Fourche de bicyclette

Les fourches de bicyclettes présentent en général un décalage[1] qui place l'axe de la roue en avant de l’axe de la direction. Ce décalage est soit réparti le long des jambages, ce qui crée une courbe, soit réalisé en positionnant les pattes vers l’avant, soit en inclinant les tubes de fourche par rapport au tube de pivotement. Le positionnement avant est utilisé si les jambages doivent rester droits dans le cas où ils remplissent une fonction mécanique (suspension notamment).

Fourche d'un cruiser moderne mettant en évidence la courbure des fourreaux.

Les fourches courbées procurent également un léger amortissement. Le but du coude est de réduire l’écart entre le point de contact de la roue sur le sol et le point d’intersection du sol et de l’axe de direction. Cet écart est appelé le déport de la fourche. Un déport trop élevé rend la bicyclette difficile à manier.

Les vélos de course sur route ont quasiment tous un déport de 43-45 mm. Ceci est dû à la géométrie quasi standard des cadres et des roues de 700 mm de diamètre. Ainsi ces fourches sont interchangeables et compatibles avec d’autres cadres.

Pour les vélos de tourisme et les autres vélos en général, l’angle de chasse de la fourche et la taille de la roue doivent être pris en compte pour déterminer le déport. De plus, seulement un faible intervalle de valeurs est acceptable pour un comportement sain. La règle générale est qu'un faible angle de chasse requiert plus de déport et que les petites roues nécessitent plus de déport que les grandes roues.

Le déport de la roue influence la géométrie générale du vélo et donc ses caractéristiques.

La longueur de la fourche est généralement mesurée parallèlement à la douille de direction, de l’axe de la roue jusqu’au roulement inférieur.

La largeur de la fourche, aussi appelée entraxe, est mesurée colinéairement à l’axe de la roue avant entre les bords intérieurs des pattes. La plupart des fourches ont un entraxe de 100 mm. Les fourches destinées à la descente sont conçues pour des axes traversant de 110 mm.

La douille de direction (sur le cadre) et le pivot (sur la fourche) sont dimensionnés pour recevoir les roulements du jeu de direction. Le montage étant en porte-à-faux il est souhaitable d'espacer le plus possible les 2 paliers, cependant, il faut aussi prendre en compte la géométrie globale.

Lors de l’adaptation d’une fourche à un cadre, le diamètre du tube de la fourche (le pivot) ne doit pas être plus grand que le diamètre de la douille de direction.

Des adaptateurs existent pour rendre compatibles les différents diamètres notés en pouces : 1" 1.1/8" et 1.1/2" (= 1,5"). De plus en plus de constructeurs de cadres utilisent des douilles de direction coniques afin d'optimiser le ratio poids/rigidité. Les constructeurs de fourches proposent donc des fourches compatibles.

Les jambages doivent être de longueur adaptée pour être compatibles à la fois avec la taille des roues et avec la géométrie générale voulue par les concepteurs.

La longueur fonctionnelle de la fourche est généralement exprimée en termes de longueur sous té.

De plus, l’axe de la roue doit s’adapter aux pattes de la fourche (cet axe est en général soit de 9 mm, soit de 15 mm (depuis peu) soit de 20 mm traversant, creux ou plein). Certains fabricants ont développé des fourches et des moyeux avec des propriétés standards, comme Maverick et son axe de 24 mm, Specialized et 25 mm et le système Lefty de Cannondale.

Les fourches actuelles disposent toutes de réglages plus ou moins avancés :

La précontrainte est le réglage de base que possède une fourche. Elle permet d'adapter la précontrainte du ressort au poids du pilote. Pour faire ce réglage, on se base sur ce que l'on appelle le sag (terme anglais signifiant "affaissement"). Cette valeur correspond à l'enfoncement de la suspension sous le seul poids du pilote, elle s'exprime en pourcentage du débattement complet. Il est commun d'utiliser les valeurs de sag suivantes

• 10-15 % pour le XC
• 20-30 % pour l'enduro
• 35-45 % pour la descente

Il est à noter qu'une précontrainte trop importante est néfaste au bon fonctionnement. Il vaut mieux changer de ressort (pour un ressort en métal) pour un modèle de raideur différente que de rouler avec un ressort précontraint au maximum. Sur les suspensions à ressort à air, le sag est réglable grâce à une partie « gonflable ». Pour les suspensions à ressort hélicoïdal, le sag se règle en pré-contraignant le ressort grâce à une molette de réglage.

Molette de débattement réglable par câble au guidon.

Sur certaines fourches, le débattement est réglable. Ce réglage est très variable suivant les modèles. Le débattement disponible peut être limité à quelques valeurs (de 80 et 203 mm) ou réparti entre 2 valeurs maximales et minimales(réglable de 80 à 130 mm par exemple). Ce réglage peut se faire soit en démontant la fourche et en utilisant des bagues de réglage, soit par une molette positionnée sur un des plongeurs, soit par une commande fixée sur le guidon qui permet d'effectuer le réglage en roulant.

Le réglage de la détente (dans sa version simple) est le deuxième réglage le plus répandu (le premier étant la précontrainte). Il correspond à la vitesse à laquelle la fourche revient en position initiale après une compression. Sur les fourches haut de gamme de descente, ce réglage possède deux sous-réglages :

• détente de début de course : elle correspond à la vitesse de rebond dans la plage inférieur de débattement, donc lors de petits chocs. Une détente de début de course bien réglée permet à une succession de petits chocs d'être bien filtrée, elle assure aussi une bonne tenue de route dans les courbes rapides et accidentées.
• détente de fin de course : elle correspond au comportement de la fourche après un gros choc : si cette détente est trop rapide elle a tendance à désarçonner le pilote après un saut.

Ce réglage influe sur la manière dont la fourche réagit lors d'un choc. Similaire à la détente elle peut être réglée de plusieurs manières. Elle dispose aussi de deux sous réglages souvent limités aux fourches haut de gamme :

• compression haute vitesse : elle correspond au comportement de la fourche lors d'un choc, qu'il soit petit ou gros.
• compression basse vitesse : elle correspond au comportement de la fourche lors des phases de pédalage, de compression dans les virages, les freinages et les appels des sauts. La basse vitesse doit être réglée de manière assez ferme afin de garder une machine dynamique et réactive.

Le terme vitesse fait en fait référence à la vitesse d'application du chargement.

On peut changer la viscosité de l'huile pour corriger une fourche ne disposant pas de réglage de compression et qui a tendance à « plonger » sur les freinages. Cependant, une viscosité d'huile trop élevée favorise le phénomène de saturation de la fourche : dans ce cas, la fourche a du mal à absorber des chocs qui se succcèdent.

L'emploi d'une valve inertielle permet d'optimiser le comportement de la fourche au pédalage sans sacrifier l'efficacité sur les chocs.

Les réglages ne sont jamais définitifs, ils dépendent du pilote, de son style de pilotage, du terrain, de la géométrie globale de la bicyclette, des pneus, etc. Les molette de la détente et compression influent sur la manière dont se fait le passage de l'huile dans le circuit de laminage. Le fonctionnement des cartouches hydraulique est souvent gardé secret par les fabricants ; on peut cependant se diriger vers l'article amortisseur pour une idée du fonctionnement.