trempé, les autres pièces en acier sont toutes également trempées.
Protections
Pour une meilleure durée de vie les pièces les plus exposées sont protégées de la corrosion par anodisation dans le cas de l’alu ou par peinture. Le marquage constitue la dernière étape.
Les moyeux ACSE sont anodisés. Le polissage des moyeux est effectué à la main. Après anodisation il est d’une parfaite finition.
Conception
Deux roulements, un axe, un corps de moyeu, une étanchéité et un mécanisme de roue libre pour le moyeu arrière ; des assemblages prévus pour être permanents (corps de moyeux mixte fibres carbones/alu) et dans la durée, qui est quelquefois très relative sur certains montages. Il existe ainsi de très nombreuses solutions de montage.
Acse choisi de rapporter des parties acier sur des parties alu pour son corps de roue libre plutôt qu’une pièce plus épaisse en alu.
Roulements
Les roulements rigides à billes sont les plus courants, ils existent depuis longtemps sur un vélo. Leur arrivée massive dans ce domaine dans les années 1970 a changé la donne pour les grands rouleurs, mais surtout leurs mécaniciens. Les roulements ont continué d’évoluer au gré des avancées technologiques ( matières, étanchéité, graissage, usinages, contrôle, …) et des moyens de production. Leur utilisation dans le vélo est proche de l’idéal, vitesse de rotation peu élevée, charges moyennes, températures de fonctionnement normales, environnement moyen. Paradoxalement ces roulements restent la pièce d’usure la plus importante du vélo, si l’on excepte les composants de second ordre (pneus, transmission,freins).
De grands bouleversements ont eu lieu : le marché s’est mondialisé, internet s’y est mêlé.
- Les roulements sont fabriqués suivant des dimensions standards, de précisions d’exécutions (tolérances), d’un jeu interne initial et avec quelques variations de construction notamment pour l’étanchéité.
- Tous ces points sont encadrés par des normes
- Mais les matières qui constituent un roulement (principalement des aciers) et les moyens de les produire relève du choix du constructeur.
Usines délocalisées, fabricants au savoir-faire dégradé, revendeurs très avisés, marques en recherche de plus fortes marges : ce contexte va entraîner des fabrications avec un plus grand nombre de problèmes de qualité.
Les roulements retenus par ACSE sont à billes, de dimensions standard et de classe de précision au dessus de la normale mais avec une jeu radial augmenté et une précontrainte axiale. C’est un choix proche d’un roulement à contact oblique sans être aussi encombrant et donc plus lourd. Ces roulements sont fabriqués suivant des spécifications particulières par un fabricant Suisse qui continue de fabriquer localement.
ACSE reconnaît que s’il fabriquait ses moyeux avec un roulement “chinois” il aurait pour le prix de l’un de ses roulements Suisse 15 roulements asiatiques.
Roulements céramiques : probablement la solution d’avenir mais le prix reste le handicap majeur (pour un roulement de qualité) sans qu’il soit démontré un quelconque avantage significatif. Shimano, pour ne citer que celui là, ne le propose toujours pas à son catalogue.
Force de frottement
C’est un peu d’énergie dépensée qui diminue d’autant le rendement du cycliste. Il y a plusieurs origines de ces forces de frottement en œuvre sur le moyeu : la résistance au frottement des billes sur les pistes de roulements, les joints d’étanchéité, le mécanisme de roue libre, le coefficient de remplissage du lubrifiant, le type de lubrifiant. Coefficient de remplissage et type de lubrifiant restant les facteurs les plus important du frottement.
Toujours dans les spécifications particulières d’ACSE, l’étanchéité du roulement est différenciée, le taux de remplissage et le lubrifiant utilisé ont été optimisés.
Etanchéité différenciée : extérieurement c’est un joint à lèvre classique protégeant des intrusions : eau, boue, poussière. Intérieurement c’est une étanchéité qui confine le lubrifiant avec un frottement réduit. Un plus fort taux de remplissage avec un lubrifiant spécifique réduit le risque d’intrusion. Si le frottement est important à froid il disparait en fonctionnement.
Tester les forces de frottement sur l’axe d’un moyeu à froid n’est pas représentatif de son importance. Le lubrifiant doit être à température pour procéder à un essai.
Durée de vie
On le répète : le maillon faible c’est le roulement et c’est le graissage qui est le premier facteur agissant sur la durée de vie d’un roulement, si l’on excepte : un sous dimensionnement des roulements (pour gagner du poids ou des euros) ou une qualité non conforme.
Le graissage évite le grippage sans favoriser le roulement des billes sur leurs pistes. Le graissage est un mal nécessaire, c’est l’un des petits avantages du vrai roulement céramique qui ne nécessite pas de graissage.
