3T : cadre en carbone "made in Italy
Le fait qu'une petite révolution dans la construction de cadres de vélo se déroule à Presezzo, dans la banlieue de Bergame, n'est pas visible de l'extérieur. Pourtant, c'est ici que se prépare l'attaque frontale contre le principe prétendument ancestral de la branche du vélo, selon lequel les pièces en carbone sont fabriquées en Asie pour des raisons de coûts. Le bâtiment de quatre étages, couleur béton, aux vitres bleues voyantes, est un bâtiment fonctionnel, comme on pourrait en trouver dans de nombreuses zones industrielles. Il n'est pas particulièrement grand. Il n'est pas possible d'y tourner d'énormes quantités de pièces.
L'adresse attire l'attention. Le patronyme n'est autre que Léonard de Vinci, le génie universel italien du 15e siècle. Dans la modeste entrée, un logo 3T métallique et rétroéclairé est suspendu devant une paroi en contreplaqué. Au dos de celui-ci se trouve un gravelbike 3T-Racemax à la finition carbone nue. En face de la réception, l'histoire de l'entreprise est encadrée sur le mur. Deux étages plus haut se trouve l'étage de la fabrication. Les fenêtres ouvertes laissent passer la lumière sur trois cadres peints, que Gerard Vroomen accroche pour nous dans l'ordre vert, blanc et rouge, afin de reproduire le drapeau tricolore italien. Vroomen est hollandais et associé de 3T depuis 2015, tout comme le directeur René Wiertz.
Vroomen, ancien co-fondateur du fabricant canadien Cervélo, est considéré comme une personnalité éminente et surtout innovante du secteur. Lorsqu'il a rejoint 3T en 2015, il a donné le coup d'envoi à la transformation du spécialiste italien traditionnel des composants de vélos de course en fabricant de vélos. Vroomen, inventeur du vélo de course sur route à l'aérodynamisme optimisé, a fusionné l'aéro-race et le vélo tout-terrain pour créer l'Exploro, présenté en 2016, et a inventé un nouveau genre : le vélo d'aventure aéro-rave. Très tôt, Vroomen a vu de bonnes chances de populariser le gravel bike. L'histoire lui a donné raison. Le gravel est en plein boom, et 3T surfe habilement et de face sur la vague du gravier.
3T : Connaissance de la production allemande
Mais Vroomen a également fait preuve de clairvoyance avec un achat stratégique. En 2015, il a acquis THM, un spécialiste allemand du carbone qui a créé des composants légers innovants, comme la manivelle entièrement en carbone appelée Clavicula. Vroomen, comme il l'admet volontiers, était surtout intéressé par le savoir-faire de fabrication du patron de THM, Thomas Mertin. Le premier produit en carbone que 3T a fabriqué lui-même en Italie après cette fécondation a été le pédalier tout en carbone Torno, qui rappelle en partie la construction de THM : la manivelle droite et l'arbre sont entièrement en carbone. THM est également un pivot à d'autres égards. Le responsable de la fabrication du carbone chez 3T, l'ingénieur espagnol Enrique Pineda, est allé chez THM en Allemagne après ses études en Espagne et y a appris des choses sur la construction légère avant de rejoindre 3T où il a été chargé de mettre en place une fabrication de cadres en Italie. "Nous avons travaillé un an avant d'avoir le premier cadre entre les mains", se souvient Pineda, avant d'ajouter : "Mais c'est là que les problèmes ont vraiment commencé !" Maîtriser l'écoulement de la résine, c'est-à-dire quasiment la substance porteuse des fibres de carbone, dans les moules s'est révélé extrêmement difficile. "De nombreux cadres sortaient du moule en se pliant", plaisante Vroomen, "parce qu'ils avaient des endroits secs où la résine n'avait pas mouillé les fibres".
