JON LUZEA – The Long-John (dans les Landes)

Création d’un cargo bi porteur de type « Long John » durant une « résidence mécanique » dans le sud des Landes.

LA GENESE

Cela fait quelques années que je caresse l’espoir de fabriquer un vélo cargo à base de vieux cadres vélos de récup. Il aura fallu du temps pour que les étoiles s’alignent et que je puisse mettre en mouvement ce projet dans les conditions que j’estimais nécessaires et idéales pour ma capacité de création (à savoir : prendre mon temps dans un espace ou je peux laisser trainer mon bordel sans embêter personne). Depuis que j’ai découvert les vélos cargos bi-porteurs dans les pays du Nord de l’Europe, j’ai su que j’aimais cette mécanique et cette mobilité. L’enjeu était donc à la fois d’avoir un cargo pour pas trop cher comparé aux prix du marché industriel ou artisanal et aussi d’en apprendre plus en tant que mécano, sur la soudure, la résistance des matériaux ou même la spécificité mécanique de la direction déportée propre aux cargos ou à certains tandems. Beaucoup de questions, auxquelles il aura été difficile de trouver les réponses qui me satisfassent avant de commencer à me mettre en mouvement. S’il ne doit rester qu’un seul conseil de cet article pour celui ou celle qui veut se lancer dans la création DIY d’un vélo cargo, c’est de ne pas attendre d’avoir toute les réponses avant de se jeter à l’eau.

LE CARGO EN CHIFFRES

• 4 semaines de conceptualisation et d’aménagement d’atelier, fabrication du gabarit
• 8 semaines de construction, dont 3 semaines sur la partie direction (sans déduire les temps morts et autres déconvenues)
• +/- 500 euros de matériaux et autres éléments mécaniques neufs
• 60% du vélo complet et prêt à rouler vient de la récup’ gratuit
• 72x50cm de chargement disponible
• 80kg transporté en un seul chargement
• +/- 25/30kg, c’est le poids du vélo au jugé, pas encore trouvé de système de pesage suffisamment fiable
• +/- 100km de test en conditions différentes, sans problème à déplorer pour l’instant.

LA CONCEPTUALISATION

J’ai commencé par réaliser un plan à échelle pour avoir une idée approximative de ce que je voulais faire, les longueurs de tube que j’aurai besoin de trouver, l’angle de direction que je veux donner et avoir une idée sur la longueur ou les dimensions du support de chargement. Ça ne veut pas dire que je vais essayer de coller au plan au millimètre près, mais c’est surtout pour me donner une direction à prendre.

Pour réaliser ce plan j’ai mesuré les parties que je vais réutiliser sur les 2 vélos de récup qui vont me servir de base : 1 vieux MTB 26 pouces et un vieux vélo enfant 20 pouces tout rouillé mais dont la partie direction est encore bonne.

L’un des gros enjeux de la création d’un vélo c’est évidemment d’être sûr de partir droit ! Il faut surtout que la roue avant soit dans le même axe que la roue arrière. Je vais pour cela, me faire un gabarit et un système de levage qui me permettront de bien positionner mes pièces puis ensuite de les « brider » pour maintenir les éléments à souder et être sûr que cela ne bouge pas durant le processus de soudage (la chaleur peut méchamment déformer les tubes !).

Pour réaliser le gabarit j’ai pris une poutre en bois sur laquelle j’ai tracé un axe, puis mesuré sur mon plan la distance entre les deux moyeux avant et arrière, de centre à centre : je reporte cette mesure à grandeur nature sur mon axe tracé sur le gabarit. A partir de là je creuse au ciseau à bois la forme des jantes (au niveau des points qui représentent les deux moyeux) afin que je puisse bien fixer mes roues à l’aide de deux serres joints. Cette poutre ainsi que mes deux roues avant et arrière constitueront alors la base de mon gabarit. ATTENTION : il est important de bien s’assurer que les roues ne soient pas voilées avant pour être sûr que cela n’altère pas la rectitude du vélo étant donné qu’on va se baser sur l’alignement des roues pour construire le reste.

Le système de levage est composé de fil, 2 crochets et de 3 poulies et me permet d’ajuster à volonté la hauteur de chaque crochet et de lever jusqu’à 30kg sans trop d’effort. J’ai dû dépensr une cinquantaine d’euros pour réaliser ce palan et cela en valait la peine.

