Nous avons inventé la jante carbone en enroulement filamentaire.
Les jantes Venn naissent en soufflerie, sur des supercalculateurs et dans un outillage articulé en plusieurs parties. Voici le travail qu’il y a derrière, et les chiffres que vous pouvez vérifier.
En soufflerie : la fumée et le laser dessinent le flux d’air autour d’un vélo Velocite
- 2015Les premières jantes de vélo en enroulement filamentaire, et un Eurobike Award
- 10Prix et distinctions, décernés par des jurys en Allemagne, en Belgique et à Taïwan
- 150JSeuil d’impact des jantes de descente ; 100 J pour la route, le gravel et le XC. L’UCI exige 40 J
- 5ansGarantie sur chaque jante Venn
L'ingénierie des jantes Venn
Un développement continu depuis 2015Un développement continu depuis 2015 : les premières jantes de vélo en enroulement filamentaire, une méthode brevetée, un stratifié optimisé par la méthode des éléments finis, un profil trouvé par un algorithme, et les jantes d’aujourd’hui. Chaque étape est datée, avec ses images et ses dessins.
Résistant dans le sens des fibres
Une jante carbone, ce sont des filaments de carbone de 5 à 7 µm de diamètre chacun, maintenus ensemble par de la résine. Sollicité dans l’axe de ses fibres, le stratifié est bien plus résistant qu’en travers, où seule la résine tient.
Une jante ne vaut donc que par le tracé de ses fibres et l’endroit où elles s’arrêtent : là où une fibre se termine, sa charge doit traverser la résine pour rejoindre la suivante. Concevoir un stratifié, c’est placer la fibre là où passe la charge, et c’est par là que le travail de Venn a commencé.
Les premières jantes de vélo en enroulement filamentaire
En 2015, nous avons présenté les Venn Rev 35, les premières jantes de vélo en enroulement filamentaire. L’année de leur lancement, elles ont remporté l’Eurobike Award, le Taipei Cycle d&i award et le Golden Pin Design Award.
La méthode que nous avons brevetée
TW I607894, un brevet que nous détenions (déposé en 2016, délivré en 2017, inventeur : Victor Major), décrivait la méthode en cinq étapes : enrouler, couper, plier, assembler, mouler. Voici les dessins du brevet.
Le stratifié de la Var 507, par la méthode des éléments finis
Pour la Var 507, nous avons divisé la jante en quatre parties et optimisé tour à tour le drapage de chacune par la méthode des éléments finis, les autres restant figées. Le modèle a d’abord été validé sur des données d’essais. La même année, les jantes Venn en enroulement filamentaire ont remporté le Flanders Bike Valley Start-up Innovation Award.
- Symétrique là où le stratifié le permetPour que la roue ne se torde pas en fléchissant.
- ÉquilibréChaque pli en biais a son symétrique, pour que la jante ne se cisaille pas en s’étirant.
- Pas de bloc épais dans une seule directionCes plis sont répartis dans l’empilement, avec des plis en biais intercalés pour arrêter les fissures.
Le profil de la Var 77, par algorithme
La Var 77 a été le premier profil de jante conçu par un algorithme. Avec la National Cheng Kung University, un algorithme génétique pilotant un solveur CFD a généré 675 profils, et le meilleur est devenu le moule. Sa trajectoire d’enroulement a été conçue par logiciel.
Le film sur l’enroulement
Images extraites du film de 2023 sur l’enroulement.
Les jantes d’aujourd’hui
Chaque jante Venn est fabriquée selon la norme ETRTO, et chaque modèle est soumis au même programme de tests avant d’être mis en vente : seuils d’impact de 100 J pour la route, le gravel et le XC et de 150 J pour la descente. L’UCI exige 40 J.
Trous de rayons moulés, aucune fibre coupée
Sur les Venn 420, 520, 440, 540 et 620A TCD UL, les trous de rayons sont moulés, orientés vers le flasque du moyeu, et non percés après cuisson. Les fibres contournent chaque trou au lieu de s’y arrêter.
