Les roulements en céramique en valent-ils vraiment la peine ?

Aug 12, 2023

Que pensent les gens de l'industrie des roulements en céramique et devriez-vous investir dans cette mise à niveau coûteuse ?

Ce concours est maintenant terminé

De Stan Portus

Publié: 15 juin 2021 à 18h00

En ce qui concerne les améliorations de performances pour votre vélo, les roulements en céramique sont l'un des plus controversés.

Convoités par certains et rejetés par d'autres, les roulements en céramique offrent de précieuses économies de watts ou un avantage si minime pour leur prix qu'ils sont considérés comme un investissement frivole.

Pour en savoir plus sur les avantages et les inconvénients des roulements en céramique par rapport aux roulements en acier conventionnels, j'ai parlé à trois experts de l'industrie des deux côtés du débat, pour savoir si les roulements en céramique sont un investissement rentable ou non.

J'ai également demandé un aperçu du processus de fabrication des roulements en céramique pour donner un contexte sur la façon dont ils sont fabriqués et ce qui conduit à des revendications de performance.

Mais, avant de nous plonger dans les avantages et les inconvénients des roulements en céramique et de déterminer s'ils valent la peine d'être améliorés, définissons exactement ce que sont les roulements en céramique, où ils sont utilisés sur les vélos et pourquoi.

Les roulements en céramique remplissent la même fonction que les roulements en acier conventionnels, aidant les pièces mobiles de votre vélo à tourner facilement (nous avons un guide complet des roulements de vélo si vous voulez en savoir plus).

La différence entre les roulements en céramique et en acier est, bien sûr, le matériau. Fabriqués à partir de nitrure de silicium, les roulements en céramique sont réputés pour leur résistance au roulement réduite, leur dureté et leur longévité accrues.

Les roulements en céramique ont gagné en popularité au cours des dernières années et sont désormais monnaie courante dans le peloton professionnel, où la poursuite de gains marginaux est devenue un principe directeur.

Cependant, ils sont également populaires auprès de nombreux coureurs amateurs à la recherche de l'amélioration ultime des performances, ou des coureurs particulièrement soucieux de l'efficacité, comme les courses contre la montre.

Les roulements en céramique sont utilisés sur tout le vélo où une friction réduite et une durabilité améliorée sont souhaitées, y compris dans les moyeux, les boîtiers de pédalier, les roues de poulie et les jeux de direction.

De nombreux roulements en céramique sont, en fait, des roulements hybrides, qui utilisent des billes en céramique à l'intérieur de chemins de roulement en acier. Ils sont disponibles dans toutes les disciplines sur route et hors route.

Le boîtier de pédalier est l'un des endroits les plus courants pour trouver des roulements en céramique, avec des marques telles que CeramicSpeed, C-Bear, Wheels Manufacturing et FSA offrant une variété de normes de boîtier de pédalier avec des roulements en céramique, ou des kits de roulement en céramique qui remplacent les roulements en acier comme une option de mise à niveau dans les boîtiers de pédalier existants.

Les moyeux de roue sont également l'un des endroits les plus populaires pour utiliser des roulements en céramique sur un vélo.

De nombreuses marques proposent des moyeux ou des roues avec des roulements en acier standard ou avec des roulements en céramique. Comme pour les boîtiers de pédalier, des kits sont également disponibles pour remplacer les roulements en acier existants par des roulements en céramique.

La mise à niveau des roues de poulie (également appelées roues jockey) sur le dérailleur arrière vers des roulements en céramique est une autre occasion de réduire les pertes d'énergie, tout comme le remplacement des roues jockey standard par des poulies surdimensionnées.

Pourquoi opter pour des roulements de direction en céramique ? Économiser des watts ici n'est pas exactement une priorité, après tout. Mais les propriétés non corrosives et durables revendiquées des roulements en céramique sont ce qui est important, contribuant potentiellement à réduire la fréquence d'entretien du casque et, finalement, son remplacement.

