L'abaissement de l'amortisseur rend-il toujours un vélo plus stable ?

Récemment, certains fabricants de vélos ont positionné l'amortisseur arrière plus bas sur le cadre afin de réduire le centre de gravité (COG), affirmant qu'un COG plus bas améliore la stabilité du vélo. Certaines marques connues ont déplacé l'amortisseur arrière vers le bas ou l'ont même intégré dans le tube diagonal pour le placer le plus bas possible.

Il semble logique que le fait de placer des composants plus lourds plus bas sur le vélo permette d'abaisser le centre de gravité, améliorant ainsi la stabilité. Cependant, un autre point de vue suggère que l'impact de l'abaissement de l'amortisseur arrière sur le centre de gravité est négligeable.

L'amortisseur arrière le plus lourd pèse environ 1 kg, tandis que le poids total du vélo et du cycliste est d'environ 100 kg. Le centre de gravité de l'ensemble du système se situe généralement à environ 1 mètre au-dessus du sol. La différence de hauteur entre une position haute de l'amortisseur (directement sous le tube supérieur) et une position basse de l'amortisseur (directement au-dessus du tube inférieur) est d'environ 20 cm. Abaisser un amortisseur de 1 kg de 20 cm réduit le COG global d'environ 2 mm, soit 0,2%. Cela soulève la question suivante : le port de chaussettes plus fines pourrait-il avoir un effet comparable sur le COG ?

Cependant, de nombreux aspects de la conception d'un vélo poursuivent des gains marginaux, alors supposons que le centre de gravité puisse être réduit de manière significative. Lorsque le freinage fait pencher le cadre vers l'avant ou que le pédalage le fait s'accroupir vers l'arrière, un centre de gravité plus bas réduit ce mouvement de tangage, ce qui peut être considéré comme une amélioration de la stabilité. De même, un empattement plus long réduit la probabilité que le vélo "trébuche" sur les obstacles, ce qui explique pourquoi les cyclistes de grande taille ont souvent besoin d'un empattement plus long.

En ce qui concerne les virages et l'équilibre latéral, l'abaissement du centre de gravité n'améliore pas nécessairement la stabilité. Un vélo se comporte comme un pendule inversé, un peu comme si vous teniez une batte de baseball en équilibre dans votre main. Pour maintenir la batte en équilibre, vous déplacez constamment votre main pour la maintenir sous le COG de la batte. De même, lorsqu'on fait de la bicyclette, on braque continuellement pour maintenir les roues directement sous le centre de gravité. Par ailleurs, dans une certaine plage de vitesse, les forces gyroscopiques et les effets de traînée stabilisent automatiquement le vélo (on parle d'auto-stabilité). Toutefois, à des vitesses inférieures ou supérieures, le cycliste doit périodiquement ajuster la direction pour maintenir l'équilibre.

Une batte de baseball est plus facile à équilibrer qu'un crayon car son COG plus élevé signifie qu'elle met plus de temps à tomber, ce qui vous donne plus de temps pour bouger votre main afin de corriger l'inclinaison. De même, si les roues d'une bicyclette sont déplacées latéralement - à cause d'une pierre détachée ou d'un glissement dans un virage - un COG plus élevé entraîne un angle de déséquilibre plus faible, ce qui donne au cycliste plus de temps pour corriger l'inclinaison en braquant la roue.

Cela signifie-t-il que nous devrions tous rouler avec le COG le plus élevé possible pour une meilleure stabilité ? Ce n'est pas tout à fait le cas. Cela est dû en partie au principe de tangage évoqué plus haut, mais aussi au fait qu'il existe un compromis entre la stabilité en virage et la maniabilité. Un angle de braquage plus élevé signifie qu'il faut plus de temps pour amorcer un virage ou modifier l'angle d'inclinaison de la moto. Avant d'amorcer un virage à gauche, le COG doit se déplacer vers le côté gauche des pneus, et vice versa pour un virage à droite. Lorsque l'on modifie l'angle d'inclinaison, le vélo et le cycliste tournent autour de l'axe de roulis (la ligne reliant les deux surfaces de contact des pneus). La distance entre l'axe de roulis et le COG est appelée moment d'inertie du roulis. Plus cette distance est grande, plus il faut de temps pour modifier l'angle d'inclinaison, et donc plus il faut de temps pour passer d'un virage à gauche à un virage à droite, ou vice versa. C'est pourquoi un COG plus faible peut être préférable pour naviguer dans une série de virages serrés, tandis qu'un COG plus élevé peut être préférable pour les sections rapides et droites avec des rochers meubles.

Un COG plus bas a un effet similaire à celui d'un empattement plus court, d'un angle de tube de direction plus prononcé ou d'un guidon plus étroit. Par conséquent, comme tout autre paramètre géométrique, la hauteur du centre de gravité implique un compromis au niveau de la maniabilité. Contrairement à l'intuition, un COG plus bas ne rend pas intrinsèquement un vélo plus stable.