Des différences d’étagement

Différentes plages de rapports

Pour une transmission mono-plateau, un point important à noter est la plage de rapports. Il représente la polyvalence que va pouvoir avoir votre vélo :

• tout en bas : le pignon le plus petit possible pour aller le plus vite possible sur le plat ou en descente
• tout en haut : le pignon le plus grand possible pour monter les pentes les plus raides possibles

La plage de rapports s’exprime en % et se calcule de cette façon : nombre de dents du pignon le plus grand / nombre de dents du pignon le plus petit x 100.

Par exemple une cassette 10-45 a une plage de rapports de 45/10*100=450%.

Shimano, sur son dernier XTR offre deux possibilités : soit 10-45, soit 10-51.

J’ai résumé les valeurs dans le graphique ci-dessous :

Shimano, avec sa cassette XTR 10-51 offre une polyvalence légèrement meilleure que celle de SRAM XX1 en 10-50. Pourquoi dans ce cas proposer une cassette XTR différente en 10-45 ? On va voir que la plage de rapports n’est pas le tout.

La démultiplication

J’ai représenté dans le graphique ci-dessous et pour les 3 cassettes qui nous intéressent la démultiplication, pour chaque vitesse (en partant du principe qu’on a dans tous les cas un plateau de 32 dents). La valeur indiquée est donc : 32 / nombre de dents de la vitesse concernée.

La vitesse 1 est le plus petit pignon. Si la démultiplication est égale à 3, ça veut dire qu’un coup de pédale engendre trois tours de roue.

On voit que pour les trois cassettes, les 8 premières vitesses sont strictement les mêmes, on voit ensuite des différences avec évidemment une démultiplication plus faible de la XTR 10-51 sur les grands pignons par rapport à la XTR 10-45. La SRAM XX1 10-50 conserve quant à elle des démultiplications très proches de la XTR 10-45, sauf pour les deux derniers pignons.

Pour aller un peu plus loin, on peut regarder les écarts entre chaque vitesse.

Les écarts de nombre de dents

On l’a vu lors du premier point : pour être polyvalente, la cassette d’un mono-plateau doit avoir la plage la plus grande possible. Idéalement, pour que les passages de vitesses soient les plus agréables possible,  les écarts de démultiplication doivent être le plus constant possible. On parle ici en écart de nombre de dents en pourcentage, pas en nombre. C’est bien plus cohérent car par exemple, on voit facilement qu’un écart de 1 dent sur un pignon de 10 dents n’a pas le même effet qu’un écart de 1 dent sur un pignon de 50 dents.

Plus cet écart est grand, plus la sensation va être désagréable : si vous montez les vitesses, vous allez avoir l’impression de mouliner en arrivant sur le nouveau rapport. Si vous les descendez, vous allez avoir l’impression d’avoir trop à forcer.

Au contraire, si l’écart est très faible, vous allez changer de vitesse, mais ce changement peut être difficilement perceptible, ce qui peut vous mener par exemple à changer une fois de plus de vitesse.

Je compte toujours du plus petit pignon vers le plus grand et je calcule le rapport de la façon suivante : rapport 1-2 =(nombre de dents du pignon 2 – nombre de dents du pignon 1) / nombre de dents du pignon 1.

Idéalement, ce rapport devrait être constant sur l’ensemble de la cassette. Il est par contre impossible de s’y tenir car il n’est pas possible d’avoir des moitiés ou des quarts de dents 🙂

Par exemple pour une cassette 10-45, il faudrait idéalement avoir les 12 pignons suivants : 10-11,5-13,2-15,1-17,3-19,8-22,7-26-29,9-34,2-39,3-45.

J’ai donc tracé, pour chaque cassette étudiée, l’évolution de cet écart de nombre de dents pour chaque passage de vitesses (1-2 = du pignon 1 au pignon 2). En pointillé figure le rapport de pignon idéal qu’il n’est malheureusement impossible de tenir. L’objectif est de comparer ce qu’on a réellement et les choix qui ont été faits par rapport au cas idéal.

