Introduction
L'un des sujets les plus controversés du cyclisme est la supériorité des roulements en acier ou en céramique. Le marketing a souvent affirmé que les roulements en céramique réduisent la traînée et durent plus longtemps. La question est de savoir si c'est vrai. Cet article vous expliquera en détail les différences entre les roulements en céramique et en acier, ainsi que leurs différences.
Par ailleurs, nous aborderons les roulements à cartouche, la norme dans les moyeux. Ils nécessitent moins d'entretien, sont plus faciles à remplacer, plus légers et plus compacts, et offrent généralement une meilleure étanchéité. Certains roulements à cartouche peuvent cependant s'user plus rapidement, ce qui sera abordé dans cet article.
Chez Particle, nous utilisons exclusivement des roulements en acier S&S et en céramique.
Construction interne
Bien que l'on qualifie les roulements utilisés dans les applications cyclistes de céramique, il s'agit en réalité de céramique hybride, c'est-à-dire que seules les billes sont en céramique. Contrairement aux roulements en céramique, les roulements en acier contiennent des billes en acier trempé et des bagues intérieure et extérieure en acier.
Les roulements à billes sont en céramique, tandis que les bagues intérieure et extérieure sont en acier. Les roulements en céramique ont généralement un jeu C3. Le jeu des roulements en acier est généralement CN. Le jeu du roulement est une mesure définissant l'espace entre la bague intérieure, la bague extérieure et les billes. Ce jeu est important car un jeu correct empêche le roulement de se gripper lorsqu'il chauffe et se dilate inévitablement.
Les cages utilisées sur les deux types de roulements sont également différentes. Elles maintiennent l'espacement correct des billes à l'intérieur du roulement. Sur les roulements en acier de qualité, la cage est constituée d'une pièce de métal emboutie, rivetée entre les billes. Cette méthode de fabrication est coûteuse, mais elle réduit les frottements et améliore la rigidité. Sur la quasi-totalité des roulements hybrides en céramique, les cages sont généralement en composite ou en caoutchouc. Elles s'enclenchent et maintiennent l'espacement des billes. Sous de fortes charges, ce type de cage est plus susceptible de se déformer, voire de se détacher, provoquant des frottements importants.
Nos roulements en acier S&S utilisent des chemins de roulement en acier de qualité.
Construction extérieure
Les roulements sont équipés de joints sans contact, de joints à contact, ou d'un joint de chaque côté. Les joints à contact touchent les bagues intérieure et extérieure pour maintenir l'étanchéité. Cela entraîne une perte de charge. En utilisation, ce phénomène est moins perceptible, mais il existe une différence. Les joints sans contact offrent moins de résistance, mais sont plus facilement contaminés par l'eau ou la saleté.
Nos roulements combinent un joint de contact orienté vers l'extérieur et un joint sans contact orienté vers l'intérieur. Ils bénéficient ainsi des avantages des roulements sans contact et avec contact, alliant hautes performances et durabilité.
Frottement des roulements
L'un des aspects les plus importants à comprendre concernant la résistance au roulement des roulements est que les billes elles-mêmes jouent un rôle très faible. En réalité, les joints de roulement sont responsables des pertes par frottement les plus importantes, soit environ 60 %. La graisse en est responsable d'environ 30 %. Enfin, le frottement de la cage, la déformation des billes et celle des chemins de roulement sont responsables des 10 % restants. Ces chiffres sont approximatifs et varient légèrement selon le roulement. La déformation des billes contribue à environ 3 % de la perte par frottement totale, bien qu'en réalité, la différence entre les roulements en céramique et en acier soit d'environ 10 % de 3 %, soit une économie d'environ 0,3 % toutes choses égales par ailleurs.
Il existe toutefois un inconvénient : dans la quasi-totalité des cas, les roulements en céramique sont équipés de cages à encliquetage, qui produisent généralement plus de frottements que les cages métalliques embouties, réduisant ainsi l'efficacité.
En termes de performances, les roulements en acier et en céramique ont une résistance au roulement globale similaire, la céramique ayant un léger avantage, toutes choses étant égales par ailleurs.
Durée de vie des roulements et variations de frottement au fil du temps
L'un des aspects les plus négligés des roulements est leur usure rapide. Bien que les billes en céramique soient nettement plus dures que les bagues en acier, elles s'usent plus facilement dans les bagues en acier plus tendres. Cela entraîne une augmentation progressive de la résistance au roulement au fil du temps.
En réalité, certains roulements hybrides en céramique offrent une bonne résistance au roulement, tandis que d'autres non. Les différences résident principalement dans les joints, la graisse et, dans une moindre mesure, le frottement de la cage, plutôt que dans les billes elles-mêmes. Les roulements en acier et en céramique de qualité se classent parmi les meilleurs en termes de résistance au roulement dès leur fabrication, mais au fil du temps, les roulements en céramique sont dépassés par les roulements en acier de haute qualité.
Prolonger la durée de vie des roulements
Chez Particle, nous accordons une grande importance non seulement au choix des roulements, mais aussi à leur protection contre la contamination. Protéger les roulements des éléments est primordial pour une durée de vie nettement plus longue.
Nous avons soigneusement sélectionné notre fournisseur de moyeux. Nos corps de moyeu et axes AR1 ont été usinés avec des tolérances respectives de 0,005 mm et 0,003 mm, ce qui en fait des moyeux à cliquet parmi les plus précis du marché. Cela se traduit par une résistance au roulement réduite et une longévité accrue, les roulements étant soumis à des contraintes moindres. Les moyeux sont dotés d'un joint labyrinthe et de barrières anti-contamination à double couche, réduisant considérablement les risques d'infiltration et protégeant les roulements et les cliquets des intempéries.
Pourquoi les tests de patinage des roues sont-ils un mauvais moyen d’évaluer la douceur ?
Bien qu’il soit courant pour les gens de juger de la douceur d’un moyeu en faisant tourner une roue dans leurs mains ou sur leur vélo, cela ne reflète pas la façon dont une roue tournera lorsqu’elle roule.
Premièrement, les moyeux subissent des charges radiales et axiales de votre corps ainsi que des forces de virage, qui affectent les performances des roulements et la friction.
Deuxièmement, ce que vous observez en réalité est l'élan d'une roue, et non la résistance d'un roulement. Une jante ou un pneu lourd peut tourner plus longtemps même si le moyeu présente une friction élevée. À l'inverse, une roue légère peut s'arrêter rapidement même si le moyeu est lisse.
Troisièmement, les moyeux contenant peu de graisse ou une graisse qui n’est pas suffisamment visqueuse peuvent bien tourner mais s’user rapidement sous des contraintes réelles.
Pour ceux qui ne disposent pas d'un équipement de test approprié comme un dynamomètre, un test en conditions réelles pourrait être effectué en roulant sur une légère descente avec des roues différentes, bien que de tels tests doivent être pris avec un certain scepticisme car l'environnement n'est pas contrôlé.
Lequel choisir ?
En réalité, vous ne pouvez pas vous tromper avec des roulements en acier ou en céramique. Pour ceux qui recherchent longévité et faible résistance au roulement à long terme, nous recommandons les roulements en acier. Pour ceux qui recherchent un léger avantage et acceptent de changer de roulements plus souvent, les roulements en céramique sont faits pour vous. Les roulements S&S que nous utilisons sont de qualité et, associés à nos moyeux AR1, vous n'aurez aucun souci de performance, de contamination ou de résistance au roulement.