Rayons en carbone vs acier : lequel est le meilleur ?

Rayons en carbone ou en acier

L'une des dernières tendances en matière de roues en carbone pour la route et de roues en carbone pour le gravel est l'apparition de rayons en carbone. Traditionnellement, les roues utilisaient des rayons en acier, mais grâce aux avancées technologiques, plusieurs options sont désormais disponibles. Dans cet article, nous explorerons les différences entre les rayons en carbone et les rayons en acier, et nous nous pencherons sur l'avenir des rayons en carbone en tant que technologie.

Conception des rayons en acier

La plupart des rayons en acier sont désormais à tirage droit plutôt qu'à coude en J. Les rayons à tirage droit peuvent être plus légers et subir moins de fatigue, car la flexion du métal le rend plus fragile. La fiabilité des rayons en acier est établie, et cette technologie est très mature. Ils peuvent même être légers : certains rayons, comme les rayons Sapim CX-Ray, ne pèsent que 4,7 grammes chacun, écrous compris. Les rayons en acier peuvent avoir un profil rond ou un profil aérodynamique aplati, bien que cette forme soit quelque peu limitée, car il est difficile de créer des formes plus complexes avec de l'acier sans compromettre l'intégrité et ajouter une quantité importante de matériau.

Conception des rayons en carbone

Les rayons en carbone ont fait leurs débuts dans les roues de triathlon et de contre-la-montre, où chaque roue comptait 3 ou 4 gros rayons. Ces roues ne sont pas particulièrement pratiques pour une utilisation régulière sur route ou sur gravier. Elles offraient toutefois des avantages sur le plan aérodynamique. Par la suite, des roues plus traditionnelles comportant un plus grand nombre de rayons sont apparues. Si ces roues étaient plus pratiques pour les cyclistes au quotidien, elles présentaient un défaut majeur. La rupture d'un seul rayon ou l'endommagement d'une jante signifiait que la jante entière était compromise et devait être jetée. Cela s'explique par le fait que le rayon était fixé à la fois au moyeu et aux jantes.

Les rayons en carbone plus récents peuvent désormais être remplacés aussi facilement que les rayons en acier, ce qui les rend pratiques et nettement moins générateurs de déchets.

Les principales différences

Lorsque l'on compare les rayons en acier et les rayons en carbone remplaçables, plusieurs éléments les distinguent.

Prix

En raison des coûts de production, les rayons en carbone sont plus coûteux à fabriquer et, dans certains cas, beaucoup plus coûteux. Tout comme les jantes en carbone sont bien plus coûteuses et nécessitent davantage de main-d'œuvre à fabriquer que les jantes en alliage, il en va de même pour les rayons. De plus, grâce aux économies d'échelle et à la recherche et au développement, les rayons en carbone de dernière génération sont encore plus coûteux.

Poids

Les rayons en carbone peuvent être nettement plus légers que même les rayons en acier les plus légers. Les rayons en carbone de 2e et de 3e génération pèsent environ 3,5 grammes chacun avec les écrous de rayon, tandis que ceux de 4e génération pèsent environ 2,1 grammes chacun avec les écrous de rayon. Les rayons en acier les plus légers, comme les Sapim CX-Ray, pèsent 4,7 grammes chacun avec les écrous de rayon.

Réactivité

Les rayons en carbone sont nettement plus rigides que les rayons en acier équivalents. Cela signifie un meilleur transfert de puissance. Pour obtenir la même résistance et la même rigidité, il faut moins de rayons, ce qui permet d’en utiliser moins.

Durabilité

Une idée reçue veut que les rayons en acier soient plus sûrs que les rayons en carbone. En général, ce n’est pas le cas. Les rayons collés sont beaucoup plus susceptibles de se rompre en raison d’imperfections et d’un manque d’uniformité, ainsi que des limites des conceptions antérieures. Les rayons en carbone remplaçables ont changé la donne. Ils peuvent résister aux courses les plus exigeantes du WorldTour. Ils présentent également une résistance à la torsion bien supérieure à celle des rayons en acier. Bien sûr, ils peuvent se casser lors d’une chute, mais les rayons en acier aussi. Après des années de travail avec des rayons en carbone et de discussions avec des équipes cyclistes professionnelles ainsi qu’avec nos clients, nous sommes convaincus que les rayons en carbone sont tout aussi fiables et sûrs que les rayons en acier.

