L’une des technologies les plus évoluées qui divise le monde des passionnés est certainement les roulements en céramique. Utilisés avant tout à l’intérieur des moyeux de roues (mais il y a aussi ceux qui les montent dans le pédalier et le jeu de direction), ils sont de plus en plus présents dans le monde du cyclisme professionnel.
Il y a ceux qui les considèrent désormais comme le nec plus ultra de la technologie et ceux qui, au contraire, sont encore réticents et préfèrent se fier aux bons vieux roulements à billes à cage. Quelle est la technologie à l’origine de la diffusion des roulements en céramique dans le monde du cyclisme ? Apporte-t-elle des avantages réels ? S’agit-il seulement d’une stratégie marketing pour vendre plus de produits ? Avec cet article, nous allons essayer de trouver les réponses à nos doutes.
Céramique : caractéristique et points forts
La céramique est un composé inorganique et inerte, non métallique, formé d’éléments d’argile, de quartz, de silicium et d’oxydes de fer, qui est malléable à l’état naturel et devient rigide après la cuisson.
Le roulement céramique n’est rien de plus que des roulements à billes industriels normaux, comme ceux qui sont également proposés sur les moyeux traditionnels.
La différence entre un roulement étanche industriel et un roulement céramique se trouve à l’intérieur : les billes qui permettent la rotation des coupelles, au lieu d’être en acier, sont en nitrure de silicium (formule chimique : Si3N4), un matériau défini comme céramique. Largement utilisés dans le monde des moteurs et de l’industrie, les roulements en céramique ont commencé à faire leur apparition dans le cyclisme, où ils semblent désormais être devenus la solution définitive. Mais quels sont les avantages de l’utilisation des billes en céramique ?
- Une plus grande dureté : le nitrure de silicium est un matériau très robuste (bien plus dur que l’acier)
- Extrême légèreté : bien que très dur, le nitrure de silicium a une densité incroyablement faible, de l’ordre de 3,21 g/cm3 (l’acier fait 7,85 g/cm3, soit pratiquement plus du double)
- Résistance à la rupture : étant dur, le nitrure de silicium peut résister à des forces très élevées sans se déformer. De cette façon, il est possible d’utiliser des billes de plus petit diamètre
- Résistance à la température : des essais en laboratoire ont montré que le nitrure de silicium peut résister à des températures allant jusqu’à 1600°C en atmosphère neutre.
Les véritables avantages de la céramique
Comme nous l’avons vu, le nitrure de silicium possède des propriétés physiques et mécaniques remarquables, qui se traduisent par :
- Moins de poids : étant un matériau plus léger et permettant l’utilisation de billes de plus petit diamètre, les roulements en céramique pèsent moins que les roulements industriels
- Une plus grande régularité : les billes ayant un diamètre plus petit, la surface de contact entre elles diminue, ce qui réduit la friction interne et donc le frottement, ce qui donne une très grande régularité
- Résistance à l’oxydation : le nitrure de silicium ne rouille pas et est donc insensible à l’action de l’eau, de l’humidité, de la pluie, etc.
- Meilleure dissipation de la chaleur : compte tenu de leur très grande résistance à la chaleur, les billes en nitrure dissipent mieux la chaleur générée pendant le fonctionnement, ce qui garantit une durée de vie plus longue.
En regardant de cette façon, il semble que les roulements en céramique soient la solution ultime, mais avant de vous précipiter pour les acheter, vous devez également considérer le revers de la médaille.
Roulement céramique : la solution pour gagner des Watts ?
Commençons par dire que le nitrure de silicium est un matériau dont les coûts de production sont plus élevés que ceux de l’acier, ce qui se reflète dans le prix des roulements, qui est nettement supérieur (et de beaucoup) à celui des roulements industriels ou des cages à billes traditionnelles. Cela signifie que l’investissement nécessaire pour s’équiper de moyeux en céramique ou pour remplacer les roulements industriels par des alternatives en céramique ne doit pas être sous-estimé.
Oui, car les roulements en céramique sont conçus pour fonctionner dans des conditions difficiles, avec des vitesses élevées, des charges radiales importantes et des températures excessives, typiques du monde industriel en général mais aussi du monde de l’automobile et de la moto.
Pour un vélo en mouvement, cependant, les vitesses de rotation des roues sont faibles, les charges limitées et les températures de fonctionnement basses, de sorte que l’application de roulements en céramique n’est pas forcément pratique au point de justifier l’investissement. Mais la littérature spécialisée dans le cyclisme est divisée sur ce point. Il existe en effet des études montrant l’amélioration réelle de la durabilité et des performances du vélo grâce à l’utilisation de roulement céramique.
N’oubliez jamais aussi que le vélo est un ensemble de composants conçus pour fonctionner en symbiose et que le niveau de qualité doit être unifié. Monter des roulements en céramique sur un vélo de supermarché n’a aucun sens, car le nitrure de silicium ne compensera pas la faible qualité de l’usinage du moyeu ou de la boîte de vitesses.
Quand j’avais testé des roues vélo haut de gamme d’Astérion, il est possible de faire monter des roulements céramiques pour gagner quelques % de gains supplémentaire !
Les roulements céramiques peuvent être une solution pour élever le niveau de qualité d’un vélo déjà haut de gamme, qui est utilisé avec une intensité et une fréquence importante. C’est pour cette raison que les roulements en céramique sont très répandus dans le monde des pro bikers, où les vélos sont le condensé de ce qui se fait de plus avancé technologiquement.
Enfin, un conseil « impartial » que nous donnons à ceux qui décideront de monter un roulement céramique sur leur vélo : achetez en priorité ceux des moyeux, car les roues sont les composants du vélo qui atteignent le plus grand nombre de tours par minute !
Ainsi ne les montez pas sur le pédalier ou le jeu de direction, car le nombre de tours de ces roulements est si faible que l’installation de roulement céramique apporte moins d’avantage… et je vous laisse découvrir les prix chez Alltricks.
