L'évolution actuelle de nos vélos s'oriente de plus en plus vers la technologie, au point de préfigurer les vélos du futur. Par exemple, la tige de selle peut désormais être commandée sans fil par Bluetooth. De nombreux composants non électroniques bénéficient également d'une conception élaborée et d'une esthétique plus soignée. En matière de composants non électroniques, notre technologie et notre savoir-faire se sont considérablement améliorés. Ainsi, les semelles de nos chaussures antivol étaient autrefois principalement en caoutchouc, mais la plupart sont maintenant fabriquées en fibre de carbone ou en fibre de verre. Ces matériaux de haute qualité augmentent considérablement la dureté de la semelle, assurant une excellente transmission de la force et une efficacité de transmission nettement supérieure. Cependant, malgré les efforts de nombreux ingénieurs, un élément reste immuable : l'écrou de rayon.

   Bien sûr, certaines marques de roues proposent des écrous de rayon sur mesure, mieux adaptés à leurs modèles. La plupart de ces écrous sont enduits de colle à vis sur le filetage des rayons en usine, ce qui empêche efficacement leur desserrage dû aux vibrations lors de l'utilisation du vélo. Cependant, ces écrous sont généralement fabriqués en aluminium ou en laiton.

Depuis plus de cinquante ans, le laiton est le principal matériau utilisé pour la fabrication des écrous de rayons. De fait, le laiton est un matériau très répandu. Par exemple, la plupart des outils, tels que les poignées de porte et les sextants nautiques, sont en laiton.

Alors pourquoi les écrous de rayons ne sont-ils pas en acier inoxydable comme les rayons ? Et presque aucune pièce de nos vélos n'est en laiton. Quel est donc le secret du laiton pour fabriquer des écrous de rayons ? Le laiton est en réalité un alliage de cuivre, principalement composé de cuivre et de nickel. Il possède une grande résistance, une bonne malléabilité et supporte bien les températures extrêmes. Cependant, le matériau utilisé pour les écrous de rayons n'est pas du laiton pur à 100 % : une couche d'oxyde blanc ou noir se forme à sa surface. Bien sûr, une fois cette couche usée, la véritable couleur du laiton apparaît.

Le laiton est naturellement plus tendre que l'acier inoxydable, ce qui lui permet de s'étirer davantage sous charge. Lorsqu'un rayon est en fonctionnement, il est toujours soumis à des tensions variables. Que ce soit à vélo ou lors du montage d'une roue, les écrous et les boulons tiennent ensemble grâce à une très légère déformation du filetage lors du serrage. La résistance du matériau à cette déformation explique pourquoi les boulons restent généralement bien serrés et pourquoi des rondelles frein fendues sont parfois nécessaires. En particulier lorsque les rayons sont soumis à des contraintes imprévisibles, la déformation supplémentaire apportée par le laiton contribue à stabiliser le frottement.

De plus, le laiton est un lubrifiant naturel. Si les rayons et les écrous sont en acier inoxydable, il y a de fortes chances que des problèmes d'usure surviennent. L'abrasion se produit lorsqu'une certaine quantité de matière est arrachée et se dépose sur un autre matériau, laissant une minuscule cavité dans le matériau d'origine et une minuscule aspérité dans l'autre. Ce phénomène est similaire au soudage par friction, où des forces extrêmes se combinent à un mouvement de glissement ou de rotation entre deux surfaces, provoquant leur liaison.

En matière d'assemblage, le laiton et l'acier sont des matériaux différents, et il est fortement déconseillé de les associer pour éviter la corrosion. Cependant, tous les matériaux ne possèdent pas les mêmes propriétés, et l'assemblage de deux métaux différents augmente le risque de corrosion galvanique. Ce terme désigne la corrosion qui se produit lorsque des métaux dissemblables sont assemblés, en fonction de l'indice d'anode de chaque matériau. Plus les indices d'anode de deux métaux sont proches, plus leur assemblage est sûr. Or, la différence d'indice d'anode entre le laiton et l'acier est bien moindre. L'indice d'anode de matériaux comme l'aluminium est très différent de celui de l'acier ; il n'est donc pas adapté aux écrous de rayons en acier inoxydable. Certains cyclistes se demanderont peut-être ce qu'il en est si certains fabricants utilisent des rayons et des écrous en alliage d'aluminium. Cela ne pose aucun problème. Par exemple, la paire de roues Fulcrum R0 utilise des rayons et des écrous en alliage d'aluminium pour une meilleure résistance à la corrosion et un poids plus léger.

Après avoir évoqué l'acier inoxydable et l'alliage d'aluminium, il est indispensable de mentionner l'alliage de titane. En réalité, l'indice d'anodisation des rayons en alliage de titane est très similaire à celui des rayons en acier inoxydable, et ils conviennent parfaitement à la fabrication d'embouts de rayons de vélo. Contrairement au remplacement des écrous en laiton par des écrous en alliage d'aluminium, qui permet une réduction de poids significative, le gain apporté par les écrous en alliage de titane est quasiment négligeable. De plus, le coût de l'alliage de titane est bien supérieur à celui du laiton, notamment pour une pièce aussi délicate qu'un embout de rayon, ce qui augmente considérablement le prix de la roue. Les écrous de rayons en alliage de titane présentent néanmoins de nombreux avantages, tels qu'une meilleure résistance à la corrosion et un éclat remarquable. On trouve facilement ces écrous en alliage de titane sur des plateformes comme Alibaba.

Il est agréable de voir des designs inspirés par la technologie sur nos vélos. Cependant, les lois de la physique s'appliquent à tout, même aux vélos « du futur » que nous utilisons aujourd'hui. Par conséquent, à moins qu'un matériau plus adapté ne soit découvert ou que quelqu'un ne fabrique une roue de vélo entièrement en carbone à un prix plus abordable, ce vélo est fabriqué en fibre de carbone, jantes, moyeux, rayons et écrous compris. Ce n'est qu'alors que les écrous en laiton seront remplacés.