DebonAir+ | SRAM

Ça fait quoi, au juste, un ressort pneumatique ? | Comment y sommes-nous parvenus ? Améliorations et avantages pour le pilote

Lorsque nous avons commencé à repenser notre gamme de fourches 2023, nous n’avions pas prévu de créer un nouveau ressort pneumatique. Mais pendant le développement d’un nouveau châssis, de la nouvelle cartouche d’amortissement Charger 3 et des nouveaux Buttercups, nous avons écarté notre concept existant pour créer, pour les fourches Pike, Lyrik et ZEB, des ressorts pneumatiques fondés sur une philosophie commune et adaptés à chaque style : trail, all-mountain et enduro. Notre équipe de développement a travaillé sans relâche sur plusieurs prototypes, enchaînant les versions pour voir ce qui fonctionnait et ce qui ne fonctionnait pas. Le fruit de notre travail fut nommé DebonAir+.

OK, alors que fait un ressort pneumatique ?

Examinons la théorie du ressort pneumatique. Un ressort pneumatique fonctionne de la même manière qu’un ressort hélicoïdal : il absorbe l’énergie transmise par le sentier ou le pilote, puis la libère rapidement. Nous associons les ressorts à des cartouches d’amortissement pour contrôler la vitesse à laquelle le ressort absorbe et libère l’énergie. Nos fourches sont équipées d’un ressort (généralement pneumatique) dans une jambe de la fourche, et d’une cartouche dans l’autre. Nous utilisons des ressorts pneumatiques parce qu’ils se montrent plus légers (utilisant l’air plutôt que le métal) et peuvent être ajustés en toute liberté en fonction du poids du cycliste et du style de pilotage. L’ajustement peut être réalisé par ajout ou extraction d’air, ce qui modifie la force nécessaire pour enfoncer le piston. Vous pouvez également modifier la courbe de progression d’un ressort pneumatique en ajoutant des Bottomless Tokens (réducteurs de volume) pour augmenter la résistance au talonnage en augmentant la progressivité du ressort pneumatique.

Un ressort pneumatique est constitué de nombreux composants, mais dans l’ensemble, il s’agit d’une chambre étanche comprenant le piston, la tige, les joints et, surtout, de l’air. Techniquement, un ressort pneumatique comporte deux chambres : une positive et une négative. Quand la fourche est comprimée, la tige du ressort pousse le piston vers le haut. En coulissant vers le haut, le piston comprime les molécules d’air dans la chambre positive, ce qui augmente la pression (passage des molécules en rouge dans l’animation ci-dessous). Cette pression prend alors le dessus sur la compression et force le piston à redescendre.

Il se trouve que la pression à l’intérieur de la chambre positive nécessite une certaine force pour déplacer le piston : tout choc de force inférieure se transmettra directement au vététiste. Nous équilibrons donc le ressort pneumatique en générant un volume négatif sur la face inférieure du piston, pour assurer une force égale de chaque côté du piston en position neutre. Avec cette égalisation, le piston flotte presque dans les chambres et peut coulisser facilement en cas d’évènement de compression.

Quand un ressort pneumatique est mis sous pression, la chambre positive se remplit en premier. Alors, comment mettre sous pression la chambre négative ? Le tube supérieur de la fourche, dans lequel se trouve le ressort pneumatique, comporte une cavité qui permet à l’air de transiter entre la chambre positive et la chambre négative pour égaliser la pression des deux côtés. Après la mise sous pression, la fourche doit être actionnée pour assurer la bonne circulation de l’air entre les chambres positive et négative.

Dans notre gamme de fourches 2023, nous avons longuement examiné le rôle de chacune de ces caractéristiques au sein d’un système complet (mais la complexité de cette étude dépasse le cadre de notre article) afin de créer notre meilleur ressort pneumatique à ce jour.

Comment y sommes-nous parvenus ?

Au milieu de la crise COVID, tous masqués dans un bureau déserté, à deux mètres les uns des autres, quatre membres de l’équipe de développement ont organisé ce qu’ils ont appelé un « atelier clandestin ». Deux ingénieurs concevaient les ressorts pneumatiques, le technicien en usinait un modèle et l’ingénieur de test recueillait les données pour suggérer des améliorations. Ils se sont concentrés exclusivement sur les ressorts pneumatiques pendant trois semaines d’affilée, créant quatre versions pour en perfectionner chaque détail : l’emplacement de la cavité, la butée de talonnage, le volume négatif… Tout cela était analysé et débattu dans les moindres détails.

