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’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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