Connaître et comprendre la géométrie et la fabrication d’un cadre BMX freestyle

Les cadres de BMX freestyle offrent de nombreuses possibilités. Certaines différences sont évidentes, tandis que d’autres sont plus subtiles. Il est important de se rappeler qu’il n’existe pas de géométrie parfaite pour tout le monde : le choix dépend de votre morphologie, de votre pratique, de votre style de riding et des autres composants utilisés sur votre BMX.

Dans ce guide, nous allons vous expliquer ce que signifient réellement un angle de direction de 74,5°, des bases arrière de 13,25 pouces ou encore un angle de tube de selle de 71°. Nous verrons également comment ces différentes mesures influencent le comportement du BMX.

Au fil des années, la géométrie et la fabrication des cadres ont évolué afin d’améliorer leur solidité, leur poids et leur maniabilité. Le plus important reste donc de trouver un cadre adapté à votre manière de rouler.

Si vous envisagez de changer de cadre, ou si vous souhaitez simplement mieux comprendre la géométrie d’un BMX freestyle, continuez votre lecture.

Les noms :

• TT / Top Tube : Longueur du top tube
• CS / Chain Stay : Longueur des bases arrières
• HT / Heat Tube : Angle de tube de direction
• ST / Seat Tube : Angle du tube de selle
• SO / Stand Over : Hauteur cadre
• BB / Bottom Bracket : Hauteur du boitier de pédalier
• WB / Wheelbase : Empattement, distance horizontale entre les axes des deux roues

On parle toujours en pouce (une unité de mesure anglo-saxonne)  1 Pouce = 2,54cm ou 25,4mm

TT / Top Tube : Longueur du top tube

La longueur du tube supérieur est généralement l’une des premières mesures prises en compte lors du choix d’un BMX complet ou d’un cadre. Elle correspond à la distance mesurée entre le centre du tube de direction et le centre du tube de selle.

Cette mesure est souvent associée à la taille du rider, comme indiqué dans notre guide des tailles BMX. Elle influence principalement l’espace disponible entre le rider et le poste de pilotage.

Un top tube plus court donnera généralement une sensation de vélo plus compact et réactif. Un top tube plus long offrira davantage d’espace et de stabilité. Le choix dépend toutefois de la taille du rider, de sa pratique, de ses préférences et des autres composants utilisés, notamment la hauteur du guidon et la longueur de la potence.

Sur les BMX freestyle équipés de roues de 20 pouces, les longueurs de top tube se situent généralement entre environ 20 et 21,5 pouces. Un rider orienté skatepark ou tricks techniques pourra préférer un cadre relativement compact, tandis qu’un rider recherchant davantage de stabilité en dirt, en trail ou dans les grandes transitions pourra s’orienter vers un cadre plus long.

CS / Chain Stay : Longueur des bases arrières

La longueur des bases arrière se mesure entre le centre du boîtier de pédalier et le centre de l’axe de la roue arrière. Des bases courtes rendent généralement le BMX plus réactif et facilitent les mises sur la roue arrière. Des bases plus longues apportent davantage de stabilité, notamment à vitesse élevée.

La plupart des cadres street modernes possèdent des bases relativement courtes, souvent comprises entre environ 12,5 et 13,25 pouces. Les cadres orientés trail, dirt ou grandes transitions peuvent conserver des bases plus longues, parfois supérieures à 13,5 pouces, afin d’améliorer leur stabilité.

Slammed : position dans laquelle la roue arrière est avancée au maximum dans les pattes du cadre. Une longueur de bases annoncée « slammed » correspond donc à la position la plus courte possible. La longueur réelle dépend ensuite de la position de la roue, de la longueur de la chaîne et du rapport de transmission.