Je passe maintenant à la découpe des tubes superflus. On réutilisera tout ce qu’on peut. Au préalable, pour faire le plan, j’avais eu besoin de mesurer la distance entre le Boitier De Pédalier et le sol, je fais en sorte de disposer le vélo selon celle même mesure grâce à une cale sous le BDP pour que son comportement et sa géométrie générale soit au plus proche de celle d’origine (et éviter que les pédales ne touchent le sol par exemple).

LA CONSTRUCTION

Je vais me servir de la douille de direction originelle du VTT pour construire ma colonne de direction spéciale cargo. Pour cela je coupe en deux horizontalement ma douille de 1 pouce, et c’est trop pratique parce que le diamètre intérieur d’une douille de 1 pouce fait tout juste 30mm. Je vais donc presser entre les deux parties de douille un tube de construction de 30mm de diamètre extérieur et ainsi rallonger facilement la colonne de direction ! Ça tient déjà bien comme ça car c’est le même principe que pour presser les cuvettes de direction mais je conseille quand même de souder avant de presser les dites cuvettes, sinon on risque de modifier sans le vouloir la taille de la colonne en pressant tout à la fois.

A ce stade, il est temps de commencer la construction de la base. Pour cela je vais utiliser du tube de récup’ : les tubes carré creux de 25x25x2mm qui constituaient la structure de feu la vieille table de ping-pong rouillée familiale.

Comme 25×25 est un peu petit pour une base, je décide de les doubler et donc de faire un tube rectangle de 50×25, cela me permettra aussi de simplifier un peu les découpes pour raccorder mes éléments.

Je récupère le tube diagonal du cadre de VTT pour en faire mon raccord entre la base et la douille de direction de la roue avant. Au préalable, j’avais récupéré cette douille sur le vélo d’enfant d’ou vient la fourche. Je rabaisse un peu mon top tube que j’avais découpé, cette partie-là n’était pas obligatoire, on aurait pu laisser le top tube raccordé au tube de selle mais comme le VTT était une taille de géant, je voulais que ce soit un peu plus confortable. J’ai donc rapproché légèrement la distance centre à centre tube de selle – douille de direction, avec l’ambition de mettre une potence courte, et un top tube assez bas pour descendre et monter confortablement sur le vélo. Une potence courte est de toute façon plus appropriée pour ce genre de cargo car les charges imposantes gêneront moins le pilotage. Pour les raccords, je gruge mes premiers tubes à la meuleuse et à la lime suivant une formule que j’ai trouvé sur internet et ce n’est plutôt pas mal. Cela va assez vite et c’est plutôt propre.

Vidéo explicative de la technique que j’ai utilisé pour gruger le tube (en Anglais)

Je fabrique aussi un module en bois pour permettre de soutenir la partie de la base du cargo à niveau. Il peut coulisser assez facilement sur la poutre et c’est assez pratique.

Je vais maintenant positionner l’angle que je souhaite donner à ma douille de direction. Grace à ma structure de levage et la fourche étant bien accrochée sur ma roue avant elle-même fixée à la charpente, c’est super simple et précis : je n’ai qu’à tirer sur la corde pour donner plus ou moins d’angle. Grâce à ma poulie de sécurité, le simple fait de lâcher la corde bloque le réglage. Je choisis un angle un peu à l’oeil en fonction de ce qui me semble être un bon compromis visuellement et qui sera finalement proche des 70°-71°, ça me parait acceptable car j’ai pas envie d’un truc trop aggressif à conduire.

Maintenant que tout est bien positionné je bride tout à l’aide de serre-joints et pinces étau et je vais commencer à pointer, en commençant dans la longueur de l’axe du vélo car je me dis qu’une déformation dans l’axe est moins grave qu’une déformation latérale. Une fois le pointage fini je vérifie sous plusieurs angles que tout à l’air d’être bien resté droit.

Une fois que tout est pointé s’en suit une loooooooongue période de remplissage de soudure, surtout étant donné que je dois souder toute la longueur de ma base. La soudure à l’arc surtout quand on débute, c’est très long car il faut parfois galérer à enlever le laitier avant de recommencer. Je n’ai pas ce problème sur les lignes soudures à plats mais les soudures d’angle et les arrondis peuvent parfois me donner du fil à retordre, surtout sur le tube fin de vélo. C’est aussi parce que je veux être sûr que mes soudures tiennent que j’y passe autant de temps. Sinon, je suis assez agréablement surpris, avec une maitrise amateur de la soudure à l’arc type MMA j’arrive à pointer facilement et à faire des trucs assez solides et surtout à ne pas percer les tubes de vélo. Par contre vu que ça chauffe vite et fort, ça déforme quand même vachement les tubes… malgré mon bridage j’ai eu quelques petites surprises mais rien de dramatique.