On peut noter que pour chaque cassette, le fabriquant a opté pour une solution différente :

• la XTR 10-45 qui a la plage la plus faible : Shimano a privilégié des écarts un peu élevés sur les premiers pignons 1-2-3 puis sur les vitesses intermédiaires 5-6 et 7-8. Sur les plus grands pignons, on a par contre des écarts un peu plus faibles que l’écart parfait.
• la XTR 10-51 qui a la plage la plus importante : Shimano a également privilégié des écarts un peu élevés sur les premiers pignons 1-2-3, puis sur la partie haute de la cassette 7-8-9-10. L’écart entre l’avant-dernier et le dernier pignon est par contre relativement faible.
• la SRAM 10-50 : SRAM, sur la partie supérieure de la cassette, a fait l’inverse de Shimano, c’est-à-dire avoir des écarts faibles sur les pignons 8-9-10 et par contre avoir un écart relativement important sur le plus gros pignon.

J’ai résumé les 3 cassettes sur le graphique ci-dessous :

Au global que peut-on regarder ?

L’écart moyen

• XTR 10-45 : 14,7%
• XTR 10-51 : 16,0%
• XX1 10-50 : 15,8%

C’est tout à fait normal, plus la plage est réduite, moins on a d’écart entre les pignons.

 La déviation par rapport à l’écart parfait

Plus la valeur est faible, plus les pignons ont des écarts proches de l’écart parfait.

• XTR 10-45 : 2,0 points
• XTR 10-51 : 1,8 points
• XX1 10-50 : 2,0 points

C’est la cassette XTR 10-51 qui se rapproche le plus de l’étagement parfait.

Le typage

• XTR 10-45 : des écarts plutôt faibles sur l’ensemble de la cassette, pas de trou à attendre
• XTR 10-51 : des écarts relativement élevés sur la partie haute de la cassette, à l’exception des derniers pignons. On peut s’attendre à avoir quelques difficultés à trouver la bonne vitesse lors des montées moyennes
• XX1 10-50 : des écarts relativement faibles sur l’ensemble de la cassette sauf sur les deux derniers pignons et principalement le dernier. On peut s’attendre à n’utiliser le pignon de 50 dents vraiment qu’en dernier recours et il faudra s’attendre à mouliner en passant du 11 au 12.

Des différences de matériaux et de fabrication

Étonnamment, Shimano et SRAM on fait des choix techniques totalement différents pour leurs cassettes haut de gamme, au niveau des choix des matériaux et de la fabrication.

Une variété de matériaux et de l’assemblage pour Shimano

Les 4 plus petits pignons sont en acier. Les 5 pignons intermédiaires sont en titane. Pour finir les 3 plus grands sont en aluminium. Les 3 pignons en aluminium sont rivetés entre eux, puis fixés sur un bras d’araignée à 5 pattes en aluminium. Les pignons intermédiaires en titane ensuite sont rivetés un par un sur ce bras. Pour finir, les plus petits pignons, en acier, sont assemblés au reste de la cassette lors du montage.

L’acier a la possibilité d’avoir une dureté très élevée et donc une excellente résistance à l’usure. Le titane a une dureté plus faible, et l’aluminium encore plus faible. Je n’ai pas les nuances exactes utilisées donc difficile de mettre un chiffre précis en face. Leur masse volumique évolue malheureusement dans le sens inverse.

On peut garder en tête le graphique suivant :

De l’acier taillé masse chez SRAM

SRAM utilise une solution radicalement différente puisque les 11 plus petits pignons sont taillés dans un seul bloc d’acier. C’est ce qu’on appelle du taillé masse. Il n’y a aucune fixation entre ces 11 pignons et ils ne forment qu’une seule et même pièce.

Le plus grand pignon de 50 dents est quant à lui en aluminium. L’assemblage de la partie acier et aluminium permet d’enfermer une entretoise qui permettra de fixer la cassette au corps de roue libre. On en parle juste après.

A noter que la partie acier des cassettes XG-1299 a en plus droit a un traitement de surface spécifique : il s’agit d’un dépôt physique en phase vapeur de nitrure de titane. C’est ce traitement de surface qui donne la couleur dorée ou arc-en-ciel à ces cassettes. En plus d’améliorer l’esthétique (j’adore), il permet d’améliorer encore la résistance à l’usure et à diminuer les frottements.