Comparaison des rayons en carbone

Bien que les rayons en acier soient une technologie très éprouvée, les rayons en carbone sont en pleine révolution et s’améliorent à chaque génération. Examinons l’évolution des rayons en carbone et ceux que nous utilisons sur nos roues.

Rayons en carbone de première génération

Les rayons de première génération sont ceux que la plupart des gens connaissent. Ces rayons étaient collés à la fois au moyeu et à la jante. Ils étaient révolutionnaires et ont ouvert la voie aux évolutions futures. Ils présentaient toutefois plusieurs inconvénients majeurs, comme l’impossibilité de les réparer, leur coût élevé et un taux de défaillance supérieur, mais ils sont très impressionnants. Une roue monocoque en carbone a quelque chose de particulier. Bien qu’ils soient progressivement remplacés par des conceptions à rayons remplaçables, ils restent un élément important de nombreuses roues modernes, notamment des roues à trois rayons pour les épreuves de contre-la-montre et de triathlon.

Rayons en carbone de deuxième génération

Lorsque les rayons en carbone de deuxième génération sont arrivés sur le marché, ils ont immédiatement changé la donne. Les roues à rayons en carbone pouvaient désormais être fabriquées beaucoup plus facilement et avec une marge de sécurité supérieure grâce à leur uniformité. Ce sont aujourd'hui les rayons les plus couramment utilisés sur les roues à rayons en carbone. Ils peuvent être remplacés tout aussi facilement que des rayons classiques en acier. Leurs jantes nécessitaient toutefois un perçage personnalisé des trous de rayons selon des angles précis afin que les rayons ne se touchent pas.

Les rayons de 2e génération présentent quelques inconvénients par rapport aux générations plus récentes. Le premier est qu'ils utilisent tous des têtes de rayon rondes. Ils pouvaient donc très facilement subir une torsion, entraînant une dégradation des performances aérodynamiques. De plus, comme les rayons de 2e génération étaient relativement nouveaux, les problèmes de contrôle qualité étaient plus probables.

De plus, ces conceptions de moyeux avaient tendance à avoir des flasques ouvertes, ce qui signifiait qu'une perte de tension des rayons pouvait entraîner leur délogement. Bien que ce phénomène soit rare, il restait possible et préoccupait de nombreux cyclistes.

Rayons en carbone de troisième génération

Ce qui distingue la troisième génération de rayons des précédentes, c'est qu'ils peuvent désormais être fixés mécaniquement, ce qui signifie qu'ils ne subissent pas de torsion. Cela leur confère un avantage aérodynamique important par rapport aux rayons de deuxième génération. Bien que ces rayons deviennent de plus en plus courants, ils restent minoritaires. Des moyeux spécialement conçus sont également nécessaires pour utiliser des rayons de troisième génération. Certaines de ces conceptions de moyeux, dont la nôtre, éliminent complètement le risque que les rayons se délogent.

Rayons en carbone de quatrième génération

À ce jour, seules quelques marques ont commencé à adopter les rayons de quatrième génération. Les principaux avantages des rayons de quatrième génération par rapport à leurs homologues de deuxième et de troisième génération sont doubles. Ces nouveaux rayons sont plus de 50 % plus légers, avec un poids d'environ deux grammes seulement chacun, écrous compris. Les nôtres atteignent un poids aussi faible en partie grâce à l'utilisation de pièces filetées et de têtes de rayon en titane. Ils offrent en outre une souplesse nettement supérieure, ce qui leur confère les caractéristiques de conduite des rayons en acier. Nous utilisons les rayons les plus légers disponibles, ce qui les rend encore plus légers que les rayons Berd.