Curiosités et problèmes de la fibre de carbone

Lorsque nous sommes passés de l'acier à l'aluminium dans le cyclisme, ce sport a subi une grande révolution, les vélos ont commencé à peser moins et l'aluminium était le matériau utilisé pour fabriquer tous les vélos premium. La prochaine grande avancée est en train d'être réalisée par la fibre de carbone, un matériau synthétique qui a atterri il y a quelques années dans ce sport et a changé la façon de fabriquer des vélos et des composants.

Curiosités sur la fibre de carbone

Aujourd'hui, il y a beaucoup de choses faites en fibre de carbone et ici nous vous laissons avec quelques faits curieux sur la fibre de carbone que beaucoup d'entre vous ne connaissent probablement pas.

1.Forte et légère

La fibre de carbone est cinq fois plus forte que l'acier mais plus légère que l'aluminium. Elle est principalement composée d'atomes de carbone qui se lient entre eux pour former des cristaux. Ainsi, ils parviennent à être très résistants avec peu de volume.

2.Toute la fibre de carbone ne vient pas d'Asie

Bien qu'il soit vrai que la grande majorité provient de Taiwan et de Chine, il y a aussi quelques usines dédiées à la fibre de carbone, qui sont situées en France, aux États-Unis. Bien que l'utilisation principale de cette fibre de carbone soit pour les matériaux aérospatiaux, elle est également utilisée, à plus petite échelle, comme si c'étaient des tubes métalliques.

 

3.Deux tiers de la fibre de carbone mondiale sont produits par trois entreprises

Quatre-vingt-dix pour cent de la fibre de carbone produite dans le monde provient de seulement six entreprises différentes : Toray, Toho Tenax, Mitsubishi Rayon, Zoltek, Hexcel, et Cytec. Les trois premières produisent plus des deux tiers de la fibre de carbone mondiale et sont basées en Asie, les trois autres produisent moins d'un tiers et sont situées aux États-Unis.

4.Il y a plus d'un type de fibre de carbone

Si vous nous lisez régulièrement, vous le savez peut-être déjà, mais il y a plus d'un type de fibre de carbone et selon le type de composant auquel elle est destinée, on utilisera l'une ou l'autre. Les cadres Berria haut de gamme, par exemple, sont fabriqués avec du TeXtreme, une fibre de carbone de très haute qualité, tandis que les faux cadres en fibre de carbone sont fabriqués avec des fibres de basse qualité.

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5.Tous les cadres en carbone sont faits à la main

La fibre de carbone est très résistante et très légère mais nécessite encore du travail manuel. Pour fabriquer n'importe quel cadre ou composant qui inclut de la fibre de carbone, il est nécessaire qu'un opérateur ait préalablement donné forme à la fibre.

6.Il y a 20 ans, personne n'en voulait sur ses vélos

Dans une récente publication, le site web Mtbr.com affirmait qu'il y a 20 ans, ils avaient fait un sondage en demandant à leurs lecteurs quel matériau ils préféraient pour leur vélo entre l'aluminium, l'acier, le titane ou la fibre de carbone. La fibre de carbone est arrivée en dernière position.

Comment fabriquer un vélo en fibre de carbone

Le grand problème de la fibre de carbone

L'éco-mobilité est de plus en plus à la mode. De nombreux utilisateurs décident d'utiliser les vélos en carbone au quotidien pour être responsables envers l'environnement, même les municipalités, historiquement réticentes à la favoriser dans de nombreux pays, font des pas dans cette direction depuis des années.

Mais, le cyclisme est-il vraiment une option non polluante ? Dans son utilisation oui, mais le processus qui mène à sa fabrication est loin de respecter ces normes dans de nombreux cas. Nous vous expliquons pourquoi.

L'expérience de Leo Kokkonen avec la fibre de carbone

Leo Kokkonen est un entrepreneur finlandais, fondateur de Pole Bicycles. Sa compagnie -fondée en 2013- a connu une ascension fulgurante grâce à ses vélos Evolink, lauréats de divers prix d'innovation et de design.

À ce stade, Kokkonen a décidé de franchir une étape supplémentaire et de se lancer dans la fabrication de son premier modèle en fibre de carbone. Pour cela, il a visité la Chine, pour apprendre dans diverses usines les méthodes de production et prendre des idées pour son projet. À son retour, cependant, ce qu'il a décidé, c'est de mettre fin à tout son projet.

La Finlande est un pays extrêmement sensible aux questions environnementales, et Kokkonen n'a pas pu accepter ce qu'il a vu de ses propres yeux : des nuages sombres au-dessus des villes à cause de la pollution, d'énormes quantités d'eau et d'électricité utilisées pour mouler et unir le carbone, des travailleurs dans des conditions extrêmes obligés de travailler avec des résines toxiques, des déchets de carbone jetés dans l'océan... Un panorama désolant pour une conscience responsable comme celle du Finlandais.