Le processus de fabrication derrière les roulements en céramique est celui qui prend beaucoup de temps.

Paul Sollenberger, spécialiste principal de la formation technique et commerciale chez CeramicSpeed, explique que les roulements de la marque prennent entre 60 et 70 jours pour être fabriqués, selon la taille du roulement - beaucoup plus longtemps qu'un roulement à billes en acier standard.

Les roulements en céramique commencent leur vie sous forme de poudre de nitrure de silicium, qui est ensuite soumise à un processus appelé pressage isostatique à chaud.

Cela commence par la compression lente de la poudre fine en une forme initiale de boule. Ensuite, la poudre est exposée à la chaleur et à une compression supplémentaire pendant environ 30 heures pour condenser à nouveau le matériau plus près des mesures finales souhaitées.

Une fois celle-ci effectuée, une étape de refroidissement et de décompression est entreprise pendant la même durée pour éviter que les roulements n'éclatent ou ne deviennent cassants.

Une fois les roulements refroidis, ils sont ensuite exposés à environ 30 jours de meulage et de rodage, un processus qui élimine les lignes de moulage et les rapproche encore plus de la taille finale souhaitée.

La dernière étape est le polissage en suspension, où les roulements sont exposés à un polissage qui supprime toute autre section surélevée, et le polissage à l'eau, qui, selon Sollenberger, offre "la finition de surface la plus lisse et la sphéricité précise mesurée à moins de 0,001 mm".

Les roulements à billes en céramique présentent deux avantages clés :

Cependant, ces avantages potentiels s'accompagnent d'inconvénients qui, pour de nombreux cyclistes, pourraient donner l'impression que les roulements en céramique sont une mise à niveau injustifiée.

De plus, alors que les roulements en céramique offrent un gain de poids (ils peuvent peser 50 % de moins que les roulements en acier), la réduction de poids est presque totalement négligeable lorsqu'elle est considérée dans le contexte d'un vélo entier.

Lors des tests menés par CeramicSpeed, ses propres poulies à roulements en céramique se sont avérées les plus économes en énergie, consommant 0,033 watts. Ou, en d'autres termes, c'était la quantité d'énergie perdue dans la transmission.

À titre de comparaison, les tests ont montré que le moins efficace était Shimano Acera - l'une des familles de composants les moins chères de Shimano, donc peut-être pas la comparaison la plus juste - qui consommait 1.370 watts.

Ollie Gray, responsable de la marque route et gravier pour The Rider Firm, qui propose des roulements CeramicSpeed ​​dans ses roues Hunt, souligne les avantages de l'utilisation des roulements CeramicSpeed ​​sur un vélo : "Les propres tests de CeramicSpeed ​​montrent qu'avec leurs roulements dans vos moyeux, roues de poulie et boîtier de pédalier, vous économiserez dans le domaine de 6 à 9 watts par rapport à un roulement en acier standard.

"Cela peut ne pas sembler beaucoup, mais si vous demandiez à n'importe quel pilote professionnel, il vous dirait que 10w peut faire la différence, certainement dans les situations de contre-la-montre ou les échappées en solo."

Une partie de la raison pour laquelle les roulements en céramique offrent un avantage en termes d'économie de watts est due à la sphéricité rigoureuse des billes, comme l'explique Sollenberger : "Assurer que la sphéricité des billes soit égale dans le roulement permet aux roulements de supporter les charges du cycliste sans stresser les billes ou les courses, et permettant de meilleures performances avec moins d'exigences de lubrification."

La dureté des billes en céramique est également un facteur ici, selon Sollenberger.

Il dit que les roulements en céramique seraient trois à cinq fois plus durs que les roulements en acier et, par conséquent, peuvent résister à la force qui leur est appliquée par la tension de la chaîne et le pédalage plus longtemps.

"Les billes en céramique isolent également les pistes en acier", explique Sollenberger. "Sans contact acier sur acier, l'usure corrosive ne peut se produire que lorsque la contamination est autorisée à résider dans les roulements pendant une période prolongée", poursuit-il.