La XG-1295 n’a pas droit à ce traitement.

Pour quelle masse ?

D’après les manifestants :

• Shimano XTR 10-45 : 361 g
• Shimano XTR 10-51 : 368 g
• Sram XX1 : 355 g

Entre 6 et 13 g d’écart en faveur de la cassette SRAM XX1 par rapport aux Shimano. C’est très peu, je considère que ces cassettes font quasiment le même poids.

C’est intéressant à noter puisqu’on a vu que les deux marques ont utilisé des stratégies totalement différentes pour y arriver. Un mix de matériaux (dont du titane, plutôt noble) et de l’assemblage pour Shimano, de l’acier taillé masse pour SRAM, avec seulement un pignon en aluminium.

Différentes façons de transmettre l’effort

La transmission de l’effort à la roue se fait également de façon très différente entre Shimano et SRAM.

Des cannelures pour Shimano

On l’a vu précédemment : chaque pignon de la cassette Shimano est fixé sur le bras d’araignée. Celui-ci présente des petites cannelures internes, qui viennent entraîner le corps de roue libre. C’est le système micro-spline.

Tout par le grand pignon chez SRAM

Les cassettes XX1 sont compatibles uniquement avec les corps de roue libre XD, qui ont uniquement des cannelures étroites à leur extrémité intérieure. Les cassettes XX1 possèdent un système de fixation intégrée. Lorsqu’on la fixe, on vient serrer l’entretoise interne sur le pas de vis du corps de roue libre. Lorsque l’on est sur un des pignons en acier, tout l’effort est transmis au pignon en aluminium via de petites butées. C’est ce pignon en aluminium qui possède les cannelures et qui va transmettre l’effort au corps de roue libre.

Des prix… différents

J’ai regardé les prix sur deux grands sites de vente en ligne. En moyenne, on retrouve les prix suivants :

• Shimano XTR : 260€
• SRAM XX1 avec traitement de surface (XG-1299) : 320€
• SRAM XX1 sans traitement de surface (XG-1295) : 290€

Si vous prenez le plus haut de gamme, la cassette SRAM est donc tout de même plus chère que la XTR de 20%.

Que devez-vous acheter ?

C’est bien là votre choix !

Voici tout de même quelques éléments qui résument tout ce qu’on s’est dit :

• l’étagement : Shimano propose deux étagements différents (10-45 et 10-51) alors que SRAM n’en propose qu’un seul (10-50). On a aussi vu que les étagements étaient faits de façons différentes : à vous de voir celui qui correspond le plus à votre terrain de jeu et à votre style de pédalage.
• la fabrication : Shimano utilise trois types de matériau (acier/titane/alu) et les pignons sont assemblés. A noter que vous pouvez, en cas de casse ou d’usure, changer les petits pignons en acier qui ne sont pas solidaires du reste de la cassette. SRAM propose les 11 premiers pignons en acier taillé masse, et le dernier pignon en aluminium. Sur la version la plus haut de gamme, SRAM utilise également un traitement de surface, qui fait son petit effet en plus d’apporter des caractéristiques mécaniques supplémentaires. Pour ma part, j’apprécie particulièrement la proposition de SRAM qui est très attirante (taillé masse) et qui semble particulièrement robuste (acier + traitement de surface)
• la transmission de l’effort : avec son bras d’araignée et ses cannelures longues, Shimano offre une solution un peu plus traditionnelle et psychologiquement plus rassurante que SRAM, où l’effort passe de la partie acier vers le pignon aluminium, puis vers la roue libre.
• la masse : la cassette SRAM, malgré l’utilisation de plus d’acier, est légèrement plus légère. Malgré tout, la différence est très faible donc ex-aequo sur ce point.
• le prix : la cassette SRAM est sensiblement plus chère que la Shimano

Le plus important reste à voir : la fiabilité et la durabilité de ces pièces haut de gamme. Est-ce que les cassettes SRAM en acier et plus chères de 20% que les Shimano durent plus longtemps ? Si vous avez un retour d’expérience, n’hésitez pas à me le faire savoir.

Merci à SRAM et Shimano d’avoir répondu à mes questions !

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