Carbone

Nous développons et fabriquons nos cadres depuis près de 70 ans. C’est en 2003 que nous nous lançons dans l’aventure carbone avec la commercialisation de notre célèbre modèle 0.9C, le premier cadre de route monocoque. Grâce à sa conception révolutionnaire pour l’époque, ce cadre atteignait la masse record de 900g en taille 52 et brillait sur les routes du Tour de France.

Depuis plus de 10 ans, sur la base d’une étroite collaboration entre nos ingénieurs, les pilotes professionnels et les meilleurs fournisseurs spécialisés en matériaux composites, nous développons et améliorons la construction de nos cadres carbone, afin de les rendre toujours plus légers, fiables et performants.

La réussite d’un projet carbone selon nos exigences repose sur deux critères : une fabrication respectant les plus hauts standard de qualité et un choix des types de fibres qui correspond parfaitement aux caractéristiques attendues de chacun de nos vélos.

 

Fabrication

La fabrication de cadres carbone nécessite un savoir-faire à part entière. Objectif : obtenir des cadres à la structure composite parfaite et à la finition exceptionnelle.  

Un des éléments clés qui nous permet d’atteindre de telles exigences réside dans le soin apporté à la réalisation des outillages. Lorsque le modèle 3D d’un nouveau cadre est finalisé par nos ingénieurs, la fabrication du moule est alors lancée. Celui-ci représente l’investissement le plus important de tout projet carbone. Plusieurs prototypes sont alors confectionnés afin de valider l’utilisation de ce nouveau moule.

La qualité du moule est déterminante pour la qualité finale d’un vélo. Nous y accordons donc une attention toute particulière. L’assemblage des différentes couches de fibres est ensuite entièrement réalisé à la main. Celles-ci vont constituer la structure de chaque tube. Nous tenons à respecter un processus très précis la fabrication de chacun de nos cadres : 

  • Pour la majorité de nos vélos, le triangle avant, composé du tube supérieur, du tube diagonal, de la douille de direction et du tube de selle, est réalisé en une seule fois ; il est dit « monocoque ».
    Pour la réalisation du triangle avant, des feuilles de fibres de carbone unidirectionnelles sont tout d’abord découpées en fonction de la forme des différentes zones du cadre.

 

  • Ces feuilles imprégnée de résine (appelées le « pré-imprégné ») sont appliquées sur des mandrins donnant la forme interne de chaque tube. Cette étape est cruciale car elle détermine la structure du cadre, en ajustant le nombre de couches de carbone et l’orientation des fibres : de nombreuses couches de pré-imprégné seront appliquées sur les zones où une très grande rigidité est nécessaire (boîtier de pédalier par exemple). Il y aura moins de couches dans les zones devant être plus flexibles (tube de selle par exemple). Autre particularité, ces feuilles sont superposées en respectant un entrecroisement précis afin d’optimiser la résistance de chaque tube.

  • Le triangle avant est ensuite introduit dans le moule, qui est comprimé à l’aide d’une presse.

  • Des vessies, gonflées à haute pression à l’intérieur du cadre, donnent la forme interne de chaque tube.

  • L’ensemble est ensuite chauffé afin de provoquer la solidification de la résine.

  • Après démoulage et refroidissement, les vessies et les mandrins internes sont extraits.

  • Le même procédé est suivi pour réaliser les bases et les haubans.

     

  • Une fois que les différentes parties du cadre sont fabriquées, elles sont assemblées par collage. Cet assemblage est réalisé sur un gabarit afin d’obtenir un cadre exactement conforme à la géométrie prédéfinie.

  • Le cadre complet est ensuite mis au four pour effectuer le durcissement des différents collages.

  • L’ensemble du cadre est poli jusqu’à obtenir une surface parfaitement lisse. Il est alors prêt à être peint et verni.

Tout au long de ce processus, le cadre et les différentes pièces sont soumis à des tests visant à contrôler la qualité de fabrication (état de surface, structure, cohésion des fibres et de la résine, collages, etc.), ainsi que le respect de la géométrie.

Avant le lancement de la fabrication en série, les premiers prototypes sont testés, décortiqués et analysés dans les moindres détails par notre bureau d’études, à Dijon. Dans un second temps, d’autres prototypes subissent des essais de fatigue, de résistance et de rigidité très stricts.

Enfin, de nombreux essais sont menés par nos pilotes pros Lapierre : l’équipe cycliste FDJ.fr pour nos vélos de route, les pilotes du Team Lapierre Gravity Republic ainsi que Nicolas Vouilloz, entre autres, pour nos VTT. Leur niveau d’exigence permet de pousser nos cadres dans leurs derniers retranchements et le ressenti unique dont ils font preuve permettent de vérifier les performances réelles de chaque nouveau produit carbone.