On peut en profiter pour répondre à cette question : pourquoi choisir l’arc MMA comme méthode de soudage ?

• Déjà parce que j’avais un poste à l’arc (et des baguettes) assez bon et l’idée c’était de pas trop dépenser pour faire le vélo
• Ensuite, je maitrisais déjà à peu près la méthode et je savais que même si ce serait long, délicat et pas joli, j’arriverai assez facilement à faire quelque chose de solide
• La soudure MMA permet une plus grande plage « d’approximation » car on peut facilement combler quelques jours en rajoutant de la matière. Chose qui me semble plus difficile (ou en tout cas de façon moins solide) à faire avec un chalumeau par exemple. Et quand on n’a pas d’outillage industriel pour gruger du tube ou faire un travail « à fleur » cela peut être un bon compromis.

Si c’était à refaire je pense que j’essaierai quand la soudure au chalumeau déjà parce que je trouve assez beau et ensuite parce que apparemment ça se maitrise bien et vite et surtout parce que je n’ai pas l’électricité dans mon atelier et qu’il fallait tous les jours tirer 100m de rallonge (et ça devait pas être très bon non plus pour la qualité de la soudure). Je pense qu’à l’avenir je ferais une « technique mixte » genre pointer ou combler les trous à l’arc + soudo-braser au chalumeau. J’aimais bien aussi l’idée que pour une première réalisation les éléments puissent vraiment fusionner et ainsi être plus solide, mais peut-être que cette inquiétude était infondée. J’ai quand même vu pas mal de cadre brasés « dessoudés » dans ma pourtant courte carrière de mécano. A tester pour savoir, donc…

Il va falloir maintenant mettre une barre de renfort sous la partie chargement et une au niveau de la douille de direction avant, comme sur la photo qui suit. Cette barre de renfort à un double objectif : solidifier le cadre en le rendant un peu plus rigide, car ce genre de construction avec une barre centrale à la fâcheuse tendance de se déformer sous charge au niveau de la colonne de direction. Ça ne casse pas forcément mais c’est très désagréable au roulage. C’est dû au fait que les roues, principales supports, sont très éloignées. Cette barre donc, pour éviter cette tendance naturelle mais aussi pour qu’il y ait toujours 2 soudures pour maintenir la structure au lieu d’une seule : si ça pète à un endroit, que je puisse au moins rouler pousser le vélo jusqu’à le faire réparer. Avec deux points d’ancrage, le tube diagonal qui rejoint la douille de direction de la roue avant est aussi bien solidifié. Pour cela j’utilise du tube carré de récup-table de ping-pong de 25mmx25mm.

Une fois la structure générale terminée, je commence la partie direction. La partie direction spécifique à un vélo cargo se compose d’une bielle de direction avec deux rotules, d’une colonne de direction ou sera fixée le poste de pilotage (potence et cintre) qui reliera la fourche via la bielle. Pour faire cette colonne, qui sera ensuite vissé via un jeu de direction sur le tube de direction vertical, je vais utiliser la même méthode que pour rallonger le tube de direction : les fourches 1 pouce ont un diamètre intérieur de 22,2mm et extérieur de 25,4mm. Je vais donc utiliser du 22mm car c’est plus facile à trouver dans le commerce que du 22,2 et ça suffira largement. Je coupe la fourche à sa base en laissant un peu de tube et je presse le tube de 22mm à l’intérieur de la fourche puis je calcule la longueur que je veux en fonction de mon tube de direction. Je presse alors le morceau de tube qu’il me reste pour avoir le bon diamètre extérieur (25,4, soit un pouce) en mes deux extrémités. Si on va utiliser une potence à plongeur comme moi, il faut évidemment faire attention à laisser une bonne marge sur la partie haute de la colonne de direction. Pour être sûr de partir droit, comme il y a un léger jour de 0,2mm je bride mes deux moitiées de fourche sur une cornière en acier et je met un poid sur le tube prévu pour rallonger. Je coupe aussi les fourreaux et je soude une embase de 4 ou 5mm percée et taraudée M10 à l’endroit où il y avait les fourreaux, à partir d’un vieux battant en acier de porte d’écurie.