Chaque constructeur spécifie pour son type de roulement une durée de vie mais trop de facteurs extérieurs et variables vont intervenir pour pouvoir vérifier ce chiffre.
Le poids du moyeu et sa couleur n’ont pas de relation directe avec sa durée de vie.
Roue libre
Les roues libre montées sur le vélo ont connues une évolution majeure en 1980 avec l’arrivée des moyeux à cassette Shimano (Freehub), imposant un nouveau standard. Ce moyeu cassette dissocie l’ensemble des pignons (la cassette), du mécanisme de roue libre avec de nombreux avantages.
La roue libre n’étant plus vissée sur une partie filetée du moyeu mais devenue monobloc avec le moyeu. Les standards de cassette depuis se sont multipliés avec pour conséquences des corps de roue libre différents suivant les marques.
Shimano a utilisé et utilise toujours un mécanisme de roue libre à cliquets comme d’autres marques. DT Swiss avec le rachat du brevet Hugi a introduit un nouveau dispositif à couronnes crantées. Les performances d’une roue libre vont se mesurer à la capacité de transmettre le couple avec une grande fiabilité. L’avantage du dispositif cliquets est de proposer un angle anti-retour un peu plus faible que son conçurrent par un double cliquet. Les roues libre à couronnes crantées vont permettre (en théorie), grâce à une surface de contact plus grande, de transmettre un couple plus important pour un coût supérieur. L’écart de poids suivant la conception est peu significatif.
Mais ce n’est pas uniquement le choix du dispositif qui va remédier à toutes les déconvenues potentielles de fiabilité. C’est le marquage des cannelures sur le corps de roue libre qui apparaît en premier rendant la cassette difficile à démonter. Suivant la conception ou les qualités matière d’autres incidents peuvent se produire à la transmission du couple sur les différentes pièces ( cliquets ou ressort cassés, usure prématurée des rochets…).
Acse a choisi comme d’autres marques, une roue libre à couronnes crantées suivant une conception qui lui est propre.
Le diamètre de couronne crantée est au plus proche du diamètre de la cassette sans nuire à sa résistance pour un couple plus important. La chaîne de pièces pour la transmission du couple est tout acier sur la version vtt. Il existe au catalogue une version route plus légère avec un corps de roue libre mixte alu/acier.
Fabrication
Fabriqué en Asie ne veut pas dire qualité médiocre. Un circuit court d’approvisionnement et la proximité avec des fournisseurs reconnus fait parti du choix d’ACSE. Les fournisseurs sont français exceptés les roulements made in Switzerland.
Standards :
- Pour les moyeux serrage rapide route avant : entre pattes 100 mm dia 9 mm ; route arrière entre pattes 130 mm diamètre 10 mm
- VTT ou gravel pour les moyeux axes traversants ou serrages rapides
- avant/ arrière Q/R entre pattes 100 mm dia 9mm/ 135mm dia 10 mm
- avant /arrière T/A entre pattes 100 mm dia 15 mm / 142mm dia 12 mm
- le nombre des rayons : AV/AR 32/32, 24/28, 20/24
ACSE sait développer des demandes spécifiques pour des séries de 25 pièces.
Poids
Quelques fourchettes de poids
- route avant 45 g/120 g ACSE 70 g proto 60 g
- route arrière 130 g/300 g ACSE corps RL acier 230 g, corps RL alu150 g
- vtt avant 100 g/170g ACSE 107 g /143 g
- vtt arrière 190 g / 400 g ACSE 216 g/290 g
Le gravel entre dans la catégorie vtt
Acse n’est pas sur la première place du podium du poids. Il joue simplement le podium et reste dans les “finisher” au moment du choix.
Prix
la fourchette de prix est d’autant plus large que l’on ne peut comparer le prix d’un jeu de moyeux acheté pour un montage à la carte et ceux livrés dans le cadre d’une commande programme par une grande marque.
Les tarifs des moyeux ACSE : moyeux avant de 169 à 199 euros, moyeux arrière de 329 à 499 euros.
Acteurs du marché
Les plus gros sur le marché du moyeu sont Shimano, Mavic, Campa, SRAM ; … Quelques concurrents se situent la même catégorie qu’ACSE : DT Swiss, Chris King, Hope, Tune, Aivee, Power trap, Tune, ….
En conclusion
Les atouts pour chaque fabricant sont variables : poids, prix, légèreté, solidité. ACSE joue une carte un peu différente. Bien que petit acteur du marché il est positionné sur le dessus du panier. Ses moyeux vont particulièrement intéresser le rouleur exigeant convaincu des avantages que constituent une bonne paire de roues montées avec des moyeux de qualité. Ceux là resteront parfaitement sourds aux “sirènes” du marketing.
Acse, avec de moindres compromis, va répondre aux caractéristiques recherchées sur une paire de roues, dynamisme, performance, durabilité.
