On a beaucoup parlé de la façon dont le graphène va révolutionner le cyclisme, et grâce aux pneus Vittoria, nous pouvons maintenant le voir en action
Nous avons beaucoup parlé de graphène ces derniers mois, tout comme le monde scientifique en général. C'est le nouveau matériau miracle dérivé du carbone qui promet de rendre les produits incroyablement légers et solides, ainsi que d'avoir une conductivité remarquable, et il a été présenté comme l'avenir des composites et de l'électronique. L'industrie du vélo a montré un grand intérêt pour le potentiel du graphène, mais ce n'était guère plus qu'un concept - jusqu'à présent. La marque italienne Vittoria vient de sortir un lot de produits infusés de graphène, notamment les roues Qurano que nous avons examinées dans le numéro 41 et les pneus Corsa G+ que nous avons présentés dans le dernier numéro.
Il n'est pas facile de comprendre exactement ce qu'est le graphène, à quoi il ressemble ou comment il est utilisé pour améliorer les produits de cyclisme, c'est pourquoi Cyclist est venu en Italie pour visiter Directa Plus, fournisseur de graphène à Vittoria. Directa Plus a lancé et breveté une méthode d'extraction de nanoplaquettes de graphène pur à 100 % à partir de graphite en 2005, un processus qu'il décrit comme « simple si vous savez comment ».
« Nous insérons un matériau de remplissage entre chaque couche de graphène et chauffons le graphite à 10 000 °C, ce qui provoque une « super expansion » du graphite », explique Laura Rizzi, responsable R&D chez Directa Plus. "Cela nous donne un réseau de carbone pur, sans autres atomes présents ni défauts." Simple, oui. Le four du cycliste ne dépasse pas 250 °C, mais si c'était le cas…
Le graphite super-expansé ressemble à une mousse noire dense et cette mousse est assez stable, elle est donc stockée dans des sacs d'aspect plutôt banal qui ne pèsent que 100 g lorsqu'ils sont remplis. Au total, Directa Plus produit déjà 30 000 tonnes de graphène par an sous ses différentes formes. En ce qui concerne Vittoria, obtenir le graphène était la partie la plus facile - en fait, l'intégrer au produit était le véritable casse-tête.
Les nerfs de la première nuit
« Nous sommes allés dans l'inconnu en 2010 et nous ne savions pas vraiment comment cela finirait », déclare Rudie Campagne, PDG de Vittoria. « Les professionnels parcourent 30 millions de kilomètres par an avec nos pneus à des vitesses parfois supérieures à 100 km/h, le tout sur une surface de contact de 4 cm2. Nous avons eu 20 millions de clients qui ont choisi nos pneus, donc changer quoi que ce soit me rend incroyablement nerveux.’
Christian Lademann, le chef de produit des pneus de route de Vittoria, a été franc dans son aveu que les premières expériences de graphène de Vittoria ne se sont pas déroulées particulièrement bien.
« C'était beaucoup d'apprentissage par la pratique », dit-il. «La première fois que nous avons essayé il y a quatre ans, ce fut un échec. Cela n'a pas fonctionné. Nous devions encore ajuster et affiner le pourcentage de graphène mais aussi l'application. Au début, nous avons utilisé la poudre, qui est très légère, mais si vous la jetez dans le caoutchouc, comment pouvez-vous la répartir de manière égale ? Vous ne pouvez pas. Le graphène était comme de petites bosses partout.
‘L'étape suivante consistait pour Directa Plus à développer le graphène dans une base liquide que nous pouvons mélanger à notre caoutchouc et obtenir une distribution beaucoup plus uniforme. C'était le grand pas en avant dans le produit », ajoute Lademann.
Avec le graphène sous forme liquide, les nanoplaquettes peuvent être uniformément réparties dans le caoutchouc et également alignées avec la bande de roulement (bien que le simple fait de vérifier cela pendant la phase de développement implique de laisser tomber le pneu dans de l'azote liquide et de le dorer, avant examen au microscope électronique). Avec des quantités précises de graphène uniformément réparties dans la bande de roulement, Vittoria a créé ce qu'il appelle un "pneu intelligent". Lors du freinage, le frottement au niveau de la zone de contact a tendance à déformer le caoutchouc, ce qui pousse les nanoplaquettes de graphène hors de l'alignement. Les liaisons entre les nanoplaquettes agissent pour conserver leur alignement, soutenir le caoutchouc, résister à la déformation et augmenter l'adhérence.
Cette résistance s'applique également aux corps étrangers envahissant le pneu, provoquant des crevaisons, et améliore les propriétés d'étanchéité tubeless. Le graphène aide le caoutchouc à se refermer très rapidement autour des petits trous du pneu.
« Les pneus sont capables de retrouver leur forme précédente beaucoup plus rapidement, en raison de la modification de l'élasticité du caoutchouc », explique Lademann. À titre d'exemple, Vittoria propose une démonstration de conduite des nouveaux pneus sans chambre à air d'avant en arrière sur un lit de clous. Après huit passages sur les clous, les pneus sont toujours à 80 psi.
Lademann tient à souligner que l'ajout de graphène au caoutchouc ne rend pas le composé résultant plus dur, mais plus fort, car il est tout aussi souple. Si vous enlevez le graphène, c'est toujours un pneu de course à quatre composés très adhérent. Dans les pneus de cyclo-cross, le graphène maintient la bande de roulement ferme et empêche le "torsionnement du bouton", augmentant la traction dans la boue profonde. La résistance supplémentaire signifie également que les pneus en graphène devraient être capables de parcourir d'énormes kilomètres. Lademann dit qu'il a parcouru plus de 2 000 km avec une paire de pneus TT et nous montre une paire de pneus de route usagés qui n'ont presque pas d'usure après 6 000 km.