La partie qui m’aura donné le plus de fil à retordre c’est la bielle ! J’avais beaucoup de mal à me représenter le mouvement qu’elle ferait, ça n’était vraiment pas instinctif pour moi. J’avais compris en regardant des modèles de cargo, qu’il fallait un point de mouvement sur 2 axes (un mouvement horizontal et un mouvement vertical) et un sur 1 axe (un mouvement horizontal). Le mouvement sur 1 axe pouvait se faire facilement avec une rotule mécanique basique mais chaque cargo à son propre fonctionnement pour le mouvement en 2 axes. Dans les nombreuses vidéos que je regardais sur la fabrication de cargo DIY, les ingénieurs d’internet se compliquaient énormément la tâche à mon sens en fabriquant et tournant des pièces spécifiques pour le mouvement sur 2 axes, alors qu’il existait des rotules qui ont un mouvement sur 4 axes (un mouvement vertical, un mouvement horizontal et deux mouvement diagonaux). J’ai donc commandé une de ces rotules pour me simplifier la tâche. En fait la suite me montrera que 4 axes, même si cela fonctionne, pose quelques problèmes de tenue de route. J’ai pu quand même trouver une solution, on en parlera à la fin.

Pour calculer l’angle de la bielle, j’ai reporté au sol l’axe du vélo à la craie puis, en positionnant le vélo sur l’axe, j’ai donné à ma roue l’inclinaison maximum que je pensais nécessaire pour manœuvrer. A partir de là j’ai reporté au sol les positions des rotules de ma colonne de direction et de ma fourche, le rayon de ma roue avant dans l’axe incliné que je lui ai donné (en rajoutant 50mm pour compter le pneu qui n’était pas là à ce moment-là). Je trace donc maintenant une parallèle à mon axe de roue à quelques centimètres de décalage de sorte que je sois à peu près aligné sur mon fourreau de fourche droit et donc à la rotule qui sera présente sur cette partie de la fourche. Je trace ensuite une autre droite qui part de ma rotule de colonne de direction et qui relie ma parallèle à l’extrémité de ma roue. Je considère donc que cet angle est l’angle de braquage maximal que je veux donner à mon vélo. Des tiges filetées pour rejoindre la bielle aux rotules me permettront d’affiner mon réglage, mais mon angle est correct. Je conçois que cette partie ne soit pas très clair, alors j’ai réalisé le petit schéma qui suit et qui reprends en vue du dessus le tracé que j’ai fait à la craie au sol en reportant les mesures les plus importantes du vélo. J’espère que ça éclaircira un peu.

La soudure de la bielle est très complexe. J’utilise du tube de 16 et 20 mm qui chez moi est en épaisseur de 1,2 ou 1,5 mm max ce qui est donc très dur à souder à l’arc. Je fais d’abord mon angle avec des petites sections de tube en 20 mm dans lequel je vais raccorder avec des sections de 16mm et à chaque extrémité, des tubes de 20 mm aussi + un écrou de M10 pour pouvoir mettre ma tige filetée.

Je soude enfin l’embase au niveau de ma fourche pour raccorder la bielle et c’est bon j’ai une direction qui tourne ! Pour l’instant c’est juste pointé mais pour être sûr que je puisse souder et que c’est bon, j’ai quand même envie de faire un essai ! Je vais faire un premier test sans frein ni transmission, je vais juste me laisser glisser depuis une descente pour voir si ça tourne comme je le voudrais, en freinant avec le pied sur le pneu. Parce j’ai confiance et que la confiance nique la France. Ça marche, et je peux donc tout souder tranquillement…

Pour finaliser la structure de chargement, j’utilise des cornières de 3 mm d’épaisseur que je découpe et encastre sur la partie centrale (4x 50 cm de long) et des cornières trouées de 2 mm pour les extrémités. Tout ça dans le but de faire quelque chose de solide mais en gagnant du poids comme je peux. J’utilise des haubans d’un vieux cadre rouillé pour faire des arceaux qui finaliseront de renforcer la direction et rigidifieront le tout.

Maintenant je me concentre sur les détails : les passages de câbles. J’avais pris le temps de percer les cornières pour que mon câble de frein avant ne soit pas en gaine complète et ait donc un rendu un peu moins spongieux. Cela me permet aussi de rallonger un câble traditionnel avec un serre câble double plutôt que devoir acheter un câble de tandem plus long. L’idée c’est que ce soit un vélo facilement réparable et pour pas cher dans n’importe quel atelier participatif ! C’est aussi pour cela que je fais le choix de rester sur des V-Brake plutôt que passer sur des freins à disque (et puis aussi pour m’éviter de la soudure j’avoue).