Les caractéristiques de chaque fiche produit donnent l’ERD, les options de perçage et les dimensions nécessaires au montage.
Une qualité qui se mesure
Moulées pour une paroi sans défautUne jante carbone ne vaut que ce que vaut sa paroi, et n’est jamais plus lisse que la surface contre laquelle elle est formée.
Hormis les jantes Var en enroulement filamentaire, chaque jante Venn fabriquée aujourd’hui est moulée dans un outillage articulé en plusieurs parties, contre une surface de contact à la finition très soignée. Le carbone est drapé avec précision et préformé à sa forme finale avant d’entrer dans l’outillage, si bien que la position de la fibre ne doit rien au hasard. Ce type d’outillage et de préformage est courant dans l’aéronautique. Dans la fabrication de jantes, ce n’est pas la norme.
Chaque cuisson suit des cycles de pression et de température contrôlés. Ensemble, ils compactent entièrement le stratifié et laissent la résine s'écouler là où il faut : la paroi en sort pratiquement exempte de porosités et d'imperfections de surface, sans qu'aucun vernis ne soit nécessaire pour masquer quoi que ce soit.
- ETRTOFabriquée selon la norme ETRTO.
- ImpactSeuils de 100 J pour la route, le gravel et le XC, de 130 J pour l’all-mountain et de 150 J pour la descente. Le test de roue de l’UCI demande 40 J.
- PoidsSur les jantes 29 pouces et 700c, à ±15 g du poids annoncé.
- ContrôleContrôlée avant expédition.
Là où tout a commencé
En 2015, l’équipe de Venn a réalisé les premières jantes de vélo en enroulement filamentaire et a remporté avec elles un Eurobike Award ; Taïwan a ensuite délivré des brevets pour la méthode (TW I607894 et TW I634964, détenus par Venn). L’enroulement était alors à la pointe de la technique. Ce que nous y avons appris sur la fibre, la résine et les moules nous sert aujourd’hui à juger chaque jante.
Distinctions
10 prix et distinctions depuis 2010Des jurys en Allemagne, en Belgique et à Taïwan ont récompensé notre travail pour le design, l’innovation et la technologie de fabrication. L’industrie des composites nous a invités à le présenter.
Jantes carbone en enroulement filamentaire
Pour avoir enroulé une fibre continue autour du profil de la jante au lieu de draper à la main des feuilles découpées. Une première pour les jantes de vélo.
Venn Rev 35
Les mêmes jantes ont été récompensées au plus grand salon du vélo d’Asie, l’année de leur lancement.
Venn Rev 35
La principale distinction de design de Taïwan, pour la jante qui a ouvert l’ère de l’enroulement filamentaire.
Start-up Innovation Award
Le premier prix de ce type, remis à Velofollies à Courtrai, pour les jantes Venn en enroulement filamentaire.
Velocite Helios Aero
Le cadre aéro qui a remporté le prix combiné iF Design et Taipei Cycle d&i dans la catégorie vélo.
National Entrepreneurship Award
L’un des dix lauréats choisis parmi 80 candidats, puis le Taiwan Excellent Enterprise Quality Award en 2011.
Invités par l’industrie des composites
Au JEC Asia 2019, le JEC Group a mis en avant Velocite pour ses travaux pionniers dans la transformation des composites. Victor Major y a parlé de l’essor des composites thermoplastiques et des questions auxquelles l’industrie doit répondre : augmenter les volumes de production et rendre les structures recyclables.
Une recherche qui se retrouve dans la jante
Chaque jante Venn naît d’une question d’ingénierie, pas d’un exercice de style. Nous travaillons avec des universités, des centres de recherche et des fabricants de matériaux, et les résultats se retrouvent directement dans le stratifié.