HT / Heat Tube : Angle du tube de direction

L’angle du tube de direction détermine l’angle de vos fourches, il se mesure entre le sol et le tube de direction. Un angle plus fermé ou plus raide, par exemple 75° ou davantage, rend généralement la direction plus vive et le BMX plus réactif. Un angle plus ouvert, par exemple 74,5° ou moins, apporte généralement davantage de stabilité. Un cadre très réactif peut cependant paraître plus sensible à haute vitesse.

ST / Seat Tube : Angle du tube de selle

L’angle du tube de selle ne varie pas trop (environ 71°) et affecte le centre de gravité, il se mesure entre le sol et le tube de selle. Plus l’angle est raide, plus votre vélo vous semblera court. Certains cadres ont un angle de tube de selle plus doux (exemple 69˚), ce qui permet d’obtenir un cadre plus long sans être vraiment plus long et réduit la vitesse à laquelle votre cadre tourne.

Un angle de tube de selle plus fermé fait reculer le haut du tube de selle et peut augmenter la longueur mesurée du top tube sans augmenter autant l’espace réel devant le rider. À l’inverse, un angle plus droit rapproche le tube de selle du poste de pilotage. C’est pourquoi la longueur du top tube ne suffit pas toujours à comparer précisément deux cadres.

SO / Stand Over : Hauteur du tube de selle

La hauteur du cadre, appelée standover, se mesure entre le centre du boîtier de pédalier et le haut du tube supérieur, généralement au niveau du tube de selle.

Un standover bas offre davantage d’espace autour des jambes et peut donner une sensation de cadre plus facile à déplacer lors des tailwhips. Un standover élevé donne un cadre plus volumineux, souvent apprécié pour mieux serrer le BMX avec les jambes et obtenir une sensation plus traditionnelle. Son influence concerne principalement les sensations et le contrôle du cadre, davantage que la stabilité réelle du vélo à haute vitesse.

BB / Bottom Bracket : Hauteur du boitier de pédalier

La hauteur du boîtier de pédalier se mesure entre le sol et le centre du boîtier. Sur de nombreux cadres BMX freestyle, elle se situe autour de 11,5 pouces.

Un boîtier plus haut place légèrement le rider au-dessus des axes de roues. Le BMX paraît généralement plus réactif et peut se placer plus facilement sur la roue arrière. Un boîtier plus bas abaisse légèrement la position du rider et procure généralement une sensation de stabilité supérieure, appréciée notamment en trail et dans les grandes transitions.

MATÉRIAUX ET QUALITÉ DE FABRICATION

La qualité d’un cadre sera très souvent définie par les matériaux utilisés. Tu retrouveras ainsi plusieurs types de metaux mentionnés dans nos fiches techniques sur les bmx complets et cadres

• L’ACIER HI-TEN : Acier au carbone relativement simple, facile à travailler et économique. Afin d’obtenir une résistance suffisante, les tubes sont généralement plus épais et donc plus lourds que sur un cadre haut de gamme en chromoly. On le retrouve principalement sur les BMX complets destinés aux débutants. Il peut apparaître sous les appellations Hi-Ten, High Tensile ou parfois 1020.
• L’ACIER CHROMOLY 4130 : Alliage d’acier contenant notamment du chrome et du molybdène. Ses caractéristiques mécaniques permettent d’utiliser des tubes plus fins ou travaillés tout en conservant une bonne résistance. Un cadre entièrement fabriqué en chromoly 4130 sera généralement plus léger, plus durable et mieux adapté à une pratique intensive qu’un cadre Hi-Ten de conception comparable.
• L’ACIER CHROMOLY 4130 AVEC TRAITEMENT THERMIQUE : Après la fabrication et les soudures, un traitement thermique peut être appliqué afin d’optimiser les propriétés mécaniques de l’acier et de restaurer la résistance de certaines zones affectées par la chaleur. Il peut permettre d’obtenir une structure plus résistante sans augmenter inutilement l’épaisseur et le poids des tubes. Il ne faut toutefois pas confondre résistance et rigidité : la rigidité du cadre dépend principalement de la forme, du diamètre et de l’épaisseur des tubes.
• LE TITANE : Matériau haut de gamme principalement utilisé pour la fabrication de cadres sur mesure ou produits en petites séries. Les cadres BMX en titane sont généralement fabriqués en titane Grade 9, également appelé Ti-3Al-2.5V, un alliage composé de titane, de 3 % d’aluminium et de 2,5 % de vanadium. Sa densité est environ 40 % inférieure à celle de l’acier, ce qui permet de réaliser un cadre plus léger tout en conservant une excellente résistance mécanique, une bonne résistance à la fatigue et une très forte résistance à la corrosion. Le titane offre également un comportement légèrement plus souple et dynamique que l’acier, mais la rigidité et les sensations d’un cadre dépendront avant tout du diamètre, de l’épaisseur et de la forme des tubes utilisés. Sa fabrication demande cependant une grande maîtrise : les soudures doivent être réalisées sous une protection parfaite contre l’oxygène afin de ne pas fragiliser le matériau. Le coût élevé de la matière première, des tubes et de la main-d’œuvre explique pourquoi les cadres BMX freestyle en titane restent rares et nettement plus chers que les cadres en acier Chromoly.