A l’issue de ces séries de tests, des modifications peuvent encore être apportées sur l’assemblage des couches de fibre, sur le moule lui-même ou sur la finition, afin d’obtenir le vélo idéal.

 

Types de fibres

Le choix des fibres constitue la seconde clé à la réussite d’un projet carbone. En effet, chaque type de fibre possède des caractéristiques très spécifiques de rigidité et de résistance et possède donc une cible d’utilisation bien précise. Pour effectuer les choix de fibres les plus pertinents, nous travaillons en collaboration avec les meilleurs fabricants spécialisés dans la fibre de carbone haut de gamme.

Entre rigidité et résistance

Les types de fibres sont principalement caractérisés par deux critères : la rigidité (module de Young) et la résistance.

Le module de Young est un indice qui caractérise la rigidité d’un matériau.

► Plus la valeur du module de Young d’une fibre est importante, plus la fibre est rigide. La valeur du module de Young s’exprime en GPa (Giga-Pascal) ou en tonne-force/mm², plus souvent abrégé par « tonne » dans l’industrie

La résistance est un indice qui caractérise le point de rupture d’un matériau.

► Plus la valeur de la résistance à la traction d’une fibre est importante, plus la fibre peut encaisser des chocs plus importants. Tout le défi de nos ingénieurs revient donc à déterminer un savant mélange de fibres de carbone de différents types permettant d’obtenir des cadres alliant rigidité et résistance.

 

Les fibres chez Lapierre

Pour la fabrication de nos cadres, nous utilisons donc 4 types de fibres :

  • Fibres de module 24 tonnes

  • Fibres de module 30 tonnes

  • Fibres de module 40 tonnes

  • Fibres de module 46 tonnes

On peut également classer les fibres par leur valeur de résistance ou de module : Haute Résistance (HR), Module Intermédiaire (IM), Haut Module (HM) et Très Haut Module (VHM).

Retrouvez ci-dessous en détail les différentes fibres que nous utilisons, leurs points forts ainsi que leur rôle :

 

Quelles fibres pour quel vélo ?

Chaque cadre Lapierre est construit à l’aide de plusieurs types de fibres dans des proportions minutieusement étudiées.

  • AIRCODE : route aéro compétition

Fibres 24t et 30t pour la résistance à la fatigue et fibres 40t pour une très haute rigidité

  • XELIUS EFI : route compétition

Fibres 24t et 30t pour la résistance à la fatigue et fibres 40t et 46t pour une rigidité extrême

  • PULSIUM : endurance compétition

Fibres 24t et 30t pour la résistance aux chocs et fibres 40t pour une très haute rigidité

  • SENSIUM : endurance

Fibres 24t et 30t pour la résistance aux chocs et l’absorption des vibrations

  • SHAPER 900 et 700 : fitness

Fibres 24t et 30t pour l’absorption des vibrations et le confort

  • AEROSTORM : contre-la-montre et triathlon

Fibres 30t et 40t pour un excellent rapport rigidité/résistance à la fatigue

  • CX Carbone : cyclocross

Fibres 24t pour une absorption des chocs et des vibrations optimale

 

Power Box

Eprouvée depuis plusieurs saisons sur notre XELIUS EFI, la technologie Power Box s’est imposée comme un standard sur nos vélos de compétition. Pour 2015, elle est intégrée à nos deux nouveaux modèles, utilisés par l’équipe cycliste FDJ.fr : AIRCODE et PULSIUM.

Malgré des domaines de prédilection différents, l’aérodynamisme pour l’AIRCODE et l’endurance pour le PULSIUM, la technologie Power Box est appliqués sur nos différents modèles avec un seul but: obtenir une rigidité optimale entre la douille de direction, le boîtier de pédalier et l’axe de roue arrière. Cela permet d’assurer toute la transmission de la puissance de pédalage. Un critère indispensable sur les vélos d’une équipe UCI World Tour.

Le principe de la technologie Power Box ? Il repose sur deux éléments : le surdimensionnement des tubes concernés et le maintien d’une longueur maximale des fibres.

Premièrement, la douille de direction, le tube diagonal, le boîtier de pédalier et les bases possèdent des tubes de section largement supérieure aux autres tubes. Cette zone est exclusivement réservée à la transmission de la puissance et se doit donc d’offrir une rigidité maximale.

Ensuite, nous avons maximisé la longueur des fibres entre la douille de direction et le boîtier de pédalier. Ces fibres, en carbone unidirectionnel, doivent être parallèles et s’allonger sur la plus grande longueur possible pour un meilleur maintien.  

En alliant ces deux procédés, c’est toute votre puissance qui est transmise à votre roue arrière.

 

Vous ne perdrez plus un watt, foncez!