Collage structural

En 2017 nous avons été contacté par l'usine AVIATUBE dont la volonté était de transposer les technologies de l’aéronautique alliant qualité, robustesse, et légèreté à d'autres secteurs industriels.

Leurs tubes légers en aluminium ont la particularité d'être souples comme l'acier mais ne doivent pas être soudés sous peine de perdre cette fantastique propriété.

L'idée était lancer de créer notre premier concept-bike par assemblage de tubes collés.

Nous avons contacté le spécialiste dans le domaine, Axson avec un cahier des charges simple :

• propriétés mécaniques élevées ;
• haute résistance au vieillissement ;
• temps ouvert long pour prendre son temps pendant l'assemblage.

C'est l'adhésif époxy structural ADEKIT H9952 qui a été préconisé par Axson qui pour valider la taille de la surface de décollage nécessaire à la résistance d'un cadre de vélo a réaliser 3 séries de tests en laboratoire.

Pour chaque série de test, la force nécessaire à l'arrachement de l'éprouvette ainsi que la surface réelle de colle était mesuré pour en déduire une valeur moyenne de résistance en MPa.

initial	après fluage	après vieillissement
après 3 jours à 23°C	30 minutes à 180°C	15h à 40°C 2h à -20°C 4h à 70°C
23,2 Mpa +/- 1,8	18,1 Mpa +/- 2,1	25,4 Mpa +/- 1,4
soit 235,6 kg par cm² de colle	soit 184,6 kg par cm² de colle	soit 259 kg par cm² de colle

Lors de ces essais, il est apparu que si la préparation des surfaces était primordiale, elle était facilement reproductible donc maîtrisable : 

• préparation mécanique par sablage pour obtenir une rugosité d'accroche importante ;
• soufflage puis dégraissage de la zone pour enlever toute impureté.

Par contre, la difficulté était de maîtriser la quantité de colle : surface et épaisseur réelles de colle appliquée.

Nous avons donc travailler sur notre propre solution de manchons injectés disposant d'une gorge de double manchonnage servant de réceptacle à colle tout en permettant de doubler la surface de contact.

Le tube en rentrant chasse la colle qui au lieu de fuir remonte de chaque côté et déborde par le devant.

Sur nos AllRoad, nous utilisons des tubes de 4 diamètres différents. Plus le diamètre est grand plus la surface de collage est importante et plus la résistance à l'arrachement sera grande :

• 5 tonnes pour une jonction de hauban en 16 mm ;
• 7 tonnes pour une jonction de base en 22,22 mm ;
• 11 tonnes pour une des jonctions du tube horizontal ou du tube de selle en 34,9 mm ;
• 14 tonnes pour une des jonctions du le tube diagonal ou de la douille en 44,45 mm.

En plus de nos propres tests terrains réalisés avant commercialisation, nous avons torturé le cadre pour son homologation à la norme cycle ISO 4210-6.

3 essais de fatigue de 100 000 cycles chacun :

• avec les forces de pédalage ;
• avec forces horizontales bi-direction sur la fourche ;
• avec une force verticale sur le tube de selle.

2 essais de choc :

• chute d’une masse ;
• chute du cadre.

Nous avions la possibilité ( mais pas les moyens ) d'envoyer 5 cadres : 1 pour chaque test. Nous n'avons finalement envoyé qu'un seul cadre au CRITT de Chatellerault qui a passé avec succès tous les tests et obtenu le numéro d'homologation ES12/17/1899.

Ce système de collage structural nous permet de diminuer les délais et le coût de fabrication des cadres sur mesure, donc le prix de vente.
Trois vélos bénéficient de cette technologie :

• AllRoad, modèle gravel à tubes titane,
• LongRoad, le vélo route d'endurance à tubes titane,
• UltraRoad, le pur route en tubes carbone que nous avons présenté au Roc d'Azur et qui sortira prochainement.

Nous ne somme pas les seuls a utiliser cette technique de collage structural, finalement beaucoup moins artisanale que la réalisation de cadre de vélo monocoque où le drapage manuel est difficilement reproductible :

• Colnago, sur les 2 seuls modèles route fabriqués en Italie
• Atherton, pour ces cadres de DH sur mesure
• Hope, qui a remplacé la soudure sur des haubans aluminium de leur vélo d'enduro par le collage