Graphène et grip
En fin de compte, pour les pneus, le problème est l'adhérence, comme Lademann le sait très bien depuis son passage dans les rangs professionnels: J'avais un sponsor qui fabriquait des pneus de couleur et j'ai dû arrêter de courir dans une échappée de critérium à cause de ça. C'était mouillé et je glissais tout le temps - l'avant et l'arrière ont glissé. J'étais sûr de gagner mais les pneus étaient un cauchemar. Ils m'ont perdu la course.
« J'ai fait beaucoup de tests avec des pneus de concurrents », ajoute-t-il. "Tous les pneus fonctionnent bien dans des conditions sèches - ce n'est vraiment que sur le mouillé que vous remarquez la différence." C'est le même genre de commentaires personnels que Lademann exige des pilotes professionnels que Vittoria soutient.
« Nous faisons du développement spécial avec les équipes professionnelles », dit-il. «John Degenkolb a gagné sur notre pneu Roubaix 30 mm la première fois qu'il a couru dessus. C'est un volume plus important, mais la nouvelle Corsa partage la même construction. Ils nous aident même à ajuster un peu notre gamme. Nous n'avions jamais fait de pneus de 30 mm auparavant, mais ils nous aident également avec les composés.
‘Giant-Alpecin avait l'habitude de courir sur la Corsa SC et en décembre [2015] ils verront les nouveaux pneus pour la première fois. Certains coureurs peuvent craindre une mauvaise adhérence - ils ont toujours peur du changement, nous devons donc les convaincre. L'absence de rainures en arête de poisson inquiète les gens à propos de l'aquaplaning, mais cela n'existe pas en tant que problème.
Et pourquoi ça ? Lademann explique que les rainures sur les pneus sont juste pour le spectacle, un booster de confiance. Les pneus de vélo n'ont tout simplement pas la masse d'inertie pour forcer l'eau à travers les rainures comme le font les pneus de voiture. Il est également très rare d'atteindre les vitesses requises pour faire de l'aquaplaning avec un vélo (environ 200 km/h): « Ils doivent se le prouver. Majorque est un excellent terrain d'essai car les routes sont très glissantes. Mais ensuite, ils doivent courir dessus. C'est le moment de les convaincre que les nouveaux pneus sont meilleurs que les anciens.
‘Ils nous demanderont toujours de le rendre super souple car ils ne se soucient pas du kilométrage. Après 260 km, s'il est usé, ils s'en fichent car cela ne leur coûte rien de le remplacer », ajoute-t-il. À propos de la quantité exacte de pneus fournis par Vittoria, Lademann a été un peu moins communicatif.
‘C’est beaucoup. Je n'ai pas le droit de le dire, mais c'est beaucoup. Je ne paie pas pour ça, c'est Rudie.'
Perspective européenne
Il y a eu un petit tollé lorsque Vittoria a déplacé sa production de pneus en Thaïlande il y a quelques années et, bien que le graphène soit produit en Italie, le produit final est fabriqué en Extrême-Orient. Certains hésitent sur leur raisonnement, mais Campagne est très clair: « En Europe, il y a une arrogance intellectuelle avec l'innovation technologique. Une mentalité classique de repli sur soi. Il n'y a pas de soutien gouvernemental. La Chine investit 200 milliards de dollars par an et nous restons assis ici sur notre patrimoine culturel. Si vous vous réveillez à Taïwan à 6h du matin, vous avez un jour de retard – en Europe, vous êtes un jour en avance.’
Vittoria a en fait ouvert une nouvelle usine en Extrême-Orient pour faire face à l'ajout de graphène à ses différents produits. Pour l'instant, il est inclus dans quelques essieux et pneus de course haut de gamme, mais d'ici un an, la société prévoit d'avoir ajouté du graphène à toute la gamme de pneus. Vittoria's est une joint-venture avec Directa Plus, et elle a un accord d'exclusivité sur l'utilisation du graphène sur les "véhicules à deux roues", mais elle admet que bientôt d'autres concurrents voudront une part de l'action. Une partie importante de l'activité de Vittoria produit des pneus pour d'autres marques et cette activité diminuerait rapidement si elle refusait de partager ses produits à base de graphène, bien que Campagne admette que c'est une situation sensible.«Nous partageons actuellement cette technologie. Les marchés ne peuvent pas être contrôlés par des monopoles, nous devrons donc nous développer, mais pour le moment, nous voulons l'avantage commercial. »
Revenons aux démonstrations amusantes et on nous montre comment une fine couche d'encre de graphène rend les feuilles de polystyrène instantanément ignifuges et comment la mousse de graphène repousse l'eau et absorbe l'huile. C'est cette polyvalence qui a enthousiasmé Vittoria pour les futurs produits, et c'est pourquoi Campagne ne considère pas les pneus comme la fin des applications du graphène dans l'industrie du vélo.
‘Nous avons commencé à tester le graphène dans les rotors en carbone [frein à disque] et il a beaucoup mieux dissipé la chaleur. Nous pouvons voir que le graphène est utilisé dans des textiles qui pourraient protéger les personnes en cas de collision. Il pourrait même être utilisé pour dissiper la chaleur du corps.'
Alors voilà: le graphène est l'avenir. Mais vous le saviez déjà, n'est-ce pas ?
Vittoria.com