CONSTRUCTION

Au-delà du matériau utilisé, la qualité et le comportement d’un cadre dépendent également de la forme, de l’épaisseur et de la construction de ses tubes. Plusieurs procédés permettent de renforcer les zones les plus sollicitées tout en limitant le poids.

• STRAIGHT GAUGE : Tube dont l’épaisseur de paroi reste identique sur toute sa longueur. Cette construction est simple et économique, mais elle utilise davantage de matière dans les zones peu sollicitées et conduit généralement à un cadre plus lourd qu’une construction butted équivalente.

• RENFORT : Le renfort, également appelé « gusset », est une pièce ajoutée à la jonction de plusieurs tubes afin de mieux répartir les contraintes et de renforcer une zone fortement sollicitée.

• BUTTED / MULTI-BUTTED : Tube dont l’épaisseur varie sur sa longueur. Les parois sont conservées plus épaisses près des soudures et des zones fortement sollicitées, puis amincies dans les parties centrales afin de réduire le poids. Selon le nombre de variations, on parlera de single-butted, double-butted, triple-butted ou multi-butted.

• TAPERED : Tube dont le diamètre ou la forme évolue progressivement sur sa longueur. Un tube peut être tapered sans nécessairement avoir une épaisseur interne variable, et inversement.

• INVESTMENT CAST : Procédé de fabrication permettant de créer une pièce métallique moulée en un seul bloc, avec une forme complexe et précise. Cette technique est notamment utilisée pour fabriquer les pattes arrière, la jonction des bases ou le collier de selle. Elle permet de réduire le nombre de petites pièces et de soudures, d’obtenir davantage d’espace autour du pneu ou de la couronne, et de mieux répartir les contraintes sur certaines zones du cadre. La solidité dépend toutefois toujours de la conception de la pièce, du matériau utilisé et de la qualité de fabrication.

JEU DE DIRECTION

Le tube de direction est la partie du cadre traversée par le pivot de la fourche. Le jeu de direction est composé des roulements permettant à la fourche et au guidon de tourner librement. Plusieurs standards ont été utilisés au fil du temps sur les cadres BMX.