Cela indique une différence importante par rapport à la fabrication du carbone en Asie. 3T utilise le procédé dit RTM. RTM signifie "Resin Transfer Molding", une technique qui consiste à injecter la résine dans le moule fermé. En Asie, on utilise en revanche des pré-imprégnés, c'est-à-dire des fibres préalablement imprégnées de résine qui est activée dans le moule sous l'effet de la pression et de la chaleur. Avantage du RTM : les fibres non imprégnées sont moins chères et le stockage ne nécessite pas de congélation.
Pineda explique comment il a résolu méthodiquement le problème des rebuts trop importants dus aux flux de résine invisibles : "Nous avons étudié le comportement d'écoulement sur un moule avec couvercle en verre et avons ainsi pu optimiser notre processus". Vroomen ne craint pas que quelqu'un puisse l'imiter. "Nous sommes très ouverts et montrons volontiers notre processus, car les détails décisifs ne sont pas visibles", dit l'ingénieur.
Comment se déroule la fabrication d'un cadre 3T ?
Le processus de fabrication d'un cadre 3T se décompose en l'enroulement des tubes, le garnissage des moules et le post-traitement des ébauches - elles sont sur-poncées et passent finalement au four pendant une nuit.
Le processus de bobinage se déroule dans une pièce vitrée séparée au sein du niveau de production d'environ 1 000 mètres carrés. L'intérieur ressemble à une usine textile. Des rouleaux de nattes en carbone sont suspendus derrière une table de coupe. Mais au centre se trouvent deux enrouleuses qui placent automatiquement un filament de carbone sans fin (un "roving" épais, composé de 25 000 fibres individuelles) autour d'un noyau qui reproduit le contour intérieur d'un tube. Ce processus s'appelle le "filament winding". "L'angle du filament par rapport à l'axe du tube peut être choisi librement", explique Vroomen, "nous pouvons placer le carbone exactement comme nous le voulons". Pour que les fibres sèches, semblables à des fils textiles, adhèrent de manière indéformable autour du noyau, une colle est ajoutée. Cette partie de la cuisine des sorcières est un travail manuel : une collaboratrice applique de la poudre d'une boîte sur les enroulements, comme si elle assaisonnait un rôti à la broche. Une lampe UV irradie ensuite l'enroulement et active la colle.
Les machines sur lesquelles tout cela se passe sont principalement construites par l'entreprise, explique Pineda. Tout est réglé pour une efficacité maximale et une faible consommation d'énergie. "Les moteurs qui font tourner la broche sont petits et légers, ils ne sont pas plus puissants qu'ils ne doivent l'être", explique-t-il. Cela contribue à réduire les coûts énergétiques.
Lorsqu'un tube est enroulé, il faut retirer le noyau autour duquel le fil a été placé. 3T ne nous montre pas comment faire, c'est un secret de fabrication ! Nous pouvons prendre en main le tube fraîchement enroulé. Grâce au pré-adhésif, il est suffisamment stable pour être manipulé.
Lorsque toutes les pièces détachées d'un cadre sont enroulées, elles sont déposées ensemble sur une étagère. Un code QR permet de retracer l'historique des pièces.
Une production économique
Le mariage des tuyaux avec le cadre principal se fait dans des moules négatifs en aluminium. Ceux-ci sont répartis librement dans l'espace. Les entrelacs de tubes sont placés à la main dans les moules, qui reposent sur des supports en aluminium comme des coquillages ouverts. Des tuyaux sont tirés à l'intérieur des tubes. Environ dix pour cent de carbone sont ajoutés à la main aux points de jonction pour les renforcer. L'habileté manuelle est indispensable. Celui qui travaille ici a suivi la plus longue formation de l'entreprise.
Ensuite, le moule est fermé, ce qui est possible avec un minimum d'effort grâce à la technique de levage et aux articulations. Le moule est ensuite vissé et raccordé à divers tuyaux. Ils servent à créer un vide à l'intérieur, à injecter la résine et à mettre les tuyaux sous pression dans les tubes.
