Suspensions avant et arrière, même combat

D’un point de vue du vocabulaire, tout d’abord, il est intéressant de noter qu’on appelle la suspension avant une fourche, et la suspension arrière un amortisseur. En réalité, ces deux éléments ont exactement la même fonction, on devrait plutôt les appeler « suspension avant » et « suspension arrière », mais là n’est pas le problème.

Ils sont constitués de deux parties :

• le ressort qui peut être hélicoïdal ou à air (voir mon article sur le ressort de la fourche si vous ne l’avez pas déjà lu)
• l’amortisseur qui est à huile (voir mon article sur l’amortisseur de la fourche également)

La façon de mettre en oeuvre ces deux parties est évidemment différente dans le cas d’un amortisseur arrière. Dans la fourche, on a le ressort dans un fourreau, l’amortisseur dans l’autre. En plus, la fourche est relativement volumineuse, il y a de la place. L’amortisseur arrière est beaucoup plus contraint, pour des questions évidentes d’encombrement.

Je poursuis mon article, comme d’habitude, en m’appuyant sur mon matériel, en l’occurrence un amortisseur Fox DPX2.

De quoi est constitué un amortisseur Fox DPX2 ?

Comme d’habitude, un schéma vaut mieux qu’un long discours.

Des similarités avec une fourche…

•  en rouge : la chambre d’huile qui est une partie de l’amortisseur. On a dans cette chambre un piston, avec de l’huile de part et d’autre. On note également que l’huile a un cheminement complexe puisqu’elle peut passer à l’intérieur de l’axe, pour rejoindre la deuxième chambre au-dessus.
• en bleu : la chambre d’air positive qui est une partie du ressort. C’est la pression de cette chambre que vous ajustez quand vous gonflez votre amortisseur avec une pompe haute pression.
• en turquoise : la chambre d’air négative qui est une partie du ressort. Comme pour la fourche, cette chambre négative permet d’augmenter la sensibilité de la suspension sur les faibles débattements.
• en vert foncé : le spacer/token de chambre d’air positive. Là aussi, c’est exactement le même fonctionnement que pour la fourche, l’ajustement de ce spacer permet d’ajuster la résistance de la suspension lors des débattements importants.

Mais tout de même quelques différences, que ce soit sur le ressort ou l’amortisseur

• en vert clair : la possibilité d’installer un ou deux token(s) de chambre d’air négative. Ça permet d’ajuster la sensibilité de l’amortisseur en début et milieu de débattement. On en reparle un peu plus tard.
• la plus grosse différence : il s’agit de la chambre secondaire, la petite protubérance au-dessus. Pour l’amortisseur FIT4 de la fourche, on avait vu que l’huile qui était chassée par la présence de l’axe, était accueillie dans une membrane (ou vessie) qui se gonflait et se dégonflait, en fonction du débattement. Ici c’est pareil, lorsque l’amortisseur se comprime, l’axe principal vient prendre beaucoup de place dans la chambre d’huile. L’huile se déplace alors à travers cet axe, et arrive dans la chambre secondaire. Pas de membrane qui se décale ici, mais on a un système qui s’appelle IFP pour Internal Floating Piston. En fonction de la quantité d’huile qui se déplace dans la chambre secondaire, le piston se déplace plus ou moins. Derrière le piston de la chambre secondaire se trouve une chambre d’azote, en jaune sur le schéma. C’est cette chambre, un ressort pneumatique en fait, qui permet de faire revenir le piston en position quand l’huile retourne dans la chambre principale.

Entre la partie principale et la chambre secondaire se trouve le système de soupapes, sur lequel viennent agir les mollettes de réglage de compression et de détente basses vitesses.

Comment cet amortisseur Fox DPX2 fonctionne-t-il ?

Comme pour la fourche, on retrouve quatre possibilités de déplacement pour cet amortisseur :

Compression basse vitesse

L’huile part de la chambre principale en suivant les flèches blanches, et y revient par les flèches grises.

Sur un petit choc, la longueur de la suspension se réduit :

• pour le ressort : on a une augmentation de la pression d’air dans la chambre positive, et une diminution dans la chambre négative.
• pour l’amortisseur : dans le même temps, le piston se déplace dans la chambre d’huile. L’huile passe uniquement dans l’axe, passe à travers le système de réglage de la compression puis revient dans la chambre d’huile, de l’autre côté du piston, par l’autre cavité de l’axe. Comme l’axe a pris de la place dans la chambre d’huile, toute l’huile ne peut pas y revenir. Le volume d’huile augmente donc dans la chambre secondaire, le piston secondaire se déplace et la pression d’azote augmente.

Compression haute vitesse

L’huile part de la chambre principale en suivant les flèches blanches et jaunes, et y revient par les flèches grises.

