La réputation du titane dans l’industrie du vélo n’est plus à faire. Ses qualités en résistance, durabilité et légèreté se confrontent à son prix exorbitant et à une image jugée classique, voire morne, par plusieurs. Ce quatrième opus sur la science des matériaux trace le portrait du titane comme prétendant au titre de matériau idéal pour la fabrication de cadres de vélo.
Deux alliages sont utilisés pour la fabrication de cadres: le titane 3AL-2,5V et le titane 6AL-4V. La nomenclature fait référence au pourcentage d’aluminium et de vanadium dans l’alliage, soit: 3% d’aluminium et 2,5% de vanadium pour le premier, comparativement à 6% et 4% pour le second. Comme le titane 6-4 est sensiblement plus résistant et plus dur que le 3-2,5, il permet, en théorie, de fabriquer des tubes aux parois plus minces. Le concepteur peut utiliser cet avantage pour fabriquer un vélo plus léger à rigidité équivalente ou un vélo plus rigide à poids équivalent, selon le diamètre des tubes spécifiés. Par contre, alors que le titane 3-2,5 est couramment utilisé sous forme de tubes, le 6-4 a été conçu pour faire des blocs solides ou des plaques minces. Sa grande résistance rend l’extrusion de tubes laborieuse et donc très dispendieuse, au point où peu de manufacturiers s’y risquent.
Au tableau de pointage, c’est le rapport entre sa grande résistance et sa faible densité qui permet au titane de se démarquer. Le concepteur a la latitude de réaliser un cadre aux tubes de diamètre modéré, donc de préserver une certaine souplesse, sans compromettre la solidité ou la durabilité. Lorsque maîtrisé, le design permet un cadre réactif, capable d’absorber les chocs, à l’origine du comportement mythique des bons vélos de titane. La rigidité moyenne du matériau devient l’aspect limitatif lorsqu’on tente d’abaisser au minimum le poids du cadre. L’expérience démontre que les cadres de titane sous les 1000 g ne sont pas assez rigides, bien qu’amplement solides, pour une majorité de cyclistes.
Mise à part la fiche technique du matériau, le titane offre un autre avantage non négligeable: il résiste presque à 100% à la corrosion. Le cadre peut donc se passer d’être peint et arborer une finition durable, polie, brossée ou mate, qui met en valeur sa couleur naturelle distinctive.
Avec tous ces avantages, comment se fait-il que l’utilisation du titane ne soit pas plus répandue? La réponse est d’ordre économique et tient au fait que la transformation de la matière première est complexe et que la fabrication de cadres demande des attentions particulières. La méticulosité nécessaire au soudage d’un cadre se prête mal à la fabrication de masse ou à une main-d’œuvre non spécialisée.
Le titane et l’acier permettent un comportement routier très similaire, caractérisé par une certaine élasticité qui procure une excellente rétroaction au cycliste, donc une perception de vivacité. Le titane a par contre un avantage net de durabilité, à cause de sa combinaison unique de résistance, de ductilité, de ténacité et de vie en fatigue, en plus d’être plus léger. L’offre de cadre en titane est stable et reste concentrée chez les petits fabricants artisanaux. Bien qu’à priori on ne pouvait s’attendre à une révolution dans le domaine, les développements récents en fabrication additive (impression trois dimensions) ouvrent la porte à la réalisation de formes complexes autrement impossibles à réaliser. Aux concepteurs, donc, de laisser libre cours à leur imagination!