La difficulté de recycler la fibre de carbone

 

Certaines des meilleures entreprises au monde travaillent sur des recherches visant à améliorer le recyclage de la fibre de carbone afin de rendre les vélos en carbone plus éco-responsables. Le processus est malheureusement loin d'être parfait à l'heure actuelle.

Des stations de recyclage ont vu le jour aux États-Unis et en Europe pour donner une nouvelle vie à une petite partie de la résine utilisée pour lier les fibres de carbone, l'un des produits de post-production les plus nocifs et les plus difficiles à ajuster, mais dans de nombreux cas - et en grandes quantités - il finit, comme l'a constaté Koponnen, au fond de l'océan.

Fibre de carbone et cyclisme "Un choix éthique"

Kokkonen se dit conscient que sa décision de rendre son vélo Pole non carboné "ne va pas sauver le monde", mais qu'il s'agit d'une "décision éthique". L'entreprise finlandaise s'efforce donc d'appliquer cette politique éco-responsable à tous les maillons de sa chaîne de production, y compris à l'expédition des produits et à leur emballage. De plus, elle travaille sur un aluminium de la plus haute qualité pour ses nouveaux projets. Le succès de son Evolink montre, selon elle, que l'aluminium bien traité peut rivaliser avec la fibre de carbone.

Rapport sur la fibre de carbone. Tout sur le matériau et ses techniques

Comme nous l'avons déjà dit, c'est la grande révolution. Le matériau qui a bouleversé l'industrie du cyclisme, au point que presque toutes les ressources de la recherche et de l'innovation sont concentrées sur son utilisation : la fibre de carbone a changé le cyclisme pour toujours.

Ce qui était à l'origine un produit "de luxe", adapté uniquement aux vélos haut de gamme de chaque entreprise, a fini par suivre la voie de la mondialisation.

L'origine de la fibre de carbone

Cela semble être une éternité, mais la réalité est qu'il s'agit d'un produit relativement nouveau, qui existe dans le cyclisme depuis très peu de temps par rapport à l'âge de ce sport.

Son origine se trouve dans le diamant et le graphite, à partir desquels on obtient des filaments fibreux qui sont tressés, traités et assemblés à l'aide de résines pour former un tissu : c'est la fibre de carbone.

Dès le départ, ce matériau complexe se divise en deux types : la fibre plate ou la fibre croisée, chacune idéale pour une tâche ou une autre.

 

Les caractéristiques de la fibre de carbone

Il existe autant de fibres de carbone que d'entreprises veulent en développer. C'est un produit très malléable, qui s'adapte aux besoins et aux goûts du fabricant. En effet, les composants que l'on ajoute à la fibre de carbone déterminent une grande partie de ses caractéristiques : degré de dureté, de rigidité ou d'élasticité. La fibre de carbone se limite, en quelque sorte, à fournir une valeur structurelle que l'on personnalise ensuite avec des alliages.

Les deux types de fibres de carbone

De manière très générique - nous avons déjà parlé de la diversité de ce produit - nous pouvons distinguer deux types de fibres de carbone : les fibres à haut module et les fibres à haute résistance. Les premières excellent dans l'élasticité, les secondes dans la résistance à la rupture, l'un des points noirs de certaines fibres de carbone.

Méthodes de collage des fibres de carbone

Monocoque

Il s'agit d'une construction "monobloc", qui augmente la rigidité et réduit les points les plus susceptibles de se briser. L'inconvénient est qu'elle n'est viable que pour les pièces de grande taille et peu complexes.

Raccords

Il s'agit d'une méthode traditionnelle, utilisée par certaines grandes entreprises, qui a autant d'adeptes que de détracteurs. Elle consiste, en gros, à souder au moyen de raccords, qui sont des pièces de liaison.

Raccords et monocoque

Comme son nom l'indique, il s'agit d'un mélange des deux méthodes. C'est aussi la formule la plus économique et donc la plus utilisée par les entreprises disposant de peu de moyens. Elle consiste à fabriquer de grandes pièces à l'aide d'une monocoque et à assembler le reste à l'aide de raccords en carbone.

Tubes avec fibre

C'est la méthode qui permet d'obtenir les meilleurs résultats en termes de réduction du poids total des produits, mais c'est aussi la plus coûteuse et peut-être la plus complexe. Le processus se compose de plusieurs parties distinctes - formage des pièces, pressage des moules, etc. - qui donnent généralement un résultat très satisfaisant. Il est utilisé par certaines des plus grandes entreprises mondiales de l'industrie du vélo tout-terrain.

Nous espérons que cet article vous a donné tout ce que vous devez savoir sur la fibre de carbone dans le cyclisme. Il s'agit évidemment d'un résumé approximatif, mais nous espérons que vous l'avez apprécié.