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Aug 15, 2024

Au-delà du grand anneau : comprendre les rapports de démultiplication et pourquoi ils sont importants

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L'engrenage d'un vélo ne se limite pas à la simple taille du grand anneau. Bref, la taille n'a pas d'importance car ce sont les rapports générés par chaque combinaison des plateaux avec les pignons qui sont les plus importants. Dans cet article – une version mise à jour d'un article publié pour la première fois en 2014 – le rédacteur technique australien Matt Wikstrom explique comment donner un sens aux rapports de démultiplication et discute de toutes les nuances qu'ils peuvent apporter.

Au cours des 30 dernières années, le nombre de vitesses sur les vélos de route n'a cessé d'augmenter. Les groupes actuels proposent désormais 22 vitesses grâce à la combinaison de deux plateaux et de 11 pignons. La gamme de tailles de plateaux et de pignons s'est également élargie au cours de cette période, offrant aux cyclistes toute la possibilité d'affiner les vitesses de leur vélo.

Avec un nombre aussi généreux de vitesses proposées, il est tentant de penser qu'il ne servirait pas à grand-chose de les bricoler, mais le moteur humain l'exige. Après tout, la quantité de puissance proposée est limitée et l'efficacité du système dépend du maintien d'une cadence constante (~ 80 tr/min), quel que soit tout changement du terrain ou des conditions de conduite.

Chaque cycliste sur route comprend que la taille des plateaux et des pignons dicte la vitesse du vélo, mais le concept ne se limite pas au simple nombre de dents impliquées. Ce qui est le plus important, c'est le rapport et la façon dont les pignons multiplient l'effort fourni avec le plateau.

Avant l’avènement de la transmission par chaîne, les premiers cyclistes ont déterminé que la taille de la roue motrice avait un impact profond sur les vitesses pouvant être atteintes. Les Penny-farthings n'ont pas été conçus avec une énorme roue avant pour des raisons esthétiques : la circonférence massive permettait des vitesses plus élevées à condition que le pilote soit suffisamment fort pour faire tourner le volant.

L'introduction de la transmission par chaîne a amélioré l'efficacité du vélo car des vitesses pouvaient être utilisées. En combinant un grand pignon sur les manivelles avec un petit sur la roue, un seul tour de manivelle produisait plusieurs tours de la roue arrière, de sorte qu'elle pouvait fonctionner comme la roue motrice massive d'un Penny-farthing.

Calculer le nombre de tours de roue produits par la transmission d'un vélo consiste simplement à déterminer le rapport entre le plateau et le pignon arrière. Par exemple, lorsqu'un plateau 53T est associé à un pignon 12T, il a un rapport de 53:12, soit 4,42, donc une rotation complète de la manivelle fera tourner la roue arrière 4,42 fois. En revanche, 39 x 25T produit un rapport de démultiplication de 1,56.

Avec toutes les options disponibles pour les cyclistes sur route d'aujourd'hui, il est possible de produire des rapports de démultiplication aussi petits que 1,0 et aussi grands que 5,0 avec des incréments de 0,15 à 0,40. En eux-mêmes, ces chiffres ne sont pas particulièrement descriptifs, mais ils peuvent être transformés en valeurs plus significatives de deux manières.

La première méthode consiste à relier le rapport de démultiplication à la taille de la roue en multipliant le rapport de démultiplication par le diamètre de la roue (Figure 1A). Dans le cas d'une roue de route, 27 pouces peuvent être utilisés pour plus de simplicité (même si le diamètre réel d'une jante 700c équipée d'un pneu de 23 mm est plutôt de 26,3 pouces). La valeur résultante, en pouces d'engrenage, représente le diamètre d'une roue à entraînement direct équivalente (comme la roue avant d'un Penny-farthing).

Par exemple, utiliser un rapport de démultiplication élevé tel que 53 x 12T équivaut à conduire un sou avec une roue avant de près de 10 pieds (ou 3 m) de hauteur. En revanche, un rapport de démultiplication faible comme 39 x 25T équivaut à une roue de 42 pouces.

La deuxième méthode, le déploiement (c'est-à-dire les mètres de développement), est calculée en multipliant le rapport de démultiplication par la circonférence de la roue (mesurée en mètres, figure 1B). Cette valeur représente la distance que le vélo parcourra avec un tour de manivelle. Ainsi, 53 x 12T donne 9,28 mètres de roulage pour un vélo de route équipé de pneus 25C contre 3,28 mètres pour 39 x 25T.