Conseils Matériaux

Matière à réflexion

Couplé au design, le matériau d’une pièce est un élément clé pour répondre aux contraintes du terrain.
Sur certaines pièces, le choix du matériau est inexistant, que ce soit pour des raisons de procédé de fabrication ou de simple logique.
D’autres, en revanche, peuvent être produites dans différents matériaux, voire dans plusieurs variantes (alliages) d’un même matériau de base. Dans ces cas-là, le choix du matériau permet de cibler plus précisément une catégorie de riders, en fonction du niveau ou du type de pratique.
C’est également par le matériau que les pièces évoluent et montent en gamme, pour tendre vers le saint graal : le meilleur ratio poids/résistance.

Nous évoquerons les matériaux concernés au sein de chaque catégorie de pièce. Mais commençons ici par un aperçu global des principaux matériaux utilisés en trott, de leurs propriétés, de leurs forces et de leurs faiblesses, ainsi que des pièces concernées.

Le trio incontournable

Acier, aluminium, titane sont les 3 principaux matériaux de référence en trott. Car ils composent soit la majorité des pièces, soit des pièces imposantes et emblématiques.

Aluminium

L’aluminium est le matériau le plus léger des trois, avec une densité comprise entre 2,7 et 2,8g/cm³. Son principal avantage est sa facilité de mise en forme : extrusion, usinage, forge… il permet de créer des pièces complexes à moindre coût.
Son point faible est bien entendu sa résistance. Il est moins tolérant aux contraintes répétées et aux chocs violents. Avec sa faible élasticité, il a tendance à casser plus brutalement que l’acier, avec peu de déformation préalable.
Autre point important : après soudure, un traitement thermique est indispensable. Sans cela, les zones soudées deviennent des points de faiblesse.

Il existe de nombreuses familles d’aluminium. À l’origine, l’aluminium pur est très fragile, moins de 60MPa (unité de mesure de résistance à l’élasticité). Pour être amélioré, il faut le mélanger à d’autres composants chimiques.

Ceci n’est bien sûr qu’une idée sommaire des compositions ; pour aller plus loin, beaucoup d’autres composants entrent en jeu. C’est ce qui donnera la variété des alliages au sein de chaque série.
En trott, nous retenons principalement deux séries : la 6xxx et la 7xxx. Premièrement car elles offrent une bonne résistance, mais surtout parce qu’il est possible d’y appliquer des traitements thermiques.

Le traitement thermique consiste à chauffer la pièce à une température donnée pendant un temps précis. L’objectif est d’homogénéiser les contraintes internes, notamment au niveau des soudures, afin de les rendre bien plus robustes. De surcroît, c’est l’ensemble de la matière qui gagne en résistance (jusqu’à presque doubler).
Le traitement thermique est un procédé très précis, en plusieurs étapes, qui doit être réalisé avec rigueur. Les phases, températures et durées peuvent varier selon les séries.
Pour vous donner un exemple, voici le procédé pour la série 6xxx :

• T4 (trempe) : passage au four pendant environ 2 heures, puis refroidissement immédiat dans un bain liquide. Si la matière a bougé (comme l’angle d’un deck par exemple), la pièce est ensuite redressée ou corrigée.
• T6 (recuit) : la pièce est réchauffée pendant environ huit heures à plus basse température, puis refroidie progressivement. La pièce est alors rigide, plus dure, et dans sa forme finale.

Propriétés des alliages

Utilisation

Le 6063 n’est pas présent dans notre offre. De notre côté, nous ne l’avons jamais vu, ou il n’a jamais été communiqué par les fabricants.

Le 6061 compose l’écrasante majorité des decks, des guidons alu et des jantes de roues. Il est également présent sur une bonne partie des fourches, des deckends et d’autres petites pièces en aluminium. Mais dans ces catégories, il est de plus en plus éclipsé par le suivant.

Le 7075 est très difficile à usiner et rarement utilisé en extrusion ou en soudure dans la trott. Il est techniquement forgeable, mais reste complexe à travailler, ce qui limite fortement son usage. Il est principalement utilisé pour des pièces usinées CNC.
Ce sont donc les plus petites pièces qui bénéficient de cette pépite : fourches, roues, deckends… Les marques l’utilisent pour gagner en résistance et/ou se permettre plus de liberté en termes de design et d’optimisation (notamment en poids).
On pense bien entendu aux jantes de roues et aux fourches en 7075 T6, 100 % usinées CNC, avec des finitions, un poids et une résistance exemplaires !