• Jeu de direction intégré : Les roulements scellés reposent directement dans des portées usinées à l’intérieur du tube de direction. Aucune cuvette séparée n’est nécessaire. C’est aujourd’hui le standard utilisé sur la quasi-totalité des cadres BMX freestyle de milieu et haut de gamme.
• Jeu de direction interne : Les jeux de direction internes, également parfois appelés « jeu de direction semi-intégrés », utilisent un système d’ajustement par pression qui fonctionne de manière similaire à une conception de roulement intégré. La différence est que les roulements internes du jeu de direction ne reposent pas directement à l’intérieur du tube, mais utilisent à la place une cale supplémentaire ou une coupelle de roulement à l’intérieur du tube de direction pour positionner les roulements. Rare mais utilisé en bmx race
• Jeu de direction externe standard – Les tubes de direction standard se trouvent dans les cadres plus anciens et les vélos complets premier prix. Ce tube de direction utilise des cuvettes de roulement qui sont pressées dans le haut et le bas du cadre, et les roulements à billes / looseball reposent à l’extérieur du tube de direction. C’est possible d’améliorer le jeu de direction externe à billes en prenant une version avec des roulements scelles grâce au kit MISSION par exemple.

BOITIER DE PEDALIER

Le boîtier de pédalier, communément appelé « BB », est situé à l’intérieur de la partie d’un cadre à travers laquelle passe l’axe du pédalier. Cette partie du cadre est appelée boitier de pédalier ou bottom bracket, et sa taille détermine le type de boîtier de pédalier que le cadre utilisera. Il existe plusieurs variantes de boîtiers de pédalier qui utilisent différents styles de roulements. Ceux-ci peuvent être divisés en quatre groupes : US / MID / SPANISH et EURO Une fois le type de boitier connu, il vous reste ensuite à choisir la taille de l’axe selon votre modele pédalier 19, 22 ou 24mm pour changer ou acheter un boitier de pédalier.

• Boîtier de pédalier US – Diamètre externe 51mm. Les boitier de pédalier US étaient plus courants au début du BMX. Ils utilisent un jeu de roulements qui repose à l’intérieur de coupelles qui sont ensuite enfoncées dans le cadre. L’inconvénient des boîtiers de pédalier américains est qu’ils sont grands et contiennent un poids inutile. Ils nécessitent également une force considérable pour enfoncer les coupelles dans le cadre. On les trouve souvent sur les vélos à manivelle monobloc ou avec des roulements scellés pour des pédaliers 3 Pièces.
• Boîtier de pédalier MID – Diamètre externe 41mm. Les boitier de pédalier MID utilisent les mêmes roulements scelles que les supports de pédalier américains scellés, mais les coupelles sont complètement supprimées de l’équation. Les roulements sont pressés directement dans le cadre, permettant une installation moins compliquée et un poids réduit. Ce style de boîtier de pédalier est le plus courant.
• Boitier de pédalier SPANISH – Diamètre externe 37mm. Les boitier de pédalier SPANISH utilisent également des roulements scelles qui s’enfoncent directement dans le cadre. Les boîtiers de pédalier SPANISH utilisent un roulement avec un diamètre plus petit qu’un boîtier de pédalier Mid, ce qui signifie un tube de cadre / boîtier de pédalier plus petite et moins de poids.
• Boîtiers de pédalier EURO – On visse les cuvettes dans le cadre. Diamètre externe 34,8mm. Les boîtiers de pédalier euro ne sont communs qu’aux cadres de Race ou VTT. Les boîtiers de pédalier EURO utilisent des roulements plus petits qui se trouvent à l’intérieur d’une coupelle qui est vissée directement dans le cadre. Le cadre doit donc être fileté pour utiliser un boitier EURO.

COMPATIBILITÉS À VÉRIFIER AVANT DE CHANGER DE CADRE

Au-delà de la géométrie et du matériau, plusieurs éléments doivent être vérifiés avant de remplacer un cadre BMX freestyle. La majorité des composants actuels utilisent des standards assez proches, mais certaines différences peuvent empêcher le montage d’une roue, d’un frein ou de certains accessoires.

PATTES ARRIÈRE ET DIAMÈTRE DE L’AXE

La majorité des cadres BMX freestyle modernes possèdent des pattes arrière prévues pour recevoir un axe de moyeu de 14 mm.