Ils entamaient chaque journée en proposant une nouvelle idée avant de se séparer pour développer leur propre pièce du puzzle. L’objectif était de tester leurs améliorations dans l’après-midi. Le test était suivi d’un débriefing, puis le processus était répété. C’était une période insolited’itération et de collaboration, qui leur a permis d’explorer ce qu’ils savaient et ne savaient pas sur les ressorts pneumatiques. Tim Lynch, ingénieur design senior, demandait : « Comment est-ce que ce truc fonctionne exactement ? On ne sait pas. Comment est-ce qu’on le mesure ? On ne sait pas. Et donc, en plus de créer ces trucs, on créait aussi les tests. »

Comme tout était entièrement nouveau au départ, nous avions toute liberté de creuser dans les détails de chaque aspect du ressort pneumatique. On découvrait souvent un petit avantage grâce à une pièce du puzzle, puis le lendemain, on tombait sur un nouveau problème. On revenait en arrière et on évaluait ce qui l’avait causé et comment préserver les gains acquis auparavant.

–Eric Neeley, Ingénieur design

Mises à jour et avantage pour le pilote

Quelles modifications avons-nous apportées? La première modification, la plus visible, a été l’adoption d’un piston en aluminium. L’aluminium pouvant être plus fin que le plastique tout en conservant son intégrité, nous avons pu modifier le volume des chambres. Ensuite, nous avons opté pour une bague de coulissage et un joint d’appui sur le piston du ressort pneumatique : l’aluminium s’adapte ainsi mieux au tube supérieur et à l’alvéole.

Autre modification majeure : le réglage progressif des volumes d’air positif et négatif en fonction de chaque type de fourche. La Pike (argent) et la Lyrik (rouge) sont relativement similaires, mais le ressort pneumatique de la ZEB (or) est différent. Pour correspondre au cas d’utilisation de la ZEB (impacts plus violents, débattement accru), nous voulions maximiser le volume négatif sans affecter l’emplacement de la cavité à l’intérieur du tube supérieur, permettant ainsi une rétrocompatibilité avec le châssis ZEB existant. L’équipe de développement a allongé le haut du piston et ajouté un capuchon supérieur évidé, augmentant ainsi le volume de la chambre négative.

En fin de compte, nous avons affiné le profil de la courbe de progressivité du ressort et il nous a fallu examiner la manière dont les éléments de la fourche collaborent pour développer l’ensemble du système. Nous avons cartographié le volume du tube supérieur, le volume du fourreau inférieur, et les influences réciproques entre l’amortisseur et le ressort pneumatique.

Lors des premiers tests du ressort pneumatique, nous avons constaté un confort nettement amélioré dans les bosses cassantes ou franches, tout en préservant un bon contrôle. Le vélo était stable tout en restant confortable : un compromis difficile à établir.

–Eric Neeley

Pour le pilote, cela signifie que la fourche s’enfonce plus facilement en début de débattement, procurant une sensation plus souple en attaque tout en préservant une bonne fermeté à mi-course. Cela signifie également une position de roulage plus haute, qui vous permet d’utiliser chaque millimètre de débattement pour plus de confiance sur les sentiers difficiles. L’absorption des chocs mineurs a été améliorée, et la fourche se montre extrêmement réactive à chaque aspérité du chemin.

En se concentrant sur le ressort pneumatique et en procédant par itérations successives, ces petites modifications produisent de grands résultats.

Pourquoi changer quelque chose qui marche déjà très bien? Pour le rendre inégalable.

DebonAir+ est compatible avec les fourches Pike, Lyrik et ZEB 2023. Vous ne savez pas exactement comment régler votre ressort pneumatique ? Découvrez Trailhead, notre application de réglage des suspensions qui vous guide pour régler la pression pneumatique en fonction de votre style de pratique. Vous voulez en savoir plus sur le changement de débattement ou l’ajustement ? Consultez la page de FAQ sur notre collection de fourches 2023.