Dans le cas d’un choc plus violent, on a le même comportement que pour une compression basse vitesse et en plus de ça pour la partie amortisseur, l’huile peut passer directement d’un côté à l’autre du piston via des clapets.

Rebond basse vitesse

L’huile part de la chambre principale en suivant les flèches grises et y revient par les flèches blanches.

On se trouve dans le cas où un choc léger est terminé, ou si on passe dans un petit trou :

• le ressort pneumatique pousse le piston à revenir à son état initial
• l’huile prend le chemin inverse à une compression basse vitesse, mais elle passe dans la zone rebond du système de réglage

Rebond haute vitesse

L’huile part de la chambre principale en suivant les flèches grises et jaunes et y revient par les flèches blanches.

On se trouve dans le cas où un gros choc est terminé, ou si on passe dans un gros trou : l’huile peut, en plus de la partie basse vitesse, passer d’un côté à l’autre du piston via des clapets.

Quels réglages disponibles sur un Fox DPX2 ?

L’amortisseur arrière DPX2 possède des réglages similaires à une fourche FIT4 du même constructeur.

Ajuster le ressort pneumatique

Faire varier la pression d’air

Comme pour la fourche, c’est le réglage n°1 à faire : il permet d’ajuster le sag selon la valeur recommandée par Fox et/ou le fabriquant du vélo. En l’occurrence pour le Fox DPX2 il faut avoir un sag compris entre 25 et 30% du débattement total. Ce point est très important car la pression d’air a un impact sur l’ensemble de la courbe de résistance du ressort pneumatique.

Ajuster le nombre de tokens / spacers dans la chambre d’air positive

L’amortisseur est monté d’origine avec un certain type de spacer (tout dépend de votre modèle de vélo et d’amortisseur). Il est possible d’augmenter ou de réduire le volume de ce spacer pour augmenter la résistance lors des débattements importants et pour éviter le talonnage.

Ajuster l’amortisseur : rebond et compression

Comme pour la fourche FIT4, le DPX2 permet de régler uniquement les caractéristiques « basses vitesses » du rebond et de la compression. En effet, le comportement « hautes vitesses » est géré par les clapets qui sont montés sur le piston principal. Avec le DPX2, il n’est donc pas possible d’agir sur cette caractéristique.

Les réglages « basses vitesses » se font par l’intermédiaire des leviers et mollettes bleue et rouge sont facilement accessibles sur l’amortisseur.

Régler le rebond

Le réglage du rebond se fait via la mollette rouge. Cette dernière permet de faire bouger le pointeau qui se trouve à l’intérieur du système et donc à augmenter ou réduire la capacité du flux d’huile dans ce passage.

Régler la compression

Deux possibilités pour effectuer le réglage de la compression :

• le levier permet de choisir entre 3 positions : open / medium / firm. Ces trois positions agissent uniquement sur la compression basse vitesse. Dans la position « open », l’huile passe par un circuit qui est régulé par un pointeau. En « medium », l’huile passe par un autre circuit avec un débit plus réduit. Pour finir, en « firm », l’huile ne peut passer que par un clapet qui ne s’ouvre qu’en cas de gros choc.
• la vis 6 pans qui se trouve au milieu du levier bleu permet d’ajuster le déplacement du pointeau et permet donc d’ajuster la compression basse vitesse en mode « open » uniquement.

On note que les réglages de compression sont un peu différents de ceux d’une fourche FIT4 :

• le mode « open » est identique, avec la vis de réglage fin
• le mode « medium » réduit la compression basse vitesse pour l’amortisseur. Pour la fourche, il le supprime totalement et ne laisse fonctionner que la compression haute vitesse
• le mode « firm » ne laisse quasiment que la compression haute vitesse pour l’amortisseur. Pour la fourche, il bloque presque tout, ne laissant la possibilité à l’huile de circuler qu’en cas de choc vraiment fort.

Sur le Fox DPX2, on n’a donc pas de vrai réglage de blocage de l’amortisseur comme sur la fourche. Ceux qui le possède le savent, on peut facilement rouler dans des trous ou bosses en oubliant de repasser le mode sur « medium » ou « open » et sans s’en rendre compte immédiatement. Je ne dis cependant pas que le réglage « firm » est inutile, au contraire : comme la compression basse vitesse est quasiment nulle, ça évite d’avoir des mouvements de pompage lors des montées. Mais ce n’est pas un blocage total.

Un amortisseur progressif, sur une géométrie progressive ?

Côté ressort pneumatique

C’est là un des points les plus importants de cette problématique. On a pu voir dans l’article dédié à ce point que le Jeffsy a une géométrique progressive.

