Une moto est composée de plusieurs parties. Lorsqu’on parle de véhicule motorisé à deux roues, le terme « partie cycle » est couramment employé pour désigner tout ce qui n’a pas trait à la motorisation. La mécanique moto se définit par tout ce qui n’appartient pas à la propulsion.
Dans cet article, nous allons disséquer tout ce qui compose la partie cycle d’une moto, afin de rassembler les fondamentaux de la mécanique moto.
Les Composants Essentiels de la Partie Cycle
Il va permettre d’étudier les 6 sous-groupes de la partie cycle des motos :
- Le cadre
- Le bras oscillant
- Les roues
- La direction
- Les suspensions
- L'aérodynamique
1. Le Cadre
Avant de débuter la fabrication de ma propre moto, je pensais qu’il suffisait d’ajouter quelques barres d’acier pour tout faire tenir ensemble. Pour cause : c’est le cadre qui représente la structure mécanique d’une moto, puisque c’est en son sein que se loge le bloc motopropulseur. Elément porteur de l’ensemble de la moto. Le cadre est la « colonne vertébrale » d’une moto.
Note : Je parle indistinctement de « châssis » et de « cadre ». Le châssis doit être suffisamment rigide pour ne pas déformer la géométrie de la moto sous le poids du motard. Mais un châssis massif est plus lourd. Si le moteur est plus puissant, il consomme plus d’énergie. Par exemple, les aluminiums sont plutôt légers, mais pas vraiment rigides.
Côté forme du châssis, on est gâtés. Et concernant les formes de cadres, c’est le même refrain que pour les matériaux : tous ont leurs points forts et leurs points faibles :
- Le cadre à berceau
- Le treillis tubulaire
- Le cadre périmétrique
- Le cadre poutre
La cadre à berceau est constitué d'un tube reliant le bras oscillant à la colonne de direction, il est dit à double berceau lorsqu'il est dédoublé sous le moteur. Le treillis tubulaire est composé de plusieurs tubes formant des triangles et offrant une forte rigidité. Le cadre périmétrique entoure le moteur avec deux longerons. Le cadre poutre n'est composé que d'un gros tube reliant le bras oscillant et la colonne de direction.
2. Le Bras Oscillant
Lui, c’était sans doute le plus facile à envisager. Le prochain sous-groupe n’est pas beaucoup plus difficile, mais ses implications sont bien plus passionnantes. C’est pour cette raison que je considère que le rôle premier du bras oscillant est de discriminer l’empattement de la moto. Certains préfèrent le voir comme appartenant en premier lieu à la suspension, ce que je comprends aussi.
Note : En réalité, l’empattement est la distance entre les points de contact des pneus avant et arrières avec la route. Il le fait en suivant exactement les mêmes consignes que pour le cadre, en agissant tant sur le matériau que sur la forme. Et choisir un empattement consiste à se rappeler qu’une moto n’a que deux roues, ce qui fait d’elle un véhicule instable par nature. Les ingénieurs tentent donc de rendre nos motos toujours plus stables et manœuvrables.
Plus l’empattement est court, plus la moto sera réactive et maniable. Et donc moins le bras oscillant aura à être performant. Mais le corollaire, c’est que plus une moto est maniable, moins elle est stable. À l’inverse, plus son empattement est long, plus elle est stable (et donc plus le bras oscillant devra être rigide). Nous avons donc moins de risques de tomber, mais nous perdons en maniabilité.Une fois que l’empattement est choisi, on obtient mécaniquement la longueur du bras oscillant.
3. Les Roues
Quand on observe la partie cycle d’une moto, on doit donc forcément jeter un œil à ses roues. Donc en plus de « battre » l’air, une moto doit être plus forte que le sol. Et si par malheur le groupe motopropulseur n’a pas la puissance nécessaire au démarrage, la moto n’avancera pas d’un pouce.
Plus les pneus sont dégonflés, plus la résistance au roulement est grande. Autrement dit, quand on choisit une roue et donc qu’on choisit ses pneus, on choisit en réalité une résistance au roulement. Car on ne doit surtout pas dépasser une puissance maximale, qui est synonyme d’un crissement désagréable.
