VTT : comment régler ses suspensions – notions de base, sag et preload

Dans cet article, je vous propose de nous pencher sur un élément essentiel du VTT moderne : les suspensions. Que vous possédiez un semi-rigide ou un tout-suspendu, un réglage adapté de la fourche comme de l’amortisseur le cas échéant s’avère indispensable pour en tirer tous les bénéfices.

Afin de mieux vous orienter selon vos besoins et éviter l’article fleuve, j’ai décidé de séparer ce tutoriel en deux parties. Dans la première, nous allons voir quelques notions de base, ainsi que comment régler le sag et le preload le cas échéant. Dans la seconde, nous nous intéresseront aux différents types de compression, le rebond et les différentes options que proposent les constructeurs sur leur matériel.

 

Débattement

Si vous possédez un semi-rigide, ou “hardtail”, la seule suspension que votre vélo possède est sa fourche, dont le débattement est certainement compris entre 100mm (fourche de cross-country) et 160mm (sur un endurigide par exemple, pendant semi-rigide de l’enduro). Sur un tout-suspendu, on trouve des fourches offrant 100 à 200mm de débattement, et un amortisseur qui en fournit autant.

Contrairement à la fourche, la course de l’amortisseur, c’est à dire la longueur sur laquelle le plongeur s’enfonce, est différente du débattement de la suspension. La roue n’est en effet pas en prise directe comme c’est le cas à l’avant : chaque système de suspension dispose de sa cinématique propre, et, via différents pivots et biellettes, permet de convertir cette course de quelques centimètres en un débattement supérieur. Le rapport entre course et débattement s’exprime à travers un ratio qui n’est pas toujours linéaire : il peut évoluer au fur et à mesure que l’amortisseur avance dans sa course. Cela impacte bien sûr les réglages, mais pour le moment nous allons nous arrêter là avant de trop sortir du sujet car on rentre dans des considérations sur lesquelles le simple réglage du matériel que vous possédez n’influe pas. Si vous voulez approfondir ce sujet, vous pouvez trouver des informations supplémentaires dans mon ebook.

Bref, une suspension arrière présente en général 100 à 200mm de débattement, qui peuvent être atteints avec des amortisseurs de course différente.

 

Conception et fonctionnement

Le but premier d’une suspension est de permettre autant que possible aux roues de rester en contact avec le sol, afin d’obtenir la meilleure traction possible, tout en absorbant les chocs et en réduisant les vibrations. Bien qu’un amortisseur n’ait pas pour vocation première la préservation de votre postérieur, les avantages d’une suspension incluent un confort supérieur, un contrôle accru de la machine et des contraintes sur le matériel réduites.

Pour ce faire, elle va absorber le relief et les obstacles présents sur le terrain via sa compression. On reconnait une suspension bien réglée à un vélo stable qui absorbe le terrain, alors qu’une suspension mal réglée le rend instable et le fait rebondir sur le moindre obstacle.

Qu’on parle de fourche ou d’amortisseur, on trouve de manière générale un chassis dans lequel un plongeur vient s’enfoncer. Ceci est une simplification extrême sur laquelle je vais revenir dans un instant. Un ressort, qui peut être un ressort physique hélicoïdal ou un ressort pneumatique permet d’absorber et libérer l’énergie transférée lors de l’impact. Il est aidé des dampers (compression et rebond) qui contrôlent la vitesse à laquelle la suspension se compresse et se détend.

C’est principalement en jouant sur ces trois paramètres (ressort, compression et rebond) que l’on va modifier les propriétés de la suspension pour qu’elle se comporte de manière optimale selon le terrain pratiqué.

Pour revenir à la conception, commençons par les fourches. Le plus souvent, on va trouver dans un des plongeurs la partie “air” sur une fourche à air, ou un ressort sur une fourche à ressort hélicoïdal. Dans l’autre plongeur, la cartouche hydraulique où la compression de la fourche est contrôlée par un circuit d’huile traversé par un piston. On reviendra plus précisément sur le sujet dans le second article.

 

Vue éclatée de la Pike Solo Air de Rockshox.
Vue éclatée d’une fourche à air : la Pike Solo Air de Rockshox (cliquez pour agrandir).