Avec une telle géométrie, un choc d’une certaine force entraînera un effort plus important sur l’amortisseur en début de course qu’en fin de course. Or, un ressort pneumatique a déjà cette caractéristique : il est facile à comprimer en début de course et difficile en fin de course.

On cumule en fait deux fois la même caractéristique en ayant une géométrie progressive et un ressort à air : on se retrouve donc avec un système qui est très facile à comprimer en début de course et extrêmement difficile en fin de course.

D’ailleurs, il est « drôle » (tout est relatif) de voir que Fox, pour le DPX2, propose des spacers de volume négatif. Si vous vous souvenez bien, dans un ressort à air, le volume négatif permet d’augmenter la sensibilité sur les débuts de course et de se rapprocher de la sensibilité d’un ressort. Le fait de mettre des spacers de volume négatif va totalement à l’encontre de ça, puisqu’il diminue ce volume négatif.

Donc d’un côté, on l’augmente en augmentant le volume de la chambre, d’un autre on met des spacers à l’intérieur. Je n’ai pas réussi à avoir l’information confirmée à 100% mais je pense que Fox met des spacers à l’intérieur des amortisseurs montés sur des vélos dont la géométrie est très progressive car la sensibilité en début de course serait trop importante dans ce cas.

 Côté amortisseur

Même remarque côté amortissement. Avec une géométrie progressive, un déplacement de la roue d’une certaine vitesse à la suite d’un choc, va entraîner un déplacement de l’amortisseur à une vitesse plus lente en début de course que s’il a lieu en fin de course. Par le biais de l’amortisseur, on va donc encore une fois renforcer le caractère progressif car le fonctionnement en hautes vitesses de l’amortisseur offre une résistance accrue, par rapport à un fonctionnement en basse vitesse.

Conclusion

Pas de surprise par rapport à ce qu’on avait déjà vu précédemment sur le fonctionnement de la fourche. Même si la suspension arrière est nettement plus compacte, on retrouve la même philosophie.

On tombe cependant face à un problème important : l’adaptation de la suspension à la géométrie du vélo. On se rend compte ici de la difficulté de trouver le système 100% adapté au vélo, et à l’utilisateur. En fait, pour un vélo qui n’est pas 100% sur mesure, il est impossible de trouver un amortisseur qui conviendra à tous les utilisateurs (qui ont un poids différent) et à tous les terrains. Sur le DPX2 en version Factory par exemple, il existe :

• 3 systèmes de soupape (réglage de la compression et de la détente basses vitesses)
• 6 possibilités de token dans la chambre positive
• 3 possibilités de token dans la chambre négative
• 14 possibilités de clapets pour le rebond haute vitesse
• 4 possibilités de clapets pour la compression haute vitesse

Tous les détails sont ici si ça vous intéresse. Il existe donc 3000 possibilités différentes de montage pour un Fox DPX2 Factory, sans parler des réglages ! On comprend le casse-tête pour trouver le système et le réglage parfaits.

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L’article L’amortisseur Fox DPX2 en détail est apparu en premier sur 2et4roues.

Si vous ne l’avez pas déjà fait, je vous invite à lire mes précédents articles sur le sujet :

• importance de la cinématique
• explications sur le ressort à air de la fourche

La théorie, très rapidement

On est dans le cas d’un « oscillateur amorti », c’est-à-dire une masse (vous sur votre vélo), relié au sol par un ressort et un amortisseur fluide qui sont montés en parallèle. Les données importantes à connaitre sont :

• la raideur du ressort
• le coefficient de frottement fluide de l’amortisseur

Lorsqu’on pose cette équation, on a plusieurs solutions, ou régimes :

• pseudo-périodique : on a un certain nombre d’oscillations, avec une certaine fréquence avant que la masse ne retrouve son état initial. On a la courbe bleue de l’illustration, qui est le cas extrême où on n’a pas d’amortissement. La courbe verte est quanttttt à elle en régime pseudo-périodique puisqu’on a de légères oscillations.
• apériodique : la masse retrouve son état initial sans aucune oscillation, mais relativement lentement. C’est la courbe turquoise.
• critique : c’est la solution qui permet à la masse de retrouver son état initialement le plus rapidement possible, sans aucune oscillation. On est donc, sur cette solution, à la frontière entre le régime pseudo-périodique et le régime apériodique. C’est la meilleure solution pour une suspension. Courbe rouge sur le graphique.

C’est l’optimisation des valeurs de raideur du ressort et du coefficient de frottement fluide de l’amortisseur qui permettent de trouver la meilleure solution.

La réalité est un peu plus complexe :

• la raideur du ressort n’est pas constante : on a vu dans l’article précédent qu’il variait en fonction de l’enfoncement de la fourche. On a également vu qu’il était possible de faire varier cette valeur en jouant sur la pression d’air et sur le nombre de spacers
• le coefficient de frottement fluide n’est pas constant non plus : on en parle dans la suite.