L'astuce du processus est que le moule n'est pas déplacé après la fermeture, comme c'est habituellement le cas. Au début, on les conduisait vers les deux grandes presses qui se trouvent encore au milieu de la pièce, explique Pineda. Les presses prenaient les moules en tenaille et les chauffaient à la manière d'un gaufrier géant. "Un gaspillage d'énergie !", dit Vroomen, on a donc intégré les chauffages directement dans les moules, ce qui permet de chauffer beaucoup moins de matière. Les cadres cuisent pendant deux heures à une température de 80 degrés seulement - un cycle doux pour le carbone.
Après le démoulage, le cadre principal est complété par le châssis arrière. Les tubes de ce dernier sont fabriqués dans un moule séparé, puis collés au cadre principal.
Dans l'atelier de rectification, les cadres finis sont encore retravaillés manuellement, ce qui comprend essentiellement l'élimination des bavures de coulée. Un robot est déjà prêt à effectuer ce travail pas très agréable à l'avenir. La suite du travail est effectuée par une petite fraiseuse à portique CNC à cinq axes, également de fabrication maison. Elle perce des trous pour les freins et les porte-bouteilles. Cette machine filigrane suit elle aussi la philosophie de la production allégée. "Nous travaillons ici avec du carbone d'un millimètre d'épaisseur, nous n'avons pas besoin d'un équipement lourd pour cela", explique Pineda.
Coûts comme en Asie
Les cadres sont peints en dehors de l'entreprise - pour l'instant. Au fur et à mesure que le nombre de pièces augmente, la peinture doit faire partie du flux de travail sous un même toit. Actuellement, 3T fabrique quatre cadres par jour. Six sont prévus d'ici la fin de l'année et l'objectif est de produire 20 pièces par jour en 2024. Jusqu'à présent, le modèle Racemax est fabriqué en Italie, en 2024, tous les vélos devraient être disponibles en version italienne, les moules sont déjà en place. Si la production doit continuer à croître, un déménagement sera nécessaire.
En termes de prix, l'Italie peut déjà concurrencer la production asiatique, affirme Vroomen : "Nous fabriquons en Italie à des coûts comparables, si l'on tient compte du transport et des droits de douane ; nos produits de base sont moins chers, nous sommes plus rapides, mais nous avons bien sûr des salaires plus élevés".
Le client ne ressent toutefois pas encore les effets de cette fabrication avantageuse, car les cadres de production italienne sont vendus nettement plus chers que ceux fabriqués en Asie. Un kit de cadre du Racemax Italia coûte environ 5.000 euros. Un Racemax de production asiatique est en revanche disponible en tant que vélo complet à partir de 3.500 euros. Gerard Vroomen justifie la hausse de prix pour le "made in Italy" par les années de développement qui doivent être refinancées. Pour pouvoir produire un plus grand nombre de pièces, Vroomen et Wiertz ont fait appel à un investisseur. Pour le client, la production italienne offre actuellement - outre un bon sentiment - surtout l'avantage de la finition individuelle. Une variante en carbone apparent est par exemple disponible.
Du point de vue de Vroomen, la production locale n'a que des avantages : "Nous produisons plus efficacement, avec moins de déchets et uniquement ce que les clients veulent". 3T veut profiter de la production allégée avec un équipement relativement léger pour produire également plus près du marché en Amérique. "Nous pouvons mettre cela en œuvre relativement rapidement", explique Vroomen. D'autres fabricants de vélos s'intéressent également au processus de fabrication. "Nous allons probablement prendre en charge la fabrication européenne pour un partenaire plus important". Pour ce dernier, rien ne changera, il commandera simplement ses vélos chez 3T au lieu d'un fournisseur asiatique.
3T, un modèle pour toute l'industrie ?
