Ce n’est pas nouveau, nous sommes de grands fans de ce que peuvent apporter des roulements en céramique ( Si3N4 ), mais il y a encore bien des questions qui reviennent à leur sujet. Nous allons donc tenter de vulgariser certains concepts et donner des exemples concrets sur leurs avantages.

D’abords et avant tout, il est important de définir les facteurs importants qui affectent la performance de tout type de roulement: la vitesse de rotation et la charge ( le poids appliqué sur le roulement ).

La Précision

Une bille plus ronde tourne naturellement plus facilement. Une bille de la forme d’un œuf ne serait pas très performante par exemple. Alors, est-ce possible de quantifier la rondeur d’une bille? Oui! L’échelle des grades nous est utile ici. Plus la bille est ronde, plus le chiffre est bas.

Les billes en acier de meilleure qualité sont habituellement de grade 25, quelques rares fois pouvant atteindre le grade 10. On arrive ici à la limite de ce que l’acier permet. En comparaison, on constate que les billes en céramique peuvent atteindre le grade 3! À plus grande ( vraiment beaucoup plus grande! ) échelle, si on imagine une bille de la taille de la planète Terre, le grade 3 permet des variations de 9600m, soit un peu plus que la taille de l’Everest à 8848m. Le grade 25? 24000m soit plus haut que la montagne la plus haute du système solaire, le Mont Olympe sur Mars…

Comme une image vaut mille mots, voici un comparatif entres des billes d’acier et de céramique ( les deux ayant plusieurs milliers de kms dans le corps ).

On voit clairement la surface plus lisse sur la bille de droite ( céramique ). On peut individuellement voir les LEDs du microscope. Les réflexions des luminaires à notre plafond sont aussi plus claires.

On peut voir d’ailleurs l’avantage des roulements en céramique dans des applications à plus haute vitesse de rotation comme démontré par les graphiques suivants (à gauche pour les billes en acier, à droite pour les billes en céramique).

À titre indicatif, les roulements des moyeux tournent à 320rpm lorsque le vélo avance à 40km/h, donc moins rapide que dans bien des applications, mais assez rapide pour que l’impact se fasse sentir.

La dureté

La charge appliquée sur un roulement aura un impact significatif sur sa performance. Plus les billes résistent à la déformation sous la charge, plus elles sont en mesure de rouler facilement. C’est ici que se trouve le plus grand avantage des roulements en céramique. Sur l’échelle Rockwell, les bons aciers sont de dureté HRC60 et les céramiques sont de HRC78, soit environ 30% plus dur.

Une bonne façon de comprendre l’effet de la dureté d’une bille sur le roulement est d’imaginer mettre son poids sur une balle de tennis et tenter de la faire rouler. On gaspille beaucoup d’énergie à compresser la balle. Si on tente la même expérience avec une boule de billard, on comprend tout de suite que le résultat ne sera pas le même.

Au niveau du roulement de pédalier, la vitesse de rotation ( 90 à 120rpm ) c’est pas très élevée, mais la charge appliquée sur les roulements est nettement supérieure. La dureté a alors un effet important dans la performance de ce type de roulement.

La durabilité

La durée de vie des roulements en céramique est une questions qui revient aussi souvent. Le principal avantage des roulements en céramique est que les billes sont plutôt chimiquement inertes, donc elles ne rouillent pas. Aussi, puisqu’elle conservent leur dimensions peu importe la charge et qu’elles sont plus précises, elle sont moins abrasives sur les cuvettes.

À titre d’exemple, voici un roulement de pédalier ayant 22 000km dans le corps, fraîchement nettoyé dans un bac à ultrason. Selon notre expérience des dernières années, les roulements F1 Ceramic tendent à durer de 3 à 5 fois plus longtemps que les roulements en acier de qualité. Cette étude scientifique parle de 4 fois plus longtemps, malgré des conditions d’opération nettement plus difficiles!

Un essais vaut mille mots

C’est bien tout ces chiffres, mais rien ne vaut un essais routier pour en voir les bénéfices. Nous avons plusieurs paires de roues démo, toutes équipées de roulements F1 Ceramic. Passez nous voir si vous voulez voir par vous même!