La roue
Définition
La roue est un organe ou pièce mécanique de forme circulaire tournant autour d'un axe passant par son centre.
Cette invention très ancienne constitue un des fondements de nos technologies des transports. Elle permet de déplacer sur terre des charges importantes, en réduisant les forces de friction. Elle est employée dans la plupart des moyens de transport terrestres.
Composants d'un roue
Une roue de moto peut se décomposer en quatre parties distinctes:
1. la jante (La roue elle même).
2. Le moyeu, par lequel passe l'axe de roue.
3. Les éléments d'assemblage.
4. Le pneu.
1. LA JANTE:
Elle supporte le pneu, au début du siècle, elle était réalisée en bois. Maintenant, la technologie a beaucoup évolué. On la retrouve en différents matériaux:
- En acier.
- En alliage léger, tel que l'aluminium ou le magnésium.
- En matériaux plastiques (cyclomoteur).
- En fibres composites comme le carbone, le kevlar (en compétition).
Si on utilise de tels matériaux dans la confection d'une jante, c'est parce que l'on a besoin de jantes de plus en plus légères tout en étant de plus en plus rigides. La légèreté d'une jante est très importante car elle limite l'inertie créée par la force centrifuge de la roue en mouvement.
Avec chambre à air: Ce type de conception de jante est assez courant surtout si l'on utilise des jantes à rayons.
Sans chambre à air: Couramment appelé "Tubeless". Ce type de conception est valable pour les jantes à bâtons.
Quelques roues à rayons modernes ont été étudiées pour recevoir des pneus "tubeless".
2. LE MOYEU:
L'axe de roue passe au centre de la roue, il passe dans le moyeu.
3. LES ELEMENTS D'ASSEMBLAGE:
- Une jante doit avoir un bord impeccable pour permettre au pneu d'adhérer parfaitement sur toute la surface.
- Les plans sur lesquels se fixent les disques doivent être parfaitement plans, et ce pour éviter au disque de se "voiler" dans les phases de freinage.
Si un pneu avec chambre à air n'a pas absolument besoin d'avoir une bonne étanchéité avec la jante, cette étanchéité est totalement indispensable pour un pneu "Tubeless".
4. LE PNEU
Le pneu est un composite, c'est-à-dire un assemblage solidaire de matériaux aux propriétés très diverses dont la confection requiert une grande précision.
Les types de roues
Il existe trois différents types de jantes:
1. LES JANTES A RAYONS:
Elles ont succédées aux jantes en bois au début du siècle. Elles sont constituées de plusieurs rayons croisés qui forment des triangles.
2. LES JANTES MONOBLOC:
Apparues il y a plus de vingt-cinq ans en compétition moto. Jante coulée en alliage, aluminium ou magnésium.
3. LES JANTES COMPOSITES:
Elles sont réalisées généralement en carbone ou en kevlar...
Jante de moto en carbone
Les jantes à rayons
Simple et économique, la roue à rayon est restée très longtemps la "reine des roues" pour une moto.
Le cerclage extérieur de la jante est relié au moyeu par une multitude des rayons (généralement en acier).
Tous ces rayons croisés forment une structure composé de triangles.
L'avantage de ce principe est que le "triangle" est une forme indéformable tout en étant "élastique". Ce qui procure à la jante un coefficient de déformation très intéressant en ce qui concerne les machines tout terrain, qui subissent des chocs frontaux.
L'inconvénient c'est que ce type de jante résiste mal à la torsion et la flexion latérale, et aux vitesses élevées. Il a donc trouvé ses limites assez rapidement en compétition, où il a été dépassé par les jantes monobloc en alliage.
Ce type de jantes, en usage intensif, exige un entretient et un réglage de la tension des rayons très régulier.
1: Les jantes à rayons nécessitent une chambre à air (2), si elle n'était pas là, l'air fuirait par les trous de fixation des rayons.
2: Pour éviter que les rayons d'une jante déchirent la chambre à air. On fixe sur le pourtour de la jante, un cerclage en caoutchouc (4) qui protégera la chambre à air du contact direct avec la jante.
1. Pneu (Rose).
2. Chambre à
air (Vert).
3. Jante (Orange).
4. Cerclage en caoutchouc (Jaune).
Les jantes monobloc
On les appelle "monobloc" car elles sont composées d'une seule pièce. A la différence des jantes à rayons qui sont conçues à partir d'un assemblage de plusieurs éléments.
Apparues il y a plus de vingt cinq ans en compétition moto, les jantes monobloc ne se sont généralisées que vers la fin des années 70.
Conception: Obtenue par un coulage dans un moule d'un alliage léger, généralement d'aluminium ou de magnésium, ainsi que du silicium.
Au moment de leur conception, au coulage, on procède au "dégazage". On injecte de l'azote, qui a pour but de faire remonter d'éventuelles bulles d'air.
Sur une jante monobloc, les rayons disparaissent au profit des branches. Leurs nombres varient entre 3 et 7.
L'avantage étant incontestablement un gain tant au niveau du poids qu'au niveau de la rigidité. Ce qui a pu permettre d'emmener les performances des machines à caractère sportif bien au delà des limites atteintes par la jante à rayons.
L'inconvénient, si on peut parler d'inconvénient, c'est que ce type de jante ne s'adapte pas du tout à la moto tout terrain. En effet si sa rigidité fait d'elle la reine de vitesse, elle supporte très mal les chocs. C'est donc sur ce "terrain" qu'elle cède sa place à la jante à rayons.
C'est surtout grâce au progrès de la métallurgie que l'on a pu développer ce type de jantes.
Vue en coupe d'une jante monobloc avec un pneu tubeless
La catégorie "Jante composite" regroupe plusieurs types de conception de jantes, mais toutes basées sur le principe d'assemblage de plusieurs matériaux ultra léger.
- Le Carbone.
- Le Kevlar.
- Le Magnésium.
- L'Aluminium.
- Des colles époxy ultra résistantes....
Avec diverses combinaisons d'assemblage de ces matériaux, on obtient plusieurs types de jantes ultra légères.
- Bâton en alliage embouti collé ou boulonné au moyeu.
- Bâton en magnésium ou aluminium boulonné sur un cerclage en carbone.
- Tôles en acier matricées et boulonnées ou soudées.
- Bâton et cerclage en carbone, Le tout recouvrant un moyeu en magnésium.
- Bâton et cerclage en tressage de carbone et de kevlar, Le tout recouvrant un moyeu en magnésium....
L'avantage de ce type de jante, c'est qu'elle procure à la roue un très faible poids. Donc des "masses suspendues" très faible.
L'inconvénient ou plutôt, les inconvénients, car ils sont multiples. Le premier mais qui n'est pas des moindres, c'est le coût élevé de tous ces matériaux.
Mais si on passe au delà de ce constat, on tombe face à un problème plus grave. Si le kevlar et/ou le carbone (4) supportent très bien les vitesses élevées constantes, en revanche ils ne supportent pas du tout les forces d'accélération et de décélération, qui créent très rapidement des ruptures aux points d'ancrage des bâtons. (3)
La rupture des jantes composite en carbone et/ou de kevlar ont conduit les écuries de compétition à abandonner ce types de solution, pour revenir à la jante en magnésium.
Résumé
La jante à rayons est parfaite pour les terrains accidentés, pour les motos légères ou les customs.
La jante monobloc en alliage est ce que l'on fait de mieux en matière de rigidité. Elle est aussi celle qui supporte le mieux les puissances croissantes des motos à caractère ou usage sportif.
La jante composite présente des avantages indéniables, mais ses défauts lui réserve une diffusion restreinte que les progrès techniques futurs devraient résoudre.