"Si des joints de contact légers et des graisses fines devaient être utilisés sur des roulements en acier dans le but d'augmenter l'efficacité, l'interface acier sur acier exposée permettra rapidement la corrosion et la détérioration qui ruineront les roulements."

En fin de compte, Sollenberger affirme que ces caractéristiques améliorent l'efficacité et la longévité des roulements en céramique hybrides par rapport aux roulements en acier, mais une lubrification plus légère a des conséquences.

Lorsqu'on lui a demandé ce qui pouvait constituer un inconvénient des roulements en céramique, Sollenberger a déclaré que "l'exigence d'entretien peut surprendre certains utilisateurs".

CeramicSpeed ​​s'attend à ce que ses roulements soient entretenus une ou deux fois par an, tout au long de leur durée de vie.

Cette attente est ce qui « permet avec succès l'utilisation de joints à contact léger et de graisses optimisées qui offrent une efficacité exceptionnelle et une longue durée de vie », déclare Sollenberger.

Pour les cyclistes qui recherchent les avantages qu'offrent les roulements en céramique, la volonté d'entretenir et d'entretenir les roulements est donc un facteur important à prendre en compte.

Pour certains, le temps (et, potentiellement, l'argent) consacré à l'entretien et à la maintenance des roulements sera justifié, mais pour d'autres, ce ne le sera tout simplement pas. Bien sûr, il convient de se rappeler que l'entretien de tous les roulements les aidera à durer plus longtemps.

Maxime Brunand, responsable de la gestion des produits chez Mavic, résume les inconvénients des roulements en céramique en un mot : "Coût".

Comme Gray et Sollenberger, Brunand dit que les roulements en céramique offrent une résistance au roulement plus faible ainsi qu'une durée de vie accrue, mais il met cela en garde en disant "c'est sur papier" et "pas nécessairement dans la vraie vie, compte tenu des marques de roulements, du niveau de qualité et des conditions de conduite."

Il dit également que "le gain des roulements en céramique par rapport aux roulements standard de bonne qualité est minime", et que "les roulements standard de bonne qualité sont meilleurs que les roulements en céramique de mauvaise qualité".

Sollenberger dit qu'il est possible que les marques qui n'utilisent pas de billes en céramique de haute qualité ou qui ne respectent pas les normes de fabrication pertinentes (conforme à la norme ISO 9001) "se retrouveront avec des roulements qui ne tiennent pas dans le temps, nécessiteront une sélection de graisse et de joint plus lourde et, dans l'ensemble, des performances inférieures aux attentes".

Mais il ajoute : "Des roulements standard de bonne qualité sont meilleurs que des roulements en céramique de mauvaise qualité".

Les tests de boîtier de pédalier effectués par Friction Facts en 2013 ont révélé que la différence de traînée entre les meilleurs modèles en acier et les meilleurs modèles en céramique n'était que de 0,03 watts. De plus, trois des boîtiers de pédalier comparables en acier et en céramique ont affiché des valeurs de frottement inférieures pour les roulements en acier.

Par conséquent, exploiter les avantages potentiels des roulements en céramique n'est en aucun cas une entreprise bon marché.

Un boîtier de pédalier CeramicSpeed, par exemple, peut coûter jusqu'à 289,99 £ / 359,99 $, ce qui rend même les meilleurs boîtiers de pédalier à roulement en acier remarquablement abordables.

En ce qui concerne le coût, Brunand affirme que tout avantage potentiel des roulements en céramique, que ce soit en laboratoire ou sur la route, ne peut tout simplement pas être justifié.

Au lieu de cela, il dit qu'il est préférable pour les cyclistes "de travailler correctement sur le maintien de leur vélo, de leur transmission, de la pression des pneus et de la position du corps pour réduire la traînée aérodynamique et économiser des watts, plutôt que d'investir beaucoup dans des roulements en céramique".

