Les cadres en acier
Sommaire
Généralité sur les cadres en acier
L'acier a été utilisé pour fabriquer plus de cadres de vélo que tout autre matériau. C'est le matériau historique. Cela se traduit par plus de 60 années de retours d'expériences que tout autre matériau actuellement utilisé comme le carbone ou l'aluminium. L’acier est principalement composé de fer dont le symbole atomique est Fe, du latin ferrum – et c’est de là que vient le terme ferreux lorsque l’on fait référence aux matériaux ferreux et non ferreux. Comme vous l’avez peut-être deviné, l’acier est un matériau ferreux, tandis que l’aluminium et le titane ne le sont pas.
Le fer est le quatrième élément le plus abondant dans la croûte terrestre, donc dans un avenir proche, nous ne manquerons probablement pas de matériau utilisé pour construire des vélos en acier (le chrome et le molybdène sont cependant des histoires différentes). Le fer est rarement présent sous forme de métal chimiquement pur, sauf dans les météorites. Sur cette planète, on la trouve sous diverses formes, parmi lesquelles la magnétite (Fe3O4), l’hématite (Fe2O3), la sidérite (FeCO3), la pyrite (FeS2)… et bien d’autres formes qui se terminent par «ites».
Les cadres en acier présentent plusieurs avantages et inconvénients, et le choix d'un cadre en acier dépendra de vos préférences personnelles en matière de cyclisme et de vos besoins spécifiques. Voici une liste non exhaustive des avantages et des inconvénients d'un cadre en acier.
Une grande variété d'alliages d'acier pour tous les usages
Il existe une multitude d'alliages d'aciers, offrant des qualités physiques pouvant être très différentes et permettant de s'adapter au mieux de vos besoins. Cela va des aciers inoxydables haut de gamme et très durs à des aciers plus abordables et à forte diffusion comme le chromo. Il existe quelques fabricants de tubes historiques qui ont suivi et fourni l'industrie du cycles pendant des décennies comme les marques Reynolds, Dedacciai ou Columbus.
Photo d'un magnifique cadre de la marque Cinelli en acier inoxydable Columbus XCR
Les cadres en acier sont considérés à l'unanimité comme robustes et polyvalents. Par conséquence, ils s'adaptent à une grande variété d'usages, que ce soit pour le vélo de route (Les vélos employés en compétition comme pour le tour de France était auparavant en acier), le vélo de randonnée, le vélo urbain, le VTT. De part la robustesse, ils sont également particulièrement adaptés aux port de charges lourdes. Cela en fait un choix pour les vélos de voyage, le bikepacking, le gravel ou les vélos utilitaires comme les vélos de la poste.
Lors de l'achat d'un cadre acier, assurez-vous toujours que l'ensemble du cadre est construit avec le type d'acier choisi. Certains fabricants estampillent le cadre en Reynolds 725 alors que seulement les 3 tubes principaux sont en 725.
Quelques qualités des cadres en acier
Robustesse
En général, l'acier est un matériau robuste et durable qui peut résister aux contraintes et aux forces auxquelles un cadre de vélo est soumis. Il est moins susceptible de se fissurer en cas de chocs légers que certains autres matériaux et présente une meilleure tenue en terme de fatique que l'aluminium. En cas de dommages, les cadres en acier sont généralement réparables assez facilement. Les soudures peuvent être refaites, ce qui permet de prolonger la durée de vie du cadre ou d'être dépanné aux 4 coins du globe.
Élongation
Cette propriété est un indicateur de ductilité. Simplement, elle mesure jusqu'où un matériau s'étirera avant de se briser. Bien que les propriétés précédentes (densité et rigidité) ne changent pas de manière significative avec l'alliage et le traitement thermique d'un matériau donné, l'allongement est une autre histoire. Tout comme la résistance, l’allongement est omniprésent en fonction du traitement thermique et de la nature de l’alliage. L'allongement est exprimé en pourcentage. Lors des tests de traction d’un matériau, celui-ci est séparé et étiré jusqu’à sa rupture. Des marques sont faites sur l'échantillon et la distance entre elles est mesurée avant et après la rupture de l'échantillon. La différence est exprimée en pourcentage d'allongement. Les aciers utilisés dans les tubes de vélo mesurent généralement des allongements de 9 à 15 %.
Résistance à la traction
Il existe une énorme variation dans la résistance à la traction mesurée des différents alliages d'acier et des différentes marques. Le CroMo générique peut avoir une limite d'élasticité de 90 GPa, alors que le Reynolds 953 offre des valeurs à 200 GPa. Vous pouvez lire notre article concernant les aciers Reynolds et leurs spécificités.
Empreinte carbone relativement limité
Selon le fabricant de tube Reynolds qui possède une certaine autorité et crédibilité dans ce type d'information, la fabrication d'un cadre en acier aurait un impact de 17,5 kg de CO2. Bien sûr, Reynolds en tant que fabricant de tube acier défend sa paroisse, mais plusieurs sources semblent concorder et confirmer ces chiffres. A l'inverse, l'impact d'un cadre en titane ou en acier inoxydable serait d'environ 55kg de CO2 par cadre. Enfin, un cadre carbone atteint des sommets, puisque son empreinte est de 15 à 20 fois supérieure à celle d'un cadre acier. Pour les cadres aluminium, même punition, avec une empreinte carbone entre 12 et 15 fois supérieure à l'acier selon les procédés de fabrication employés.
Polyvalence et diversité des alliages
Les cadres en acier sont polyvalents et adaptés à une grande variété de styles, que ce soit pour le vélo de route, le vélo de randonnée, le vélo urbain ou le VTT. De part la robustesse, ils sont également adaptés aux charges lourdes, ce qui en fait un choix pour les vélos de voyage, le bikepacking, le gravel ou les vélos utilitaires comme les vélo de la poste. De plus, il existe une grande variété d'aciers proposée par des fabricants comme Reynolds, Columbus ou Dedacci. Les différents alliages offre donc des propriétés et des caractéristiques physiques très différentes permettant de choisir un acier adapté à sa pratique et à ce que l'on recherche.
Esthétique
Bien que totalement subjectif, de nombreux cyclistes apprécient l'aspect classique et intemporel des cadres en acier. Avant l'arrivée du carbone, l'immense majorité des vélos étaient produit en acier. De nos jours et avec l'expension de vélo polyvalent comme les gravels, nous observons vers des cadres en acier. Ils peuvent être polis, notament les gammes inoxydables comme le Reynolds 953 ou 931 pour une finition brute et brillante ou peints dans une grande variété de couleurs.
Quelques défaults des cadres en acier
Poids
Les cadres en acier sont généralement plus lourds que les cadres en matériaux plus modernes comme le carbone ou l'aluminium. Le rapport masse/rigidité est généralement moins bon qu'un cadre haut de gamme en carbone. Comparés à certains matériaux plus rigides comme le carbone, les cadres en acier peuvent être moins réactifs en termes de transfert de puissance. Cela peut ne pas convenir aux cyclistes qui cherchent à obtenir un maximum de rigidité pour la compétition, la montagne ou pour des performances maximales plus généralement. D'ailleurs, nous n'observons pas de cadres en acier lors des compétitions.
Corrosion
Un cadre acier peut être sensible à la corrosion. Que faut t'il faire pour protéger votre cadre ? Un article est en cours d'écriture...
Les principaux fabricants de tubes en acier
Sélection de cadre acier "Made in France"
La marque française Distance
Distance propose de magnifiques cadres en acier ou vélo complet, fabriqués en Auvergne. Les couleurs et les finitions sont absoluement magnifiques. Lien vers le site de la marque Distance