Acier

L’acier est plus difficile à usiner que l’aluminium, et ne permet pas les mêmes formes complexes que peut se permettre ce dernier (hors tubes simples). Sa densité est d’environ 7,8g/cm³, ce qui le rend nettement plus lourd que l’aluminium. Cependant, en utilisant des épaisseurs plus fines, l’écart de poids avec l’aluminium est souvent minimisé.

L’acier est utilisé pour sa propriété phare : sa très grande résistance. Grâce à son élasticité, il accepte beaucoup mieux les contraintes, les chocs et les déformations. Paradoxalement, l’acier est un matériau moins cher que l’aluminium.
Concernant le traitement thermique, il n’est pas nécessaire avant soudure, ni obligatoire après soudure comme sur de l’aluminium. C’est donc à la discrétion de chaque fabricant, selon le design, l’optimisation et la gamme de produit. Il est toutefois important de noter que le traitement thermique peut augmenter la résistance de la matière de 20 à 40 %, ce qui n’est pas négligeable.

Propriétés

De base, un acier standard tourne autour de 250MPa, mais les alliages permettent d’aller bien plus loin.
Le plus utilisé en trott est le 4130 chromoly (25CD4), un acier allié avec du chrome et du molybdène. Sa résistance est d’environ 700MPa et peut atteindre plus de 1000MPa après traitement thermique sur des versions haut de gamme.

Utilisation

On retrouve l’acier sur des pièces comme les fenders, les entretoises, et même certaines fourches qui se veulent indestructibles.
Mais surtout, l’acier est le matériau star des guidons. Il permet à la fois de proposer des guidons solides et peu chers et, en même temps, comme nous l’avons vu plus haut, en jouant sur le design, les épaisseurs et le traitement thermique, d’obtenir des pièces haut de gamme, très robustes et relativement légères, allant jusqu’à faire pâlir l’aluminium et même le titane.

Titane

C’est la Rolls des matériaux. Il est deux fois plus élastique que l’acier et huit fois plus que l’aluminium. Il est donc très résistant, presque autant que l’acier. En plus de cela, il est très léger, avec une densité de 4,5g/cm³. C’est donc plus lourd que l’aluminium, mais deux fois plus léger que l’acier. Grâce à ses propriétés, en utilisant de plus grandes épaisseurs, on peut arriver à un résultat plus léger et tout aussi robuste que l’acier. Sur le papier, c’est le meilleur.

Propriétés

Comme pour les autres matériaux, il existe plusieurs types de titane selon les éléments qui le composent : des grades.
Le titane pur a une résistance d’environ 350MPa, mais c’est le titane de grade 5 (Ti-6Al-4V) qui nous intéresse le plus. Il peut être soudé et traité thermiquement. Sa résistance peut monter jusqu’à 1050MPa après traitement thermique.

Le titane est cependant plus difficile à trouver et à usiner. Il est cher… très cher. Le prix final s’envole donc rapidement, rendant ce type de pièce inaccessible pour beaucoup.
D’autant plus que, de nos jours, certaines pièces haut de gamme en acier se rapprochent des propriétés du titane, pour un coût deux fois inférieur.

Utilisation

Le titane concerne presque exclusivement les guidons.
À condition qu’il soit issu du bon alliage et correctement traité thermiquement, ce type de guidon est destiné à ceux qui recherchent la résistance de l’acier (ou presque), avec le poids le plus réduit possible.

Conclusion

Le matériau constitue une base essentielle dans les propriétés d’une pièce, mais il ne fait pas tout.
À matériau identique, deux pièces peuvent présenter des performances très différentes selon leur design, leurs épaisseurs, leur procédé de fabrication, la qualité des soudures ou encore les traitements thermiques appliqués.

Un matériau réputé performant ne garantit donc pas, à lui seul, une bonne pièce. À l’inverse, une conception et une fabrication maîtrisées peuvent exploiter au mieux les qualités d’un matériau plus courant.