Ollie Gray de Hunt dit que le coût est le résultat du travail avec les meilleurs matériaux et du processus de fabrication précis, mais il fait écho à Brunand en encourageant les cyclistes à se concentrer ailleurs avant de rechercher des gains.

"Lorsque vous décidez de dépenser quelques centaines de livres (ou de dollars) pour [améliorer l'efficacité de] ~ 10 watts, alors en tant que cycliste, vous devez équilibrer cela par rapport à d'autres endroits où vous pourriez trouver cette efficacité supplémentaire, peut-être sous la forme de quelques mois avec un entraîneur, ou du temps en soufflerie pour améliorer votre position afin de réduire la traînée. "

Il s'agit alors de balançoires et de ronds-points, les marques étant conscientes qu'il existe de nombreuses autres tactiques rentables pour améliorer la vitesse ou l'efficacité d'un cycliste, avant de rechercher tout gain marginal, tout en souhaitant toujours offrir aux consommateurs la possibilité de passer aux roulements en céramique.

Même Brunand, après avoir expliqué pourquoi Mavic choisit de ne pas proposer les roulements dans ses roues, souligne que les cyclistes peuvent mettre à niveau leurs roues Mavic vers des roulements en céramique.

Le coût des roulements en céramique par rapport à tout avantage potentiel en termes de performances est extrême, en particulier lorsqu'il est comparé à d'autres facteurs tels que l'entretien et les performances des roulements en acier de haute qualité.

Cela exclura immédiatement les roulements en céramique pour la majorité des cyclistes, qui soit ne recherchent pas les économies marginales que les roulements en céramique pourraient offrir, soit mettent simplement l'accent ailleurs.

Par exemple, échanger une faible traînée contre la grande durabilité associée à des joints et des lubrifiants robustes qui permettront aux roulements de fonctionner même dans les pires conditions météorologiques et les profondeurs de l'hiver.

Lorsqu'il s'agit de déterminer si le coût des roulements en céramique en vaut la peine, Sollenberger dit que tout cycliste pourrait bénéficier d'une mise à niveau des roulements, mais cela dépend d'autres facteurs tels que les objectifs de conduite et la configuration actuelle.

"En ce qui concerne les avantages pratiques", dit-il, "tout pilote choisissant entre une construction Ultegra ou Dura-Ace (ou Force vs Red, Chorus vs Record/Super Record) obtiendrait plus de performances pour le prix en améliorant une construction Ultegra avec des composants CeramicSpeed ​​plutôt qu'une construction Dura-Ace d'origine.

"Les cyclistes qui choisissent de rouler sur Dura-Ace, Red AXS et Record/Super Record le font pour savoir et montrer qu'ils utilisent le meilleur équipement - et pour les vélos modernes, ces constructions ne sont pas complètes sans une amélioration des performances avec des roulements en céramique de qualité."

En fin de compte, les roulements en céramique sont une option pour les cyclistes à la recherche de tout gain potentiel, quel qu'en soit le coût, ainsi que pour ceux qui veulent simplement le meilleur.

Pour la plupart des cyclistes, cependant, les avantages réels des roulements en céramique sont difficiles à comparer aux dépenses supplémentaires.

Éditeur de contenu

Stan Portus est l'éditeur de contenu de BikeRadar. Stan travaille sur tout, de la stratégie de contenu et des dernières nouvelles aux mises à jour permanentes et aux longs métrages sur les problèmes environnementaux et sociaux du cyclisme. Stan a commencé à travailler dans l'industrie du vélo en 2018, écrivant du contenu pour certaines des plus grandes marques du sport, notamment Chris King, ENVE et Castelli. Il a travaillé comme écrivain et journaliste indépendant pendant plus de sept ans, rédigeant des critiques, des essais et des interviews pour de nombreuses publications d'art, de design et de littérature, ainsi que des apparitions à la radio. Cycliste sur route dans l'âme, on peut le trouver en train de parcourir les voies et les routes du Sud-Ouest et d'entreprendre des activités téméraires telles que des balades nocturnes en audax.

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