De quoi est constitué un amortisseur Fox FIT4 ?

Il existe différents types d’amortisseur. Je poursuis les articles en s’appuyant sur la suspension qui équipée mon Jeffsy, et qui est dotée d’un système FIT4.

FIT pour Fox Isolated Technology, et 4 pour indiquer que c’est la génération de ce système. « Fox Isolated Technology » fait référence à la cartouche qui est totalement fermée.

J’ai fait le schéma simplifié ci-dessous pour montrer les éléments principaux de cette cartouche :

On a donc un axe, fixé tout en bas de la fourche, en haut duquel se trouve le piston de rebond. Sur ce piston on retrouve : un pointeau réglable qui va gérer le rebond basse vitesse, des clapets qui vont gérer le rebond haute vitesse ainsi qu’un clapet de retour de compression. Lorsque la fourche se déplace, ce piston de rebond vient se déplacer sur l’axe de la cartouche, à travers l’huile qui est à l’intérieur. Tout en haut de la cartouche se trouve le système de gestion de la compression.

Attention, ce n’est pas un piston mais bien une partie fixe. On retrouve par contre, comme pour le rebond, un pointeau réglable qui va gérer la compression basse vitesse, des clapets qui vont gérer la compression haute vitesse. Une membrane est également présente, pour se déployer plus ou moins en fonction du déplacement du piston. L’axe, lorsqu’il y a une compression, occupe un volume non négligeable. Cette membrane qui peut se déformer permet d’absorber cette variation de volume de cartouche. Il existe d’autres solutions, mais Fox a opté pour cette solution totalement fermée, qui permet notamment d’éviter le contact de l’huile avec de l’air. Pour finir, on a également un clapet de retour de rebond.

Pourquoi avoir des circuits basses et hautes vitesses ?

On l’a vu précédemment, il y a un réglage optimal (raideur du ressort + coefficient de frottement fluide de l’amortisseur) qui permet d’avoir le retour en position le plus rapide possible, sans oscillation. Par contre, la plage de fonctionnement d’une suspension de vélo est très variée, on roule à des vitesses basses, des vitesses élevées, on peut rouler sur un caillou ou faire des sauts énormes, pour certains.

Le réglage optimal n’existe en réalité pas, puisqu’un réglage optimal dans certaines conditions ne le sera pas dans d’autres. Le fait d’avoir différents circuits, basses et hautes vitesses permet donc de couvrir un champ plus large de vitesses d’enfoncement et donc de se rapprocher d’un réglage optimal. On le verra peut-être dans un autre article, mais certains ont même poussé l’exercice avec un circuit « moyennes vitesses ».

Quatre cas de fonctionnement différents

Avec ce double circuit pour la compression et la détente sur l’amortisseur Fox FIT4, on a quatre possibilités de circulation pour l’huile.

Compression basse vitesse

Le piston remonte doucement vers le haut. Au niveau du piston, l’huile passe par :

• le clapet de retour de compression qui s’ouvre sous la pression
• le pointeau de rebond basse vitesse

En remontant, l’axe occupe de plus en plus de volume dans la cartouche. L’huile est alors obligée de se déplacer et doit passer par le système de gestion de la compression :

• elle passe par le pointeau de compression basse vitesse uniquement
• elle arrive dans la membrane qui s’ouvre pour l’accueillir

Compression haute vitesse

Lorsque le piston remonte rapidement vers le haut, on a exactement le même phénomène au niveau du piston et l’huile passe par les mêmes orifices à cet endroit.

Par contre, au lieu de passer uniquement par le point de compression basse vitesse, l’huile passe également par les clapets de compression haute vitesse. La pression est en effet assez élevée pour les ouvrir.

Détente (ou rebond) basse vitesse

Changement de sens maintenant, le piston descend grâce à l’effort généré par le ressort pneumatique de l’autre côté de la fourche.

L’huile circule :

• de la membrane vers la cartouche principale. En effet, lorsque le piston descend, l’axe occupe un volume moins important dans la cartouche. L’huile est donc « aspirée » pour combler ce vide, ce qui ouvre le clapet de retour de rebond. La membrane se referme donc.
• par le pointeau de rebond basse vitesse

Dans le cas de la détente, l’huile ne passe pas par le système de compression.

Le clapet de retour de compression est quant à lui fermé lorsque le piston se déplace dans ce sens.

Détente (ou rebond) haute vitesse

Dans le cas d’une détente avec l’axe qui se déplace à une vitesse plus élevée, on est exactement dans le même cas de figure que précédemment, à l’exception que l’huile passe par le pointeau de rebond basse vitesse et les clapets de rebond haute vitesse.