 

Pour un amortisseur, s’il est à air, le circuit d’huile se trouve en fait dans le plongeur. Ce dernier vient s’enfoncer dans le cylindre qui forme la chambre à air. Se faisant, c’est le piston (invisible sans démonter l’amortisseur) dont la tige se trouve dans la chambre à air qui vient travailler sur le circuit d’huile. Pour un amortisseur à ressort classique, le schéma est le même, sauf que la tige du piston est exposé car en lieu et place de la chambre qui contient l’air on a un ressort qui court du piston au corps de l’amortisseur, où la vis qui le maintient permet de régler le preload.

 

Le sag

C’est le premier réglage à effectuer. Il va déterminer à partir de quel point de la course la suspension va travailler, et correspond à son enfoncement en position d’attaque. Il doit se situer autour de 20% pour une fourche, et 25 à 30% pour un amortisseur. Cela veut dire que pour une fourche de 100mm de débattement, le simple fait d’être sur le vélo en position de descente doit faire s’enfoncer les plongeurs d’environ 20mm. Ces valeurs peuvent évoluer légèrement selon plusieurs paramètres (type de vélo, de terrain, de pratique, …) mais sont un bon point de départ si vous réglez vos suspensions pour la première fois.

Régler le sag est très facile sur une suspension à air, car il est directement dépendant de la quantité d’air dans la chambre. Celle-ci s’ajuste à l’aide d’une pompe haute pression spécifique (et surtout pas une pompe pour pneus, malgré la présence d’une valve schrader !), qui permet d’ajuster celle-ci avec précision jusqu’à 350psi. Chaque constructeur publie généralement pour chacune de ses fourches un tableau des pressions conseillées selon votre poids. C’est un bon point de départ avant un réglage plus précis, comme celui qui suit.

Positionnez le petit joint torique présent sur un des plongeurs (et oui, ce machin sert notamment à ça !) tout en bas, contre le joint racleur du fourreau. Si votre fourche n’en comporte pas, vous pouvez installer un rilsan temporairement pour effectuer l’opération.

Montez doucement sur le vélo (avec votre équipement habituel de préférence) et mettez vous en position de descente, en vous faisant aider pour faire tenir le vélo ou en bloquant la roue avant contre un mur. Descendez de votre machine en faisant toujours attention à ne pas provoquer de mouvement brusque qui pourrait influencer les suspensions. Le joint est normalement remonté, et correspond désormais à votre sag. Mesurez son éloignement du joint racleur et rapportez-le au débattement total de votre fourche pour en déduire le pourcentage de débattement utilisé. Certaines fourches rapportent directement ce pourcentage sur l’un des plongeurs, ce qui permet de le lire directement sans faire de calcul. Si la valeur que vous obtenez est supérieure à 20-25%, rajoutez 5 à 10 psi d’air, et réitérez l’opération. Si elle est inférieure, c’est qu’il y a trop d’air, il va donc falloir effectuer l’opération inverse.

Enfin, sur les grands débattements (fourches de DH notamment), si vous êtes très légers, sachez qu’il est possible que les suspensions s’affaissent sous le seul poids du vélo. C’est à prendre en compte quand vous calculez le sag : vérifiez que les plongeurs soient enfoncés au minimum dans les fourreaux avant de faire votre mesure.

 

Certains constructeurs comme RockShox marquent les plongeurs avec les valeurs de sag, comme sur ce Monarch DebonAIr.
Certains constructeurs comme RockShox marquent les plongeurs avec les valeurs de sag, comme sur ce Monarch DebonAIr.

 

Pour un amortisseur à air, la démarche est identique, à ceci près qu’il faut mesurer la longueur du plongeur pour y rapporter la mesure effectuée, puisqu’elle ne correspond pas au débattement de la roue arrière contrairement à une fourche. Comme pour ces dernières, des constructeurs comme RockShox apposent sur le plongeur des repères qui vous permettent de calculer le sag plus rapidemment.

Il est à noter que Specialized propose sur beaucoup de ses vélos une feature d’Autosag. Elle consiste à gonfler à 300psi l’amortisseur avant de se mettre en position sur le vélo puis vider l’excès d’air grâce à la valve d’Autosag prévue à cet effet. Une fois ces deux étapes complétées, le sag est normalement réglé convenablement.

 

Et si j’ai une fourche ou un amortisseur à ressort ?

Pour une suspension à ressort hélicoïdal, il va malheureusement falloir passer à la caisse et changer le ressort. C’est une des raisons pour lesquelles les suspensions à air sont tant plebiscitées : malgré une sensibilité moindre (cet avantage est cependant de moins en moins marqué), leur réglage plus précis et plus facile constitue un point fort indéniable.