Sur les restes du vélo d’enfant, je découpe un morceau de tube avec des butées de gaines que je plaque et martèle contre mon tube de selle du cargo pour lui en donner la forme et que je viens pointer pour le souder. Une méthode bien connue des membres de la Cycloffcine, il me semble ! C’est parce qu’à cause de ma barre de renfort sous le boitier de pédalier, je serais obligé d’utiliser un dérailleur à tirage haut. Quant au dérailleur arrière il sera en gaine complète, ce n’est pas trop gênant.

Pour faire les butées de gaine sur mes cornières percées, j’utilise des écrous de plateau. J’avais déjà fait ça pour faire une potence améliorée qui permettait un tirage central cantilever et ça marche plutôt bien, le diamètre de l’écrou correspond pile poil au diamètre du câble de frein.

Maintenant, y a plus qu’à faire le pré-montage mécanique du bazar, avant peinture. Pour le câble de frein avant qui nécessite des câbles de tandems, plutôt que d’aller en chercher à la ville, comme le disais, j’ai pris un câble neuf + une chute de câble que j’ai joint ensemble par un serre câble double. Ça marche parfaitement ! Je soude aussi une embase robuste pour pouvoir fixer ma béquille double.

Une fois que je suis sûr que cela roule et réagit bien, je démonte et je peins le cadre. Je choisis de peindre juste les parties ou le métal est apparent car cela me fais moins de peinture à acheter et que je veux lui donner un look punk et pas cher, assumer le DIY en somme.

Le vélo est maintenant remonté et il s’agit de trouver de quoi faire un panneau pour la base du cargo. Merci au couvreur du village, qui me fournira gracieusement une chute de zinc ! Le zinc est pas mal pour faire un plateau dans cette configuration : comme j’ai des cornières suffisamment proches des unes des autres ça rend le panneau solide et je peux quand même le marteler pour lui donner la forme que je veux : ça se travaille bien ! Pour le fixer, j’utiliserai des vis aux extrémité ou des U sur mes cornières sur la tranche du plateau qui me permettent en plus d’attacher chambre à air ou tendeur pour attacher mon chargement. Je rajoute même une protection en zinc sur le tube diagonale qui rejoint la douille de direction de la fourche avant. Car sans rien, quand il pleut je me prends toute l’eau dans la gueule… Heureusement, en réutilisant le tube diagonale du VTT d’origine, j’avais fait exprès de mettre la partie avec les filets pour le porte gourde, en me disant que cela pourrait toujours servir et c’est le cas pour fixer cette plaque de zinc diagonale.

Je rajoute les lumières avant et arrières et le vélo est terminé. Manquera plus qu’à câbler tout ça, dans un futur proche étant donné que je suis sur dynamo moyeux. J’avais fait des trous spécifiques pour un passage de câble lumière interne mais cela risque de demander temps et patience. L’été étant déjà là cela deviendra une priorité seulement en automne.

AFFINAGE ET CONCLUSIONS

En roulant je m’aperçois alors de l’importance de la fameuse pièce de direction qu’il aurait fallu usinée et que j’ai décidé de remplacer par une rotule sur 4 axes… En fait le problème de la rotule sur 4 axes c’est que le bras retombe par la gravité et que donc à chaque fois qu’il est contraint de bouger par des vibrations trop importantes (nid de poule, accélération…) fatalement il bouge de bas en haut et rend la direction instable. Pour régler ce problème j’ai utilisé une vieille méthode que j’avais vu faire par un collègue il y a longtemps, sans comprendre à l’époque. J’ai attaché une chambre à air de sorte à maintenir le bras vers le haut. Ce n’est pas mal car l’élasticité de la chambre à air ne gêne pas le mouvement. A voir combien de temps ça va durer… Un jour, j’aurai mon tour à métal et je pourrai faire la pièce adéquate !

Sinon une fois cette amélioration effectuée, je trouve vraiment agréable à rouler et conduire. Certes il est plus lourd que mon Omnium cargo et surement aussi que les Bullits en aluminium, mais ce n’est pas non plus un tank, grace à sa structure en tube fins, ses freins V-Brake et sa bequille simple en aluminium. J’ai réussi à porter pas mal de truc avec sur des trajets entre 12 et 24km sans me mettre dans le mal. Sur une balade de 60km à vide je ne l’ai pas subi non plus. Sur du plat porter 80kg sur quelques kilomètres se fait.

Expérience pour l’instant positive qui donne envie de recommencer ! Mais il s’agira maintenant de travailler plusieurs points : Fabriquer des outils pour faciliter la fabrication artisanale et apprendre une technique de soudure moins chronophage que la soudure à l’arc et ce fichu laitier à devoir enlever systématiquement.