Quels réglages disponibles sur un amortisseur Fox FIT4 ?

Les amortisseurs Fox FIT4 ont 3 réglages : 2 pour la compression et 1 pour la détente.

Compression – le levier bleu

Ce levier bleu permet de choisir entre 3 positions différentes :

• OPEN : lors d’une compression, l’huile peut passer dans le pointeau de compression lente et à travers les clapets de compression rapide (si la vitesse de déplacement de l’axe est suffisamment importante). C’est évidemment le réglage le plus confortable car il permet de fixer un tous les défauts du terrain, ou presque. On pourra l’utiliser principalement en descente, ou sur le plat lorsque le terrain est cassant.
• MEDIUM : ce réglage ferme le passage de l’huile à travers le pointeau de compression lente. L’huile ne peut donc passer qu’à travers les clapets de compression rapide. Comme on peut s’en douter, il s’agit d’un réglage intermédiaire. Il permet de filtrer les défauts les plus importants du terrain, mais ne filtre par contre pas les petits. C’est un réglage qu’on peut utiliser en montée, pour éviter les mouvements de « pompage » de la fourche, ou sur du plat pas trop cassant où on a envie de pédaler un peu fort.
• FIRM : ce réglage ferme tous les passages de l’huile dans le système de gestion. Il y a tout de même un clapet de sécurité qui peut s’ouvrir en cas de gros choc, et de pression trop importante. C’est un réglage qu’on privilégiera en montée, sur des terrains propres ou sur la route, où on a envie de privilégier le rendement à 100%.

Compression – l’open mode adjust, dans le levier bleu

Ce réglage, qui se trouve au centre du levier bleu, et qui est accessible avec une clé BTR 3mm, permet de choisir entre 22 positions.

Comme son nom l’indique, ce réglage n’est effectif que lorsque le levier est en mode OPEN car il permet d’ajuster l’ouverture du pointeau de la compression basse vitesse. Plus ce réglage est ouvert, plus le pointeau sera ouvert et plus l’huile passera facilement.

Ce réglage impactera légèrement également la compression haute vitesse puisque de l’huile passe tout de même par le pointeau à cette vitesse mais ça ne modifie en rien les clapets de compression haute vitesse.

Ce réglage n’a strictement aucun impact sur le rebond.

Rebond, la mollette rouge

La mollette rouge, située en-dessous de la fourche équipée d’un amortisseur Fox FIT4 permet d’ouvrir ou fermer le pointeau de détente basse vitesse. Comme pour la compression, ce réglage impactera légèrement également la détente haute vitesse.

Ce réglage pourra également avoir un impacter léger sur la compression puisque comme on l’a vu précédemment, lors de la compression, l’huile passe à travers le clapet de retour de compression situé sur le piston, mais aussi par le pointeau de rebond basse vitesse.

Au global, l’ensemble des ajustements possibles sur cette fourche dotée d’un amortisseur FIT4 permet d’ajuster uniquement les caractéristiques basses vitesses, que ce soit en compression ou en rebond. Il n’est pas possible, sans modification mécanique, de jouer sur les caractéristiques hautes vitesses de cette fourche.

Le bilan

Le graphique ci-dessous nous permet de synthétiser tout ce qu’on vient de se dire :

Remarques générales :

• l’amortisseur est un élément qui permet de freiner, dans un sens ou dans l’autre, les mouvements de la fourche. La force de freinage qui est appliquée sera dépendante de la vitesse de compression ou de détente, et des réglages choisis.
• la quasi-totalité des fourches ont, pour la compression et le rebond, des circuits basses et hautes vitesses. La cassure des différentes courbes ci-dessus indique le passage de la zone basse vitesse à haute vitesse. Ce double circuit permet d’adapter l’amortisseur à un maximum de conditions qu’il est possible de rencontrer sur le terrain.

Pour les fourches avec amortisseur Fox FIT4 spécifiquement :

• le levier bleu permet d’ajuster le nombre de circuits de compression actifs et ainsi de limiter les mouvements de pompage inutiles selon le terrain
• l’open mode ajust permet d’ajuster la compression basse vitesse (variation entre les deux courbes bleues ci-dessus). Ce réglage a également, comme on le voit, un impact sur les hautes vitesses
• la mollette rouge de réglage sous la fourche permet d’ajuster la détente basse vitesse (variation entre les deux courbes rouges au-dessus). Même remarque que pour la compression.

En bonus une vidéo de Fox :

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L’article Tous les détails de l’amortisseur de fourche Fox FIT4 est apparu en premier sur 2et4roues.

