Géométrie d'une fourche (2 roues)

Sur mon vélassi V2 j'ai une fourche 'inversée' (avec un déport négatif).
La majorité des gens ne comprennent pas pourquoi c'est comme ça et beaucoup me demandent (voire affirment sans savoir...) si ma chasse n'est pas négative, aussi, plutôt que de me lancer dans de grandes explications, j'ai fait une animation avec une fourche de chasse constante (80mm) en variant l'angle de direction de 60 à 90 degrés et en faisant varier le déport pour respecter la chasse.
Cliquez sur l'image pour voir l'animation.



On peut y voir qu'une roue à axe vertical comme celle d'un chariot de supermarché a évidemment une chasse positive.

La chasse donne la stabilité du vélo à haute vitesse.
Un pivot de direction plus vertical améliore (beaucoup) la stabilité à basse vitesse, mais ce n'est possible que si on a une direction commandée par une tringle (nos bras ne peuvent pas s'allonger). Cette direction indirecte permet donc d'avoir à la fois une bonne stabilité a haute et à basse vitesse.

C'est la principale différence entre le Vélassi V1 et le Vélassi V2 donc c'est facile de comparer car ils ont pratiquement la même chasse (81 et 83 mm). J'ai récemment remis en route le Vélassi V1 et en effet, la différence de facilité de conduite est importante. Je me demande avec le recul comment j'ai pu apprendre a conduire cette première version en n'ayant jamais pratiqué le vélo couché!
Les essais fait sur une moto BMW par Tony Foale il y a longtemps lui avaient montré qu'au delà d'un angle de direction de 80° (angle de chasse de 10°), le bénéfice devenait négligeable.
Cependant d'autres ont fait des essais avec un angle de direction de plus de 90°, ce qui théoriquement apporte un bénéfice car la stabilité devient alors 'naturelle' au prix de contraintes structurelles importantes.

J'ai aussi fait une animation de variation de chasse en fonction du déport de fourche, a angle constant. Je vais remettre ça aussi dans le 1er post.
Cliquer sur l'image pour avoir l'animation.



J'ai récupéré les composants dans la bibliothèque de BentSim (mon simulateur de vélo couché) pour monter cette animation avec OpenSCAD. Je pense que je vais publier ça sur GitHub.

Merci PRZ pour votre animation ; c'est véritablement explicatif des relations entre les 3 caractéristiques géométriques de la direction!

J'ai également pris la liberté de le publier sur le forum italien "Bici Reclinate Italia" afin qu'il ait la visibilité qu'il mérite (en attribuant évidemment sa paternité).

L'avis de Mike Burrows sur l'angle:
https://www.youtube.com/watch?v=AZrvLdX7B3E
=> 90°. Simple, non? ;-)

Mais c'est vrai que cela demande de faire une commande avec une biellette (ou par câble, comme sur certains vélos cargo): ce que tu as fait sur ton V2.

Enrico_LOSNA a écrit:

Merci PRZ pour votre animation ; c'est véritablement explicatif des relations entre les 3 caractéristiques géométriques de la direction!
J'ai également pris la liberté de le publier sur le forum italien "Bici Reclinate Italia" afin qu'il ait la visibilité qu'il mérite (en attribuant évidemment sa paternité).

https://bicireclinateitalia.forumfree.it/?t=79867090

J'ai aussi fait une version en anglais et si j'ai le vocabulaire en Italien je peux le faire aussi:
en anglais ici : https://rouzeau.net/tmz/Fork_animated.gif
Les éléments à traduire:
- Angle de direction (c'est l'angle de la douille de direction par rapport au sol , l'angle de chasse est l'angle par rapport à la verticale)
- Chasse
- Déport de fourche
- Unités

@Hind, j'ai déjà vu cette vidéo de Mike Burrows. Certains ont commenté qu'avec un pivot totalement vertical, le fait de tourner n'entraînait aucun retour d'effort dans les bras, ce qui pourrait poser des problèmes parce qu'on a besoin d'un retour d'information pour conduire. Maintenant, le retour se fait peut-être autrement, par exemple par le déplacement du centre d'appui.
L'une des grandes difficulté des études de géométrie, c'est que les essais sont souvent fait par des gens qui ont de l'expérience et sont capable de conduire n'importe quoi. Dans la conduite d'un cycle, le processeur est un humain et non seulement les capacités varient beaucoup d'un exemplaire à l'autre mais l'apprentissage compte beaucoup.
Les essais de Tony Foale ont été fait avec des pilotes de niveau et d'expérience différents, c'est très important pour juger réellement de la valeur d'une modification.

Lorsque j'ai construit le Vélassi V2, je conduisais le V1 depuis 3 ans et si j'avais noté des progrès en comportement, j'avais été un peu déçu car je les espérait plus importants. En fait, je m'était bien habitué au V1 et a son instabilité à basse vitesse (améliorée par un ressort de direction). J'ai repris le V1 après un an et demi et là, les progrès étaient devenus beaucoup plus évidents. Plus objectivement, les vitesses de stabilité minimum sont de 8km/h pour le V1 (sans le ressort de direction) et de 5km/h pour le V2.

Une chasse importante sur une fourche à grande inclinaison augmente l'instabilité à basse vitesse, ce qui n'est pas le cas pour une fourche presque verticale.
Le problème de l'instabilité à basse vitesse des cycles avec un angle de direction faible est suffisamment important pour que certains concepteurs de LWB (Vélos à grand empattement avec la roue en avant du pédalier)  ayant de l'expérience dans la conception ont recommandé (sur le forum BROL) d'avoir une chasse nulle ou très faible pour ces vélos.
C'est un compromis, on échange la stabilité à basse vitesse contre une baisse de stabilité à haute vitesse (mais l'empattement plus long améliore globalement le comportement à grande vitesse).

