Cadre

Détails: Mis à jour : dimanche 4 janvier 2015 19:45

Le Cadre

Le cadre est la partie essentielle d'un tandem.

Le choix des matériaux (acier Hi-Ten, acier Cro-Moly, Nivacrom, alliages d'aluminium, alliages de titane, fibres de carbone) aussi bien que le choix de la géométrie est déterminant pour ce qui concerne le confort et les performances du tandem.

Les matériaux

La grande majorité des cadres est en acier. L'acier n'est pas nécessairement le meilleur matériau mais c'est celui qui est le plus facile à travailler et à souder. Si l'on classe rapidement les différentes qualités d'acier on a, en ordre de qualité croissante :

l'acier Hi-Ten (ce qui est l'abbréviation anglaise pour high tensibility, ce qui signifie "haut coefficient d'élasticité")
l'acier Cro-Moly (ou CroMoly) qui est un alliage enrichi en chrome et en molybdène
le Nivacrom est fabriqué par Colombus à partir d'un alliage d'acier qui est ensuite enrichi avec du nickel, du vanadium et du chrome.

L'utilisation des alliages d'aluminium et des alliages de titane est plus récente. Ces alliages ont l'avantage de la légèreté et permettent la fabrication de tandems d'un poids de 15 à 17 kg contre les 19 à 21 kg des tandems acier. Par contre, l'aluminium est un métal qui supporte beaucoup moins bien les déformations que l'acier. En conséquence, les fabricants sont obligés de sur-dimensionner les tubes d'aluminium afin que sa résistance au vieillissement soit similaire à celle d'un tandem acier.

Les tubes en alliage d'aluminium ou de titane (il y a beaucoup d'aluminium avec le titane) ne supportent pas la présence d'oxygène lors de la soudure. On utilise alors le procédé de soudure TIG (Tungsten Inert Gas) qui consiste en un arc électrique protégé de l'air ambiant par un jet de gaz annulaire. L'arc est formé entre une électrode de tungstène et le matériau à souder. Le métal qui formera le cordon de soudure est apporté directement dans l'arc électrique. Les soudures TIG peuvent également être faites avec de l'acier. On les reconnait généralement à leur apparence qui laisse comme des vaguelettes quand le métal se solidifie.

Le matériau le plus récent est la fibre de carbone. Il y a très peu de fabricants qui maîtrisent cette technologie parce ce qu'elle à peu de rapport avec les méthodes traditionnelles. Le site internet de Calfee contient quelques explications et, poue en faire baver d'envie quelques uns, voici la photo d'un magnifique tandem de 13 kg (!) fabriqué par Calfee.

Cessons de rêver et revenons au métal dont on fait nos tandems...

Un tube pour un cycle n'est absolument pas fabriqué comme un tube de chauffage central. Pour un tube de chauffage, on lamine le fer à plat puis on le plaque de façon à former un tube. Enfin le tube est soudé suivant sa longueur pour refermer le tube. Pour un tube de vélo, le métal est étiré et écroui de telle façon que le barreau se creuse de lui même en son centre (je crois que c'est un peu magique). A cause de l'écrouissage et de la composition plus élaborée des aliages, la structure des aciers obtenus est extrêmement dure et il est, par conséquent possible d'amincir les parois des tubes.

L'épaisseur de la paroi du tube n'est pas constante : de 0.8 mm à 1.0 mm aux extrémités où le matériau doit subir le stress de la soudure, jusqu'à 0.4 mm d'épaisseur (mince alors !) au milieu.

Les géométries

Les contraintes supportées par le cadre du tandem sont plus importantes que celles que supporte un vélo simple pour deux raisons. D'abord le poids combiné de l'équipage est deux fois plus important que le poids d'une personne seule. Ensuite ces contraintes qui s'exercent suivant une grande longueur de cadre ne doivent pas le faire fléchir plus qu'il n'est nécessaire. Il est donc normal que les tubes qui composent un cadre de tandem soient de plus gros diamètre que ceux que l'on emploie pour un vélo simple.

Les tubes dont un fabricant aura besoin pour construire un cadre de tandem doivent être élaborés spécialement et le prix du cadre va dépendre à la fois de la qualité des matériaux utilisés et du nombre de tandems produits.

Quelques types de cadre sont schématiquement représentés ci-contre et ci-dessous. On ne trouve pratiquement plus de modèle ouvert parce que ce type de cadre n'est généralement pas assez rigide. Le modèle le plus en vogue est le Direct Latéral avec sa variante moderne pour laquelle le tube supérieur est incliné (slooping).

Le modèle Double Diamant est également assez peu courant. Visiblement il s'agit d'un concept directement inspiré du vélo simple. Les cadres Marathon et Double Marathon sont ceux qui présentent la meilleure rigidité. Dans le cas du Direct Latéral le tube diagonal se trouve dans le même plan que les autres tubes principaux. Dans le cas du Marathon et du Double Marathon, les tubes diagonaux sont de petits diamètres (similaires aux haubans entre le tube de selle et l'axe de la roue arrière) et sont soudés sur le côté des tubes principaux (il y en a donc un de chaque côté du tandem). Ce montage leur permet de s'étendre jusqu'au triangle arrière et, du fait de leur placement, leur action est réellement efficace pour ce qui concerne la rigidité latérale.

Le cadre dit "Hollandais" est plus adapté aux déplacements utilitaires que pour les loisirs. On ne le trouve pas chez nous.

Quelques types de cadre