La fabrication de 3T montre que la construction de cadres en carbone est un processus complexe qui peut être très personnalisé. Les ressources nécessaires sont toutefois gérables avec le procédé que 3T a choisi. Les grandes techniques ne sont pas utilisées. En principe, un petit constructeur de cadres pourrait travailler avec cette méthode. Il faut surtout du savoir-faire et de l'ambition pour arriver à de bons résultats. Chez 3T, des milliers d'heures de travail ont été consacrées à la conception des détails.
L'argument selon lequel une fabrication européenne serait trop chère semble être réfuté. Comme Carbon Team au Portugal (voir TOUR 1/2022) 3T a également trouvé un moyen de produire du carbone intelligemment sur place, avec les contraintes plus strictes en vigueur en Europe, de la protection du travail à la protection de l'environnement. Le commerce spécialisé profite également de l'évolution du mode de production. Pour 2024, les revendeurs 3T n'ont plus qu'à réserver des capacités de production auprès du fabricant. Ce n'est que six semaines avant la date de livraison prévue qu'ils devront alors fournir des détails tels que le modèle, l'équipement, la taille du cadre et la couleur. Jusqu'à présent, les revendeurs de vélos des grandes marques devaient souvent commander des modèles concrets et précis de nombreux mois à l'avance - avant même de savoir ce que les clients souhaitaient.
L'avenir nous réserve peut-être même des produits entièrement recyclables (voir interview ci-dessous). La boucle serait alors véritablement bouclée et Léonard de Vinci pourrait être fier de ses lointains descendants.
Entretien : Gerard Vroomen et Enrique Pineda sur l'avenir de la construction de cadres
"Les fibres naturelles sont une option"
TOUR : Pourquoi est-il si important de produire localement ?
VROOMEN : Ce n'est pas durable de tout produire loin. Je n'ai rien contre l'Asie, mais comparée à notre production ici, elle est beaucoup plus sale en Asie, très inefficace, il faut commander longtemps à l'avance dans un business cyclique et avant de savoir quel modèle sera le plus demandé.
Comment la durabilité pourrait-elle être encore améliorée ?
VROOMEN : Grâce à l'utilisation de thermoplastiques. Ils sont fusibles et recyclables. Au niveau des coûts, je ne vois pas d'avantages. Mais pour le gravel ou le VTT, la plus grande résistance aux chocs des thermoplastiques est un avantage. La durée de vie des produits pourrait donc être encore plus longue et, au final, les fibres pourraient être récupérées après la fusion du plastique.
TOUR : Du point de vue du sportif, est-il nécessaire de récupérer les fibres de cadres intactes ? On ne parle que de quelques kilos pendant toute la vie d'un sportif ?
PINEDA : Du point de vue du client final, ce n'est peut-être pas très important, mais pour l'industrie, qui est de plus en plus réglementée, la réutilisation pourrait devenir un point très important. Jusqu'à présent, le recyclage transforme les fibres longues en fibres courtes aux propriétés moins bonnes. Nous en faisons par exemple les pattes de sortie. L'objectif est de minimiser les déchets dans la production.
VROOMEN : Mais à la fin de la journée, on n'a pas forcément besoin de fibres longues pour faire des cadres. On n'a pas non plus forcément besoin de carbone, même pour un vélo de course, même si tout le monde le veut et que c'est ce qu'il y a de mieux. Les fibres naturelles sont une option, au moins en complément. Si nous pouvons avoir une société plus durable en roulant sur des cadres qui pèsent un kilo et demi au lieu d'un kilo, je serais pour.
TOUR : Un regard vers l'avenir - où en sera 3T dans dix ans ?
VROOMEN : Dix ans, ce n'est pas long. Il est probable que nous produirons alors sur trois ou quatre continents et non plus seulement pour nous-mêmes, mais aussi pour d'autres. Il y a de l'appétit pour produire localement, mais l'incitation à le faire soi-même est faible pour beaucoup. Ils ne veulent pas s'attirer les ennuis en produisant eux-mêmes. Ils vont essayer de faire produire localement.