PRZ a écrit:

Maintenant, le retour se fait peut-être autrement, par exemple par le déplacement du centre d'appui.

Remarque: si l'angle est bien de 90°, on peut surement rajouter un déport (négatif, hein) pour avoir un peu de chasse. Et là effectivement il y aura du retour (en fonction de la vitesse).

Bon, tant que j'y était, j'ai fait une animation de variation de chasse en fonction du déport de fourche, a angle constant. Je vais remettre ça aussi dans le 1er post.
Cliquer sur l'image pour avoir l'animation.

Pour ceux qui aiment la lecture, il y a aussi cet article intéressant: https://rothrockcyrcle.wordpress.com/2020/09/26/steering-geometry-of-short-wheelbase-recumbent-bikes/

L'auteur du blog a conçu le Zevo, un VC à la géométrie particulière et dont le but était d'avoir une stabilité à toutes les vitesses, mais surtout à basse vitesse.

Voilà, j'ai publié le programme de création des animations (écrit avec OpenSCAD)  sur GitHub ici :
https://github.com/PRouzeau/CycleForkAnimated

J'ai créé des versions avec le texte en Français, Anglais, Espagnol et Italien

J'ai ajouté ces images a la page WikiPédia géométrie d'une bicyclette dans toutes les langues ci-dessus
https://fr.wikipedia.org/wiki/G%C3%A9om%C3%A9trie_d%27une_bicyclette_ou_d%27une_moto

Par contre, si j'ai traduit le texte dans l'image d'animation, les légendes des pages en Italien et en Espagnol n'ont pas été traduites. S'il y a des lecteurs compétents dans ces deux langues, ils sont invités à corriger ces légendes.

Dans ce cas Deepl.com est ton ami !

Merci pour cette contribution

Superbe explication par le dessin du fonctionnement. Beaucoup de cyclistes et motocyclistes ne comprennent pas ce fonctionnement. Plutôt qu'un discours je montrerai cette animation.

J'ai lu et relu et re relu ce fil, je partais de zéro sur la géométrie du train avant, donc j'ai appris beaucoup de choses, merci.

Un truc qui m'échappe, c'est pourquoi ce design n'est pas plus répandu s'il a tant d'avantages. Sur un vélo droit classique, la longueur des bras est un facteur limitant, mais sur un vélo cargo avec un renvoi de direction par câble ou par tringle, on pourrait facilement imaginer ce genre de géométrie. Pourtant j'ai regardé vite fait, et la plupart des biporteurs ont l'air d'avoir des géométries avant assez classiques.

Pour les biporteurs, il y a entre autres des raisons structurelles, ça nécessiterait de renforcer et rallonger le châssis qui est déjà lourd mais ça constituerait pourtant un avantage important car ce sont des vélos pas toujours faciles à manœuvrer. Certains biporteurs ont d'ailleurs des amortisseurs de direction qui sont une autre manière d'améliorer la stabilité a basse vitesse.
Il faut voir aussi que le monde du vélo, comme la plupart des techniques bien établies est extrêmement conservateur.
C'est pour ça que je suis très admiratif de la démarche de Mike Burrows. Il n'était pas ingénieur mais il a questionné très méthodiquement tous les usages et traditions de la conception d'un vélo. Il l'a fait sans moyens techniques avancés avec des bancs d'essais parfois très primitifs, il a essayé toutes sorte de géométries (en construisant et essayant lui-même ses prototypes) et il a réussi (en toute une vie, quand même) a trier le vrai du faux. Dans une de ses interview, il explique que certains vélos lui ont coûté 'beaucoup de peau' (au sens premier du terme).  Son livre (Bicycle design, the search for the perfect machine)  part parfois un peu dans toutes les directions mais c'est une véritable mine pour chasser les a priori et les fausses vérités. Les éditions plus récentes ont semble t'il été un peu réorganisées.
Ses propositions pour des vélos urbains pratiques et fonctionnels même si elles ont bien plus de vingt ans me paraissent toujours extrêmement intéressantes. La véritable innovation, ce serait ce qu'il a proposé au début des années 2000, certainement pas pas des vélos 'connectés'.
Edit: Sur mon Velassi V2, j'ai une fourche 'classique' en acier plutôt robuste mais ce qui la préserve, c'est la faible charge sur la roue avant. Et le 'boîtier de direction' est franchement costaud, il aurait pu être plus léger avec une direction moins verticale. Sur un biporteur quand le panier est chargé, la charge sur la fourche avant peut être importante et les contraintes élevées.

Merci pour la réponse.

Du coup si je comprend bien le comportement du variotad (https://velorizontal.1fr1.net/t25543-td-reprise-du-variotad?highlight=variotad) est plutôt cohérent avec ces explications ? En descente et sur le plat l'arrière s'abaisse, la fourche se penche, et la chasse augmente, améliorant la stabilité à haute vitesse et en montée l'arrière se relève, la chasse diminue mais la fourche se redresse, améliorant la stabilité à basse vitesse ?

Oui LowTech, c'est l'idée. Ton message me permet de découvrir ce vélo très bien pensé !

Pour rester dans le thème, endurotribe (maintenant fullattack) avait fait une belle série d'articles consacrés à la géométrie. C'est lié au VTT donc un peu plus complexe car il y a le travail des suspensions mais on y trouve beaucoup d'infos bien vulgarisées :
Dossier direction
Dossier déport de fourche