Détermination de la contribution relative des composants d'un vélo de route sur la transmission de vibration

Abstract

Les cyclistes peuvent rouler plusieurs heures sur des routes d'une qualité souvent médiocre. L’amélioration du confort des vélos de route est donc un critère de conception important dans l’industrie du cycle. Le fait que l’humain joue un double rôle de récepteur de vibration et de composant dynamique important sur un vélo complexifie l’étude du confort cycliste. De ce fait, les fabricants de vélos n’ont actuellement pas d'idée précise sur ce qui influence réellement le confort et cela limite leur capacité d'améliorer le confort de leurs produits. L’objectif de ce mémoire est de trouver les composants qui ont le plus d'influence sur le niveau d'accélération, de force et puissance transmises aux mains et aux fesses du cycliste. Cet objectif est atteint en trois étapes, qui ont fait chacune l’objet d’articles de journaux inclus dans ce mémoire. La première étape est le développement d'une technique pour reproduire l’excitation de la route en laboratoire. Cette étape comprend d'abord la mesure de vibration sur un vélo roulant sur une route très granulaire (bitume usé sans crevasses et sans nids de poules). Il y est ensuite question de la méthode de reproduction avec des excitateurs linéaires reproduisant la vibration de la route sous les roues d'un vélo avec un cycliste. La deuxième étape est l’élaboration d'un protocole expérimental conçu pour réduire au maximum les incertitudes reliées à l’interaction du cycliste sur le vélo et aux conditions d'essais. Ce protocole optimise la position du cycliste et des conditions d’essais pour augmenter la répétabilité des mesures des vibrations transmises aux mains et aux fesses du cycliste. Malgré ces précautions concernant la répétabilité, le système vélo-cycliste n'est pas déterministe. Une approche statistique rigoureuse doit donc être utilisée pour analyser les essais. La troisième étape est la campagne de mesure qui répond directement à l’objectif de ce mémoire. Elle se résume en une première série d’essais qui détermine pour chaque composant identifié (cadre, fourche, roues, cintre et potence) les pièces offertes sur le marché qui transmettent le plus et le moins de vibrations. À partir des pièces sélectionnées, une seconde série d'essais permet de déterminer ensuite la contribution relative de ces composants sur le niveau de vibrations transmises au cycliste. La détermination de la contribution relative des composants d’un vélo de route sur le niveau de vibrations transmises de la route au cycliste permet ainsi d'identifier les composants les plus influents sur le confort des vélos et de guider le partenaire au projet, Cervélo, dans la conception orientée vers l’amélioration du confort des vélos de demain.