Les moyeux arrière à axe mâle utilisent généralement directement un axe de 14 mm. Certains moyeux à axe femelle possèdent en revanche des vis de 10 mm. Dans ce cas, des adaptateurs peuvent être nécessaires afin de centrer correctement l’axe dans les pattes de 14 mm du cadre.

Ces adaptateurs sont parfois directement intégrés aux embouts du moyeu. Ils peuvent également être fournis sous forme de rondelles ou de petites bagues indépendantes.

Il faut aussi vérifier l’épaisseur et la forme des pattes arrière, surtout lors de l’utilisation de pegs ou de hubguards. Certaines combinaisons peuvent réduire la longueur de filetage disponible ou demander une vis de moyeu plus longue.

DÉGAGEMENT POUR LES PNEUS

Tous les cadres ne proposent pas exactement le même espace autour du pneu arrière. La compatibilité dépend de la largeur réelle du pneu, de la largeur de la jante, de la forme des bases et de la position de la roue dans les pattes.

Un pneu annoncé en 2,40 pouces peut être plus ou moins large selon sa marque, son modèle et la jante utilisée. Avec des bases très courtes et une roue montée complètement « slammed », le pneu peut également se retrouver plus proche du tube de selle ou de la jonction des bases.

Il est donc conseillé de vérifier le dégagement maximal annoncé par la marque du cadre, particulièrement avec des pneus larges.

FREIN ARRIÈRE

Selon les modèles, le cadre peut être équipé :

• de tasseaux de frein soudés ;
• de tasseaux amovibles ;
• de fixations sous les bases ;
• ou d’aucune fixation de frein.

Sur certains cadres, les tasseaux et les guides de câble sont vendus séparément. Un cadre conçu uniquement pour une utilisation brakeless ne permettra pas toujours d’ajouter un frein par la suite.

Il faut également vérifier la position du frein, au-dessus ou sous les bases, afin de choisir un étrier et un cheminement de câble compatibles.

ROTOR ET GYRO TABS

Pour monter un rotor ou gyro, le tube de direction doit généralement posséder deux trous filetés permettant d’installer des gyro tabs amovibles.

Certains cadres possèdent ces fixations, mais les gyro tabs ne sont pas toujours fournis. D’autres cadres ne permettent aucun montage de rotor.

COLLIER ET TIGE DE SELLE

La plupart des cadres BMX freestyle modernes utilisent une tige de selle de 25,4 mm.

Le collier de selle peut être directement intégré au cadre ou nécessiter l’ajout d’un collier séparé. Lorsque le collier est intégré, il faut vérifier que la vis et les éléments de serrage sont bien fournis avec le cadre.

LONGUEUR DE CHAÎNE ET POSITION DE LA ROUE

Un changement de cadre peut modifier la longueur des bases arrière et donc la longueur de chaîne nécessaire.

Avec des bases plus courtes, il peut être nécessaire de retirer un ou plusieurs maillons. À l’inverse, un cadre plus long peut demander l’ajout de maillons ou le remplacement de la chaîne si celle-ci est devenue trop courte.

Le rapport de transmission influence également la position finale de la roue arrière dans les pattes.

COMMENT CHOISIR SON CADRE BMX FREESTYLE ?

La géométrie d’un cadre doit être considérée dans son ensemble. Il ne faut pas choisir un modèle uniquement à partir de la longueur du top tube ou de la longueur des bases arrière.

Un cadre court, avec des bases courtes, un boîtier haut et un angle de direction fermé donnera généralement un BMX très réactif, adapté au street technique et aux rotations. À l’inverse, un cadre plus long, avec des bases plus longues et un angle de direction légèrement plus ouvert, apportera davantage de stabilité pour le trail, le dirt et les grandes transitions.

Le choix doit également tenir compte de la taille du rider, de son niveau, de son style de riding et des composants utilisés. En cas de doute, notre équipe peut vous conseiller selon votre taille, votre pratique et le comportement recherché.