Deux fourreaux pour deux fonctions

On y reviendra plus tard mais il est indispensable de savoir qu’une suspension avant de VTT est constituée de deux parties : un ressort et un amortisseur.

En jaune : le ressort / En bleu : l’amortisseur de compression / En rouge : l’amortisseur de détente / En gris : le châssis

Sans rentrer dans les équations, il est tout de même important de connaître le comportement de ces deux parties :

• le ressort répond par une force opposée à la déformation qu’on lui applique
• les amortisseurs répondent par une force opposée à la vitesse qu’on leur applique

Lors d’un choc, on a deux forces qui viennent donc s’ajouter, en fonction des conditions de roulage et de la forme du trou ou de la bosse.

Focalisons nous aujourd’hui sur la partie ressort. On parlera de la partie amortisseur dans le prochain article.

La fonction ressort

Deux solutions sont utilisées en VTT pour les fourches :

• un ressort à air (pneumatique) pour la très très grande majorité des vélos
• un ressort hélicoïdal, principalement pour les grosses fourches de DH

On ne rentrera pas ici dans la comparaison ressort à air vs ressort hélicoïdal, qui méritera un article dédié.

Le ressort à air

Comme dans le précédent article sur l’étude de la cinématique, j’utilise pour illustrer la fourche qui équipe mon Jeffsy : il s’agit d’une Fox 34 Float Factory de 2018 avec un débattement de 160 mm. Il s’agit d’une « petite » fourche, elle est donc équipée d’un ressort pneumatique, du côté gauche quand on est installé sur le vélo.

Le principe du ressort à air est relativement simple à comprendre : une certaine quantité d’air est enfermée dans une cartouche avec une certaine pression. Lorsque la fourche se déplace, un piston vient comprimer cet air, ce qui implique une certaine résistance.

En thermodynamique, on a la relation suivante pour une compression adiabatique de l’air (c’est-à-dire qu’il n’y a pas de transfert de chaleur entre le gaz et l’extérieur, attention ça ne veut pas dire que la température du gaz n’évolue pas pendant la compression) :

avec P la pression de l’air et V son volume.

On peut donc facilement tracer l’évolution de la pression en fonction du débattement de la fourche. Attention, j’ai essayé de prendre les valeurs les plus justes possibles, mais je n’ai pas eu le choix que de prendre certaines hypothèses. Les ordres de grandeur sont bons, mais les chiffres ne sont pas justes à 100%.

La lecture de ce graphique donne l’effort (en ordonnées) qu’il faut pour comprimer la fourche de x mm (en abscisses).

L’apport d’une chambre négative

On appelle la chambre négative la zone qui se trouve en dessous du piston. Il existe plusieurs solutions mais dans le cas de cette fourche Fox, une petite forme dans le plongeur permet de laisser passer l’air entre la chambre positive et la chambre négative lorsqu’elle est proche de sa zone de repos. A ce moment, on va avoir une pression équivalente en-dessous et au-dessus du piston. Chez Fox, cette fonction s’appelle EVOL, pour Extra Volume.

Traçons l’évolution de la pression dans cette chambre négative, comme on l’a fait précédemment pour la chambre positive. C’est la courbe bleue sur le graphique ci-dessous. Faisons le bilan sur le piston : d’un côté on a la chambre positive, d’un autre la chambre négative. On peut donc faire la somme de ces efforts : c’est la courbe verte.

Le graphique nous montre tout de suite l’intérêt d’une chambre négative. Elle permet de réduire très fortement l’effort nécessaire pour comprimer la fourche sur les faibles débattements : la sensibilité aux petits chocs est clairement améliorée.

Elle réduit l’effort nécessaire de 90% en tout début de course et de 27% au quart du débattement. L’impact de la chambre négative baisse fortement lorsqu’on se déplace vers des débattements importants. Ainsi, à la moitié du débattement, le gain en effort nécessaire n’est plus que de 7%.

Par curiosité, qu’apporte une chambre négative plus volumineuse ?

Le graphique ci-dessous montre l’impact d’une chambre négative dont on a multiplié par 2 le volume, sans rien changer d’autre.

On voit qu’on a encore amélioré la sensibilité avec un effort nécessaire réduit entre 15 et 25% sur le premier quart du débattement. Il y a donc clairement un intérêt à avoir une chambre négative avec un grand volume. Plus le volume est grand, plus la sensibilité est améliorée.

Les réglages disponibles sur un ressort à air

Sans modifier quoi que ce soit sur la fourche, on a deux possibilités pour régler le ressort à air d’une suspension :

Ajuster la pression

En utilisant une pompe haute pression, c’est l’élément numéro 1 qui va vous permettre de régler votre sag. On en reparlera en détail dans un autre article mais il est tout de même important de comprendre ce que c’est ici. Sag n’est pas un acronyme mais signifie « affaissement » en anglais. Cet affaissement correspond à l’enfoncement de la fourche sous le poids du pilote. On parle en pourcentage du débattement total. Dans le cas de ma fourche, Fox indique que le sag doit être compris entre 15 et 20% du débattement total, ce qui correspond à 24 à 32 mm de débattement.

