HG, XD, Micro-Spline : le point sur les standards de corps de roue libre

Pendant des décennies, s’il y a bien un standard qui n’a pas évolué dans le monde du VTT, c’est celui du corps de roue libre. Pourtant, trois possibilités s’offrent aujourd’hui à celui ou celle qui souhaite, par exemple, acheter une nouvelle paire de roues.

Je vous propose donc aujourd’hui un article qui va permettre de répondre aux questions suivantes :

• Qu’est-ce qu’un corps de roue libre au sens large et à quoi sert-il ?
• Qu’est-ce qu’un corps de roue libre HG ?
• Pourquoi Shimano et SRAM délaissent-ils le standard HG ?
• Qu’est-ce qu’un corps de roue libre XD ?
• Qu’est-ce qu’un corps de roue libre Micro Spline ?

Accrochez vos ceintures, c’est partit pour une nouvelle aventure historico-technique qui fait un détour par les brevets, licenses et aspects commerciaux soulevés par la concurrence qui fait rage sur le secteur de la transmission.

Préambule : c’est quoi un corps de roue libre ?

Le corps de roue libre permet le montage de la cassette sur le moyeu arrière. C’est donc un élément qui doit être compatible à deux niveaux.

D’un côté, il est spécifique au moyeu et système de roue libre auquel il est rattaché. C’est une affirmation valable à travers les marques, mais aussi les gammes d’une même marque. Par exemple un moyeu DT Swiss à ratchet nécessite un corps de roue libre différent d’un moyeu de la même marque qui utilise une roue libre à cliquets de type 3-pawls.

De l’autre, il doit permettre de monter la cassette désirée, affaire qui comme on va le voir très vite a longtemps été, dans le monde du VTT tout du moins, d’une simplicité enfantine, due au règne d’un unique standard dont la compatibilité fut assurée à travers les années pour supporter l’évolution des cassettes prenant régulièrement un pignon supplémentaire. C’est moins vrai aujourd’hui avec l’apparition de deux nouveaux formats.

La standardisation d’un corps de roue libre est donc dictée par les fabricants de transmission, en l’occurrence SRAM et Shimano, ultra-majoritaires sur le marché, qui définissent l’interface entre celui-ci et la cassette. Ces fabricants permettent par la suite, sous licence au format propriétaire, ou en ouvrant le standard, aux fabricants de moyeux de produire des corps de roue libre adaptés à leur matériel qui respectent ce standard.

Shimano HG

Le corps de roue libre HG ou HyperGlide est le standard historique de référence. Créé par Shimano mais ouvert et utilisé par toutes les marques, à tel point d’être parfois uniquement désigné comme format “Shimano/SRAM”, il permet de monter des cassettes dont le plus petit pignon comprend 11 dents ou plus. Ce standard est donc utilisé pour un très large spectre de cassettes et parait remonter à la nuit des temps, bien avant qu’il faille plus de deux mains pour compter le nombre de pignons sur une cassette. Après quelques recherches, sa conception semble prendre racine au début des années 80, soit une éternité quand on considère le rythme actuelle de l’innovation.

La persistance de ce standard est également une force au niveau de la compatibilité, puisque les 13 cannelures présentes sur le corps de roue libre HG permettent de monter des cassettes dont le nombre de pignons varie grandement. Ainsi une compatibilité directe existe, tout du moins avec les versions VTT, où il est possible sur un corps de roue libre HG classique (8/9/10) de monter la plupart des cassettes de 8, 9, 10, 11 voir certaines 12 vitesses. Il est parfois nécessaire d’ajouter une cale, par exemple pour les cassettes 10 vitesses qui sont un peu plus étroites que les versions 8 ou 9 vitesses, ou pour installer une 7 vitesses, opération un peu moins limpide.

Bref, alors qu’on moque régulièrement la prolifération de nouveaux “standards” qui semblent parfois superflus, le format HG est pour sa part un pilier dans le monde du VTT, et du vélo au sens large, encore utilisé actuellement pour certaines transmissions 12 vitesses comme celles déclinées par SRAM avec un petit pignon de 11 dents pour rester compatibles. Il semble cependant avoir atteint ses limites avec le développement du mono-plateau et de cassettes qui offrent une plage toujours plus importante, ce qui a mené à la naissance de deux nouveaux standards.

Pourquoi délaisser le standard HG ?

Si vous avez déjà lu mon article qui détaille pourquoi et comment le mono-plateau est devenu incontournable (je vous recommande fortement d’y jeter un œil dans le cas contraire), vous savez déjà qu’un des principaux enjeux est la couverture de la cassette, soit la différence entre plus petit et plus grand pignon. Concevoir des cassettes à la couverture importante fut indispensable pour reléguer les transmissions double et triple plateaux au passé.

L’augmentation de cette couverture peut se faire dans deux directions : un grand pignon plus grand, ou un petit pignon plus petit. Chacune de ces deux routes se voit jonchée d’obstacles.

Utiliser des grands pignons avec plus de dents est dans un sens une solution facile. Mécaniquement, il n’y a pas vraiment d’obstacle à augmenter le nombre de dents encore et encore, si ce n’est la capacité du dérailleur à encaisser la différence de dents entre le plus petit et le plus grand pignon. Mais les points négatifs sont eux importants, notamment au niveau du poids de la cassette qui s’envole et une augmentation de la couverture linéaire qui nécessite de rajouter toujours plus de dents pour un gain relatif de plus en plus faible.

Utiliser un petit pignon plus petit se heurte à plusieurs challenges sur le plan mécanique, mais s’avère extrêmement intéressant au niveau du gain apporté en termes de couverture. En passant de 11 à 10 dents, une 11-50 devenue 10-50 passe de 455% à 500% de couverture, alors qu’il faudrait rajouter 5 dents au grand pignon pour le même gain sur une 11-55. E*13 propose même l’utilisation d’un petit pignon de 9 dents, avec une 9-50 qui dispose d’une couverture de 556%. En faisant tomber deux dents, l’augmentation par rapport à notre 10-50 représente 22% en passant de 455% à 556%. Pour en faire de même en ajoutant des dents au grand pignon, il faudrait concevoir une massive 11-61 à la couverture de 555%.

On voit donc tout