Bob : Quatre choses se sont alignées simultanément : le matériau, le processus, la performance et un vide que personne n'avait comblé. Le titane est un matériau de cadre très attrayant. Haute résistance, souplesse naturelle, résistance à la corrosion, avec une durée de vie à la fatigue qui dépasse largement celle de la fibre de carbone. Mais la construction traditionnelle en titane ne peut pas offrir de profils de tubes aérodynamiques corrects. Le tubing à renforts a des limites physiques. Vous ne pouvez pas sculpter les formes exigées par la CFD lorsque vous travaillez avec des tubes.

La fabrication additive métallique élimine entièrement cette contrainte. Nous pouvons imprimer une structure monobloc avec une géométrie interne optimisée topologiquement, des profils aérodynamiques et un renfort en treillis là où c'est nécessaire, le tout en une seule fabrication. Cela n'était tout simplement pas possible avec la construction traditionnelle.

Et le moment de la commercialisation nous a semblé opportun. Le marché des vélos de route en fibre de carbone est profondément saturé. Chaque marque poursuit la même formule, et les produits sont de plus en plus interchangeables. Un nombre croissant de cyclistes sérieux se posent d'autres questions : Peut-il être réparé ? Conservera-t-il sa valeur ? Pourrai-je toujours le rouler dans 15 ans ? Personne ne répondait à ces questions avec un vélo de performance adéquat.

Bob : Il y a toujours eu un choix forcé dans les vélos de route haut de gamme. Le carbone offre des performances de course, mais il vieillit (est toujours mis à jour), il ne supporte pas bien les chocs, et lorsqu'il est structurellement compromis, il est bon pour la casse. Le titane traditionnel offre une longévité et une excellente sensation de conduite, mais la géométrie est limitée et l'aérodynamisme est compromis. Les premiers projets de vélos imprimés en 3D étaient principalement des concepts. Ils montraient ce qui était possible, mais n'étaient pas des vélos de performance raffinés et prêts pour la production.

L'Aero One est le premier vélo qui se situe à l'intersection des trois : aérodynamisme, durabilité du titane et liberté de conception que permet l'impression 3D métallique.

Bob : C'est avant tout un produit haut de gamme de possession à long terme, bien qu'il présente des éléments des autres. Ce n'est pas un pur vélo de course comme un vélo de performance en carbone. La fibre de carbone est toujours mieux adaptée à cet objectif spécifique.

Ce que l'Aero One offre, c'est un vélo que vous pouvez rouler à un niveau élevé pendant une décennie ou deux, ou trois. Un vélo qui peut être réparé, personnalisé selon votre géométrie, et si vous le souhaitez, transmis. La technologie est de pointe, visible dans la conception du vélo, mais l'objectif final est toujours l'expérience de conduite et la relation à long terme entre le cycliste et le cadre.

Bob : Le titane possède un rapport résistance/poids très élevé, ce qui rend cela possible. Un profil mince en titane, surtout avec un renforcement interne en treillis, peut supporter des charges qui nécessiteraient une section transversale beaucoup plus grande en aluminium ou en acier. Les objectifs étaient une surface frontale minimale, un poids minimal, une rigidité suffisante pour une conduite de haute intensité, et le langage visuel qui en découle.

Pour la validation, nous avons soumis le cadre à une analyse de contraintes par éléments finis (FEA), à des tests de fatigue de 100 000 cycles, à des tests de charge statique et d'impact de chute.

La charge verticale est évaluée à 150 kg, latérale : 80 kg. L'ensemble du cadre est d'une seule pièce sans jonctions brasées ou soudées, ce qui élimine les points faibles qui préoccupent les gens lorsqu'ils voient une section fine.

Bob : Cette approche intégrant le bidon optimise une variable : le coefficient de traînée du tube diagonal lorsqu'une bouteille est montée. Mais elle introduit des compromis sur l'ensemble du cadre. On se retrouve avec une surface frontale plus grande, une plus grande sensibilité au vent latéral, un poids supplémentaire, et un profil qui n'a vraiment de sens qu'avec cette bouteille spécifique dans cette position.

Notre modélisation CFD s'est concentrée sur la traînée de l'ensemble du vélo à des vitesses de conduite réalistes et des angles de lacet. Aux vitesses que la plupart des cyclistes haut de gamme maintiennent réellement, un tube diagonal mince avec une section de cage légèrement élargie offre constamment une traînée globale inférieure à l'approche intégrée large, et il est nettement meilleur dans des conditions de vent latéral. Nous avons effectué l'intervention locale minimale au niveau de la cage. Tout le reste est optimisé pour l'ensemble du tableau.

Bob : C'était le défi central de tout le projet. Atteindre le bon équilibre entre rigidité latérale, aérodynamisme et poids au niveau de la jonction du tube de direction a mobilisé la majeure partie du temps d'ingénierie.