Car un pneu peut glisser tant au démarrage qu’au freinage. Il faut donc maîtriser le glissement de nos pneus sur la route, afin d’adapter la puissance d’accélération ou de freinage. Pour résumer : un groupe motopropulseur doit donc avoir une force de propulsion minimale pour faire avancer une moto contre vents et sols.
Je pense que vous voyez de quoi je parle : un pneu peut glisser tant au démarrage qu’au freinage. Il faut donc maîtriser le glissement de nos pneus sur la route, afin d’adapter la puissance d’accélération ou de freinage. Pour résumer : un groupe motopropulseur doit donc avoir une force de propulsion minimale pour faire avancer une moto contre vents et sols.
Ici, une petite table pour mieux comprendre les dimensions des pneus :
| Dimension | Explication |
|---|---|
| Largeur du pneu | En millimètres |
| Hauteur du flanc | En pourcentage de la largeur |
| Diamètre de la jante | En pouces |
4. La Direction
C’est assez facile à calculer. L’angle de chasse est un paramètre important car il a une influence directe sur le confort de conduite. Ce que ça veut dire, c’est que la colonne de direction et la fourche ne sont pas parfaitement alignées.
Enfin non, pas exactement, car si le rayon de la roue avant a un impact sur la direction, ça veut dire que l’augmenter ou le diminuer influence l’expérience de conduite. Concevoir la direction d’une moto revient donc à calculer la chasse optimale pour votre moto.
Voici les paramètres qui ont une importance primordiale dans la mécanique moto:
- L'empattement
- La chasse
- L'angle de chasse
- Le centre de gravité
5. Les Suspensions
Il ne vous restera ensuite que 2 fondamentaux de la mécanique moto à évoquer, et pas des moindres. Mais pour aboutir à une mécanique moto fiable, on a besoin des 2 derniers fondamentaux. Les suspensions ne servent pas à simplement assurer notre confort. En somme, les suspensions garantissent l’adhérence de notre moto. Pour pouvoir assurer l’adhérence des pneus sur le sol, les suspensions doivent impérativement être « élastiques ».
Souplesse et élasticité : voilà les raisons pour lesquelles la grande majorité des motos que vous croisez sont équipées d’une unité ressort-amortisseur. L’idée, c’est que nos motos sont soumises à des vibrations. Et que ces vibrations, à une certaine fréquence, entrent en résonance et sont amplifiées à l’infini. Alors avant d’assurer notre confort, les suspensions sont surtout conçues pour éviter la résonance. À tout prix.
Si vous avez envie de rester en vie sur votre moto et que vous ne connaissez pas bien le sujet des suspensions, un rattrapage est donc sans doute nécessaire. Vous y trouverez un résumé complet de tous les enjeux de la suspension moto.
6. L'Aérodynamique
Mais sans air, ils auraient pu battre des records de vitesse à moto qui nous sont interdits aujourd’hui. Vous l’avez d’ailleurs sans doute remarqué : arrivés à des vitesses hallucinantes, vous avez l’impression que le moteur de votre moto est capable de vous amener encore plus haut. Car l’air ne cesse de ralentir les motos avec sa pression incessante. Ses atomes s’agitent et s’amusent du motard qui voit face à lui un mur de molécules qui se resserrent à mesure qu’il accélère.
Car c’est cette science qui permet de diminuer le plus possible la résistance de l’air. Ce qui veut dire qu’une moto urbaine carénée n’a strictement aucun sens. Mais si vraiment vous voulez savoir la vérité, j’ai rédigé un article qui explique comment calculer précisément la résistance aérodynamique d’une moto.
Aerodynamics of a motorcycle. Part 2.
Conclusion
Je suis passé par là, et j’ai vu à quel point chaque fondamental de la mécanique moto était lié à tous les autres. Mais à ce rythme, on oublie qu’une partie cycle réussie n’est pas forcément synonyme d’une partie cycle de luxe. Dans mon cas, la cohérence se trouve dans l’impact environnemental, car je conçois une moto électrique.