Les constructeurs proposent des ressorts au tarage différent par paliers. Ils sont en général de 20lbs pour les ressorts de fourche, et 25 à 50lbs pour les ressorts d’amortisseurs. Je vous conseille d’aller voir cet article, qui traite du choix d’un ressort pour son amortisseur et de son installation. Vous y découvrirez comment choisir le bon ressort pour votre amortisseur, non seulement en considérant son tarage, mais aussi comment ne pas vous tromper en choisissant la bonne longueur. J’y aborde aussi son installation et le preload, que nous allons voir dans un instant.

Alors que beaucoup d’amortisseurs performants orientés gravity font la part belle aux ressorts physiques, c’est nettement moins le cas en ce qui concerne les fourches, dont seuls les modèles orientés DH comme la Boxxer Team utilisent encore ce système. Si votre fourche possède un ressort, il est plus probable que ce soit un modèle d’entrée de gamme. Dans ce cas, orientez-vous vers le constructeur pour voir si vous pouvez changer le ressort, mais vos options peuvent être limitées.

 

La précharge, pré-contrainte ou preload

C’est l’occasion de tordre le cou à un mythe : non le preload ne permet pas de “durcir” un ressort hélicoïdal, comme on le ferait en rajoutant de l’air dans la chambre d’un amortisseur ou d’une fourche à air. Régler le sag en rajoutant des tours et des tours de pré-contrainte est une erreur.

Un ressort hélicoïdal est linéaire et possède une raideur constante, qui correspond au tarage (force nécessaire pour compresser le ressort sur une longueur donnée). Tout ce que l’on fait en rajoutant du preload c’est partir d’un point différent en le compressant légèrement.

Le hic, c’est qu’on introduit une zone morte en début de course, ce qui fait perdre en sensibilité sur les petits chocs. Même si l’on atteint le sag désiré à 25 ou 30% du débattement, on a en début de course un ressort plus dur qu’un autre au tarage plus élevé, et en fin de course un ressort plus mou qu’un autre au tarage plus élevé. Bref, tout le contraire de ce que l’on souhaite.

Suite au commentaire de Simon, j’ai ajouté un petit graph (admirez à nouveau mes talents d’artiste) pour que ce soit plus clair.

 

Suspensions VTT - Pré-contrainte

 

La courbe doite orange correspond à notre premier ressort. Pour simplifier les choses, il faut une unité de force pour le compresser d’une unité de longueur. Admettons que la course de notre amortisseur soit de 6. Il faut donc 2 unités de force pour l’amener à un sag de 33%, et 6 unités de force pour arriver en fin de course. Jusque là, tout va bien. C’est le vélo de votre neveu de 13 ans, il pèse 2, tout roule pour lui.

Un peu jaloux, vous décidez de lui piquer son vélo pour une semaine de vacances en station. C’est pas très sympa, mais passons. Vous pesez 3, et vous vous retrouvez donc avec 3 de sag, soit 50%. Vous décidez de garder ce ressort et rajouter du preload pour revenir à 33% de sag : c’est la droite rouge. Vous êtes au sacro-saint sag, tout semble rouler pour vous. Hop, vous chargez le vélo dans le coffre, direction votre bikepark de prédilection.

Après quelques descentes, le vélo ne marche pas terrible. La sensibilité en début de course n’est pas au rendez-vous, et vous arrivez très vite au bout du débattement. Bizarre, pourtant vous êtes au sag. Après avoir trifouillé les molettes bleues et rouges dans tous les sens, rien n’y fait, et vous poussez la porte d’un shop.

On vous conseille alors de changer votre ressort pour un plus dur. Vous êtes 50% plus lourd que votre neveu (3 alors que lui pèse 2), et vous repartez donc avec un ressort 1.5 fois plus dur. C’est la droite bleue. Votre sag n’a pas changé, il est toujours à 33%. Par contre, sur les pistes, tout a changé. Vous avez retrouvé une sensibilité correcte en début de course et vous n’arrivez pas en butée dans chaque virage relevé. Il est donc temps de se pencher sur le pourquoi du comment.