La solution est interne. De l'extérieur, le tube semble minimal, mais à l'intérieur, la zone du tube de direction utilise une structure en treillis de titane de densité beaucoup plus élevée, avec plus de matière précisément là où les charges de flexion se concentrent. La transition entre le tube de direction, le tube supérieur et le tube diagonal est une structure imprimée en 3D continue sans joints, il n'y a donc pas de concentration de contraintes localisées aux connexions. L'analyse par éléments finis (FEA) a guidé l'ajout et le retrait de matière. Nous avons mesuré la rigidité latérale par rapport à des cadres aérodynamiques en carbone de référence, et elle tient la comparaison.

Bob : Nous ne nous comparons pas vraiment au carbone. La structure des coûts est complètement différente, tout comme ce que vous achetez. La poudre de titane coûte plusieurs fois plus cher que la fibre de carbone par kilogramme. L'équipement d'impression 3D métallique, le traitement thermique et la finition de précision nécessitent tous des capitaux importants. L'investissement en ingénierie, CFD, FEA, optimisation topologique, tests de fatigue et travail en soufflerie est considérable pour un produit de première génération.

La comparaison la plus pertinente est le coût total de possession sur le long terme. Un vélo de course en carbone est généralement mis à la retraite au bout de trois à cinq ans. L'Aero One est conçu pour être utilisé et entretenu pendant 20 ans. Il peut être réparé. Il ne se dégrade pas comme le carbone sous les impacts répétés et l'exposition aux UV. Considéré sur cette durée de vie, les chiffres sont complètement différents.

Bob : Oui, et c'est l'un des aspects les plus sous-estimés du titane en tant que matériau de cadre. Le titane est soudable. Les dommages superficiels comme les rayures et les petites bosses peuvent être polis. Les fissures ou les fractures localisées peuvent être soudées au laser et traitées thermiquement, avec récupération de la résistance. Pour des dommages structurels plus importants, des sections localisées peuvent être réimprimées et intégrées.

Les dommages à la fibre de carbone, le délaminage, la fracture par impact et la fissuration sous contrainte sont généralement irréversibles. Une fois la matrice de fibres compromise, vous ne pouvez pas restaurer l'intégrité structurelle. Le cadre est hors d'usage. Avec le titane, un dommage est une réparation, pas une fin de vie.

Bob : Nous ne pensons pas que la foi soit le bon cadre. Nous publions les données d'ingénierie : résultats CFD, rapports de tests de fatigue, chiffres de poids, données de charge structurelle.

Nous organisons des opportunités d'essais dans les grandes villes, car rien ne remplace le fait de rouler réellement sur le vélo. Nous travaillons également avec des testeurs indépendants qui l'évalueront sans filtre de relations publiques. Et la structure de la garantie en fait également partie.

Une couverture de réparation à vie n'est possible que parce que nous sommes réellement confiants dans la durabilité du produit. Pour les cyclistes qui souhaitent une introduction moins risquée, nos petites pièces en titane leur permettent de découvrir la qualité de fabrication et le matériau avant de s'engager sur un cadre.

Bob : N'importe quel concurrent peut acheter une imprimante 3D métallique et de la poudre de titane. La barrière n'est pas l'accès à l'équipement.

La barrière, c'est la connaissance, la conception et des années d'itération.

Le travail d'optimisation topologique, combinant le comportement des matériaux, les exigences aérodynamiques CFD et les contraintes de la fabrication additive dans une conception qui fonctionne réellement pour un vélo, a pris des années d'essais.

Non seulement cela, mais aussi la bibliothèque de paramètres d'impression : des combinaisons spécifiques de caractéristiques de poudre, de températures de construction, de vitesses d'impression et de courbes de post-traitement qui produisent des pièces fiables et cohérentes.

Pour couronner le tout, la connaissance des systèmes de l'ensemble du vélo, la façon dont la rigidité du cadre, l'aérodynamisme, la maniabilité et la durabilité interagissent, ne provient que de la construction et des tests de vélos complets. 

Vous pouvez copier le langage visuel d'un design. Vous ne pouvez pas contourner la profondeur d'ingénierie qui le sous-tend.

Bob : La priorité immédiate est un jeu de roues en titane, conçu pour fonctionner avec le package aérodynamique de l'Aero One. Ensuite, un cockpit entièrement intégré imprimé en 3D, adapté à la géométrie du cadre plutôt qu'adapté d'un composant tiers.

À plus long terme, nous voulons offrir une géométrie personnalisée en standard. L'intérêt de la fabrication additive est que chaque cadre ne coûte pas significativement plus cher à produire avec des dimensions différentes. Cette flexibilité devrait se traduire par une véritable option d'ajustement pour chaque cycliste, et pas seulement un cadre qui se rapproche de vos mesures.

Bob : Cela deviendra le processus de fabrication standard pour les cadres et composants haut de gamme. L'économie de la technologie s'améliore constamment : vitesses de construction plus rapides, coût par pièce plus faible et options de matériaux plus larges. Ce qui nécessite un investissement en capital important aujourd'hui sera plus accessible dans une décennie.

À ce moment-là, la conversation passera de « pourquoi imprimé en 3D ? » à « pourquoi pas ? ». Les approches traditionnelles et additives coexisteront pendant longtemps. La fabrication traditionnelle a sa place dans la production en volume. Mais pour les vélos haut de gamme, je pense que l'impression 3D deviendra la méthode de fabrication attendue, et non l'exceptionnelle.