Une fibre choisie pour sa fonction
- Toray T1100Fibre à ultra-haute résistance, désormais dans nos stratifiés de jante les plus récents
- Toray T800La structure principale : haute résistance et rigidité
- Toray T700SLà où comptent la ténacité et la résistance aux chocs
- Haut moduleLa rigidité là où elle est nécessaire, sans poids superflu
L’aérodynamique, calculée puis mesurée
Nous concevons nos propres profils par mécanique des fluides numérique, puis nous les éprouvons en soufflerie. Des marques de vélos, grandes et petites, ainsi que des usines OEM de jantes, ont utilisé ces mêmes travaux pour leurs propres produits.
- Conçu pour le cyclisteLe comportement par vent de travers compte autant que la traînée en ligne droite.
- Des profils pour chaque disciplineLes jantes route, gravel et VTT reçoivent chacune une forme adaptée au pneu et à la vitesse.
- Vérifié en soufflerieLa simulation d’abord, puis la mesure sur de vraies roues.
Une portance pratiquement nulle, dans toutes les conditions
La Var 507 n’a jamais visé le plus faible chiffre de traînée dans une seule configuration de soufflerie. Son profil place le centre aérodynamique juste derrière l’axe, si bien que les rafales et les véhicules qui passent ne transmettent pratiquement rien au guidon.
Le premier profil de jante conçu par un algorithme
Avec la National Cheng Kung University, un algorithme génétique pilotant un solveur CFD a généré 675 profils. Nous n’avons fixé que le pneu (25 mm), la hauteur (77 mm) et le point le plus large (30 mm ; sans cette limite, l’optimum faisait 42 mm de large). La forme elle-même est restée libre. Les candidats concaves et bulbeux sont restés en lice sans aucune intervention, et si l’un d’eux avait été le plus rapide, nous l’aurions fabriqué. Les candidats les mieux classés ont ensuite été modélisés en 3D et simulés sous forme de roues complètes, et le meilleur est devenu le moule. Aucune jante de vélo n’avait été conçue ainsi auparavant.
Le contrôle qualité, chiffres à l’appui
Chaque modèle de jante Venn est soumis au même programme de tests avant d’être mis en vente. La seule chose qui change, c’est la force avec laquelle nous le frappons.
Le reste du programme et ses résultats
Extrait du dossier de tests de la paire de roues Venn 520 TCD UL, à titre d’exemple :
| Test | Résultat |
|---|---|
| Fatigue | 596 km sur le banc, environ 1 000 000 de cycles : aucune fissure, aucun renflement, aucun arrachement de rayon |
| Voile en roulage | 4 heures et 130 km de roulage continu : voile de la roue arrière ne dépassant pas 0,1 mm |
| Résistance des trous de rayons | Tous les trous au-dessus du seuil de 300 kgf |
| Rigidité latérale | 133 kgf/mm (0,40 mm sous 53,2 kgf) |
| Maintien du pneu | 120 psi tenus pendant 8 heures, planéité et déformation dans les limites |
| Chaleur | 110 psi à 80 °C : la largeur de jante a varié de 0,05 mm |
| Montage | Planéité de 0,15 à 0,18 mm, rondeur de 0,20 à 0,22 mm, avant et après gonflage tubeless à 120 psi |
- Le gravel aussiMesures sur une Venn 440 TCD UL : 0,18 mm de planéité, 0,19 mm de rondeur, et une flexion inférieure à 4 mm sous une charge latérale de 5 kg, pour une limite de 5 mm.
- Garantie 5 ans sur les jantesEt 2 ans sur les roues complètes.
Des jantes pour freins à patins qui encaissent la chaleur
Nos modèles pour freins à patins utilisent une résine sur mesure à haute température de transition vitreuse (Tg). Elle conserve sa rigidité bien au-delà de ce que produit normalement un freinage appuyé dans une longue descente, avec de bons patins et des freins bien réglés. Aujourd’hui, nos jantes pour freins à patins ont une Tg de 250 °C (données internes).
- environ 216 °CDébut de chute du module de conservation : le point où la rigidité commence à baisser
- environ 236 °CPic du module de perte
- environ 240 °CPic de tan delta, la valeur généralement citée comme Tg
Des jantes conçues à partir des principes fondamentaux.
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