Prenons le début de course. La droite orange comme la bleue ont pour origine 0. Pour une unité de force, on consomme une unité de course dans le premier cas, et une et demie dans le second. Pour 0.5 unité de course, ce sera donc 0.5 et 0.75. En revanche, la droite rouge (notre ressort avec beaucoup de pré-contrainte) débute à 1 unité de force. En dessous, l’amortisseur ne se ne met même pas en mouvement. Entre une unité de force et trois unités, il consomme du débattement, mais est moins sensible que le ressort sans pré-contrainte ou le ressort bleu au tarage 1.5 fois supérieur.

Prenons maintenant la fin de course. Pour talonner, votre neuveu doit exercer une force équivalente à trois fois son poids, soit 6 unités. Vous avez à peu près le même niveau, prendre 3G ne vous fait pas peur (enfin, tant que c’est de l’autre côté des suspensions), idéalement il faudrait donc que l’amortisseur talonne à 9 unités puisque vous faites 1.5 fois son poids. Quand on étudie la droite rouge, on observe qu’on est loin du compte, avec seulement 7 unités, soit à peine 17% de plus. En revanche, la droite bleue est pile là où il faut, avec 9 unités de force pour 6 unités de course. Logique, puisque dans le premier cas on a juste décalé l’origine de notre droite x alors que dans le second on a bien 1.5x.

Bref, pour ces raisons, je vous déconseille de toucher au preload pour réduire votre sag. De toutes manières, la marge de manoeuvre en jouant sur ce paramètre est minime. Sur un amortisseur, il vous faudra en général tourner la molette d’environ un tour pour vous assurer que le ressort ne se balade pas librement (à vérifier au cas par cas selon les recommandations constructeur). Mais sachez qu’un preload exagéré (en général il ne faut pas dépasser deux tours) peut entrainer du “coil bind”. Ce phénomène apparait quand la longueur du ressort a été tellement réduite que les spires viennent en contact les unes avec les autres avant que l’amortisseur ne soit en butée. Cela entraine en général la destruction du système de maintient au bout de la tige, souvent un anneau de blocage en plastique. Pas très recommandable donc.

 

En espérant que cette première partie vous a aidé à y voir plus clair, je vous invite à passer à la seconde, dans laquelle nous parlerons de compression, rebond, et autres courbes d’amortissement.

 

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4 commentaires sur “VTT : comment régler ses suspensions – notions de base, sag et preload

  • 30 mars 2019 à 11 h 27 min
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    Salut,
    Désolé, je suis perdu avec cette histoire de SAG et précontrainte sur les ressorts hélicoïdaux. J’ai une fourche entrée de gamme à ressort et je n’ai jamais senti de différence de comportement quelque soit le réglage de précontrainte, mais c’est peut-être mon ressenti de débutant qui est en cause…
    De ce que je comprends, mon poids est en quelque sorte la précontrainte du ressort: par exemple, je fais 80 Kg, mon ressort a un tarage de 20Kg/cm, il s’affaisse donc de 4cm sans précontrainte, et pour que ma fourche bouge d’un cm quand je roule il faudra une force supplémentaire de 20Kg. Si je règle une précontrainte pour un affaissement de 2cm, c’est comme s’il y avait déjà 40Kg de force sur le ressort, mes 40Kg “supplémentaires” font le reste et il faudra toujours une force de 20Kg pour un mouvement d’un cm. Il n’y a pas la “perte de progressivité” dont tu parles selon ce raisonnement. Par contre j’ai gagné 2 cm de débattement !
    Dans le même sens: changer le tarage d’un ressort serait le seul moyen de changer la sensibilité (la force nécessaire pour un deplacement donné), et c’est plutôt en jouant sur la longueur du ressort qu’on l’adapte à son poids ?!
    Bon, ceci-dit, je n’ai que très peu d’expérience pratique et j’imagine qu’il y a beaucoup d’autres facteurs qui entrent en compte. C’est que mon cerveau chauffe à chaque fois que j’y pense ou lis un nouvel article, je m’embrouille, et de nouvelles explications seront bienvenues !

    En tout cas, merci beaucoup pour tous ces articles développés et passionnants!

    Répondre
    • 31 mars 2019 à 18 h 09 min
      Permalink

      Salut Simon,

      Merci pour ton commentaire, la partie sur la pré-contrainte était en effet peu claire, j’y ai remédié ! N’hésite pas à me donner ton avis sur cette mise à jour, si elle te parait plus limpide ou si des zones d’ombre subsistent.

      Pour ton premier point, sur les fourches à ressort d’entrée de gamme la précontrainte est souvent là pour faire joli ou presque, il ne faut pas espérer en tirer grand chose.