J’ai donc fait la simulation, avec différentes valeurs de pression, pour trouver le bon sag. J’utilise évidemment le même effort (je n’ai pas maigri ou grossi entre chaque test ! ) et on obtient le résultat suivant :

• 4,0 bar : sag de 31%, trop important. La suspension va être trop molle, elle va filtrer les chocs mais le débattement va être consommé trop facilement.
• 5,2 bar : sag de 20%, très bien, valeur haute de sag indiquée par Fox
• 6,1 bar : sag de 15%, très bien, valeur basse de sag indiquée par Fox
• 8,3 bar (max recommandé par Fox) : sag de 9%, trop faible. La suspension va être trop résistante, elle ne va pas filtrer correctement les chocs et on ne va pas exploiter du tout le débattement.

Il est indispensable de bien régler sa pression, car au-delà du sag, on voit qu’elle a une influence sur l’intégralité de la courbe.

Modifier le volume de la chambre via les spacers ou tokens

Les spacers sont de petites pièces en plastique insérées dans la chambre positive. Ils permettent de modifier le volume de la chambre de façon à augmenter ou réduire la résistance au milieu et fin de course.

Sur ma Fox 34, ce sont des spacers de 10 cm3. Il y en a 1 installé d’origine : il est possible de le retirer mais il est aussi possible d’en ajouter 3 de plus, soit 4 au total.

Une courbe vaut mieux qu’un long discours. J’ai ajusté très légèrement la pression à chaque changement de nombre de spacers, de façon à respecter strictement toujours le même sag de 15%.

On voit qu’effectivement l’écart entre les différents spacers se creuse fortement après 50% du débattement.

A 75% d’enfoncement de la fourche, avec :

• 1 spacer : il faut 8% d’effort en plus que sans spacer
• 2 spacers : 18% de plus que sans spacer
• 3 spacers : 31% de plus
• 4 spacers : 51% de plus

On voit que les spacers ont un impact non négligeable. Il faut donc le garder dans un coin de la tête au moment où on passera au réglage.

Le ressort à air, quelques informations à retenir pour la suite

D’un point de vue de la conception :

• le ressort à air est un élément relativement simple, mais puissant car il se règle très facilement contrairement à un ressort hélicoïdal (on y reviendra plus tard). Il a une raideur qui évolue tout au long du débattement, ce qui est bénéfique en fin de course car ça limite le talonnement.
• il présente par contre une raideur relativement élevée en début de course. La chambre négative permet de palier partiellement ce défaut, c’est-à-dire de diminuer sa résistance en début de course

Deux réglages possibles :

• la pression d’air qui permet d’ajuster la courbe de raideur complète du ressort à air. Elle s’ajuste pour obtenir le bon sag (ou affaissement de la fourche)
• le nombre de spacers ou tokens qui permet de faire évoluer le volume de la chambre. On peut ainsi jouer sur la résistance en milieu et fin de course.

On parlera au prochain article de l’autre fourreau de la fourche, l’amortisseur, puis on passera aux réglages.

Les photos du Jeffsy ainsi que tous les graphiques ont été réalisés par mes soins. La vidéo ainsi que les captures d’écran proviennent de chez Fox. Deux schémas proviennent du très bon guide SRAM.

L’article Dossier amortissement – La fourche et son ressort à air est apparu en premier sur 2et4roues.

L’amortissement fait appel aux sensations de chaque vététiste et est par conséquent quelque chose de très subjectif. Tout le monde a son avis, basé sur son expérience et son ressenti. Il suffit de parcourir les sites web et les forums pour lire tout et son contraire.

L’objectif de cette série d’articles est d’être le plus objectif possible, en se basant le plus possible sur la théorie. On verra ensuite si ça suffit ou si des ajustements sont nécessaires.

Commençons par la base : connaître son VTT, sa géométrie et sa cinématique. Ce qui nous intéresse le plus aujourd’hui est ce qu’on appelle la progressivité de la cinématique. Si cela ne vous parle pas, vous devriez comprendre juste après.

Vérifier la cinématique de son VTT

Il existe un grand nombre de cinématiques différentes pour les suspensions arrière. YT Industries a fait le choix d’un système de pivot virtuel qui s’appelle V4L (Virtual 4 Links).

Nous pourrons revenir sur ce point et passer en revue les principales différentes solutions qui existent dans un futur article, si cela vous plaît.

Le vélo qui nous intéresse aujourd’hui est le Jeffsy, et je souhaitais vérifier et chiffrer la progressivité de sa suspension arrière. Cette donnée n’est pas souvent fournie par les fabricants et les quelques informations que j’ai trouvées sur le web ne m’ont pas forcément convaincu. J’ai donc décidé de la vérifier par moi-même.

La modélisation

Un super tuto sur YouTube explique justement comment construire ou vérifier ses propres cinématiques de VTT. Il propose pour cela d’utiliser le logiciel Algodoo, un outil de modélisation 2D, gratuit, très bien fait et intuitif (dire que je ne me suis pas pris la tête serait faux, mais c’est tout de même raisonnable).

Le plus simple est de partir d’une photo du cadre nu. Malheureusement, impossible d’en trouver une de mon VTT. Je suis donc parti d’une photo officielle YT.

J’ai ensuite isolé le cadre, découpé toutes les parties mobiles et créé des liaisons pivot aux endroits nécessaires. Pas mal de bricolage, mais vous le verrez ensuite le résultat semble plutôt cohérent. J’ai ajouté un ressort juste pour le plaisir, il n’est pas utile pour ce que je souhaite faire ici. Ça y est le modèle (quasiment) représentatif de la cinématique de la suspension arrière est prêt.

J’ai ensuite ajouté deux points de mesure :

• un au niveau de l’axe de roue arrière, qui permet de connaître tre le débattement de la roue
• un au niveau de la fixation inférieure de l’amortisseur, qui associé au point de fixation supérieure, permet d’obtenir le débattement de l’amortisseur

Pour l’illustration, voici une rapide animation où l’on voit la cinématique en mouvement. Vous pouvez voir ma souris qui applique un effort sur le triangle arrière pour le faire bouger. Ce n’est évidemment pas représentatif de quoi que ce soit, mais ça permet de vérifier que ça bouge bien, de façon cohérente et on voit les déplacements des deux points cités précédemment.

Mon seul objectif aujourd’hui était de déplacer l’axe de la roue arrière de 160 mm (qui est le débattement annoncé par YT). J’ai donc enregistré les mouvements des deux points en faisant cette opération. Le logiciel Algodoo permet d’exporter les informations enregistrées au format .csv.

Les résultats

Les données récupérées permettent de tracer les deux graphiques suivants.

Le débattement de l’amortisseur en fonction du déplacement de la roue arrière

La première information qui est évidente et qu’on vérifie : on a bien un effet de levier entre le déplacement de la roue qui est important et celui de l’amortisseur qui est plus faible.

Quand la roue arrière ne bouge pas, l’amortisseur se déploie complètement. Quand la roue arrière est déplacée de 160 mm, l’amortisseur est comprimé d’environ 65 mm. Cette valeur est cohérente avec la réalité puisque l’amortisseur Fox DPX2 qui équipe cette version de Jeffsy est effectivement donné pour un débattement de 65 mm maximum.

Le ratio de levier en fonction du déplacement de la roue arrière

Pour la compréhension, j’appelle le ratio de levier le rapport entre le déplacement de la roue arrière et le débattement de l’amortisseur.

Prenons l’exemple d’un ratio de levier de 3. Ça signifie que :

• l’amortisseur se comprime de 1 mm alors que la roue arrière se soulève de 3 mm
• la vitesse de compression de l’amortisseur est 3 fois plus faible que la vitesse de déplacement de la roue arrière
• l’effort qui s’applique à l’amortisseur est 3 fois supérieur à l’effort appliqué sur la roue arrière

Le Jeffsy a bien une cinématique dite progressive car le ratio de levier diminue au fur et à mesure que le déplacement de la roue arrière évolue.

Par conséquent, un même choc (même effort, même vitesse) n’aura pas le même effet en fonction de là où se situe sur le débattement :

• en début de course : il entraînera un effort important et une vitesse faible au niveau de l’amortisseur
• en fin de course : il entraînera un effort moindre et une vitesse plus importante au niveau de l’amortisseur

Ces informations nous permettent de savoir que cette cinématique progressive autorise une bonne sensibilité en début de course et un comportement plus ferme en fin de course. On y reviendra quand on parlera de l’amortisseur en lui-même.

La cinématique de son VTT, une connaissance indispensable

Le Jeffsy est bien un VTT avec une cinématique progressive. Pour ceux qui connaissent la marque, ce n’est pas une surprise mais c’est bien de le vérifier.

La connaissance de la cinématique de son VTT est un pas important dans la compréhension des réglages de l’amortissement. Ce n’est évidemment pas tout et il reste beaucoup à faire. Mais cette courbe de ratio de levier est un élément important et nous sera utile pour la suite de l’analyse.

A bientôt pour la suite !

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