      Répondre
      • 3 avril 2019 à 18 h 00 min
        Permalink

        Merci pour ces nouvelles explications détaillées qui m’éclairent sur certains points. Malheureusement ma logique (basée sur quelques notions de physique et, encore une fois, peu d’expérience pratique de vtt) ne s’accorde toujours pas avec tes explications concernant la précontrainte (et le SAG).
        Quand je démonte ma fourche (Tora Tk) j’observe que la vis de précontrainte agit sur le ressort en le comprimant plus ou moins, de façon permanente, et que la compression totale possible du ressort est supérieure au débattement des fourreaux (100mm). Selon moi la précontrainte du ressort est différente du SAG de la fourche: si je mets 1 de force de précontrainte sur le ressort, sa longueur change, et les courbes orange et rouge ne sont pas décalées, ce sont les mêmes (la précontrainte a “remontée” les fourreaux mais il y a bien changement de longueur du ressort). De toute façon, quand je roule mon poids est sur le ressort et le comprime “au delà” de la précontrainte (quelle qu’elle soit, si elle est inférieure au poids). Alors, si je pèse “3”, le point de départ d’action de ma fourche sur le terrain sera toujours celui d’un ressort comprimé à 3 de longueur sur ton graphique (pas de point de départ différent selon la précontrainte). Et la sensibilité aux petits chocs dépend du tarage du ressort, le “1,5” est moins sensible même s’il permet d’encaisser plus de “G”. D’ailleurs comme le ressort “1” a une longueur de compression supérieure au débattement des fourreaux, si je suis sur le vélo de mon neveux avec le sag réglé à 2, le maintien de fin de course ne sera pas ideal pour moi mais je pourrai quand-même, avec mon poids et la précontrainte, amener le ressort plus loin que lui dans la compression.
        Bref, pas facile de traduire clairement mon raisonnement, mais ma conclusion va plutôt dans le sens que le réglage du SAG permet de conserver son débattement, sans changer le comportement de la fourche…
        Alors, je ne sais pas si j’arriverai à comprendre les explications que tu proposes, mais ce qui est sûr c’est que je ne vais pas tarder à me procurer une meilleure fourche, et à air ! Comme ça je pourrai me pencher un peu plus sur les histoire de réglage de compression et cie 😉

        Répondre
        • 3 avril 2019 à 19 h 02 min
          Permalink

          Salut Simon,

          J’avoue que j’ai un peu de mal à comprendre ton raisonnement mais il y a peut-être juste un point ou deux concernant le fonctionnement d’une suspension qui t’échappent.

          Ajouter de la précontrainte n’a aucune incidence sur la course disponible de ta suspension. Dans tous les cas, au repos, elle utilise 0%. En admettant que le poids du vélo est négligeable, même avec beaucoup de précontrainte, ta fourche sera exactement dans la même position quand tu n’es pas dessus.

          Les courbes sont forcément décalées : sur un ressort de 10kg/cm, il faut par exemple 10kg (ou daN pour les sectaires) de force pour le compresser d’un cm. Ou 30kg pour le compresser de 3cm. Si on exerce 40kg de force, il sera compressé de 4cm. S’il est précontraint sur 1cm, il faudra donc 20kg pour l’enfoncer d’un centimètre supplémentaire, soit 2cm de sa longueur totale. La course de l’amortisseur ou de la fourche au repos n’a elle pas changé malgré la précontrainte. Pour enfoncer la suspension d’un centimètre, il faut donc dans le premier cas 10kg de force, dans le second 20kg.

          Sur mon graphique l’origine représente une force nulle et une course consommée nulle. Si tu pèses 3 et que tu as le ressort rouge ou bleu, ton sag est à 2 de course, soit 33%, la course maximale étant 6. Le sag représente le point de départ de ta suspension pour travailler, mais ça va dans les deux sens ! Elle ne fait pas que se compresser sur les bosses, elle se détend également quand tu passes dans un trou, ou entre deux bosses.

          Au vu de ta conclusion j’ai vraiment l’impression que c’est sur ces points que tu buttes. Si on règle le sag aux environs de 30% c’est parce que cela permet à la suspension de travailler dans les deux sens, ce qui est indispensable. Aucun rapport avec une “conservation du débattement”, même si le sag idéal n’est pas fixe. Avoir un ressort avec le bon tarage te permet d’utiliser de manière optimale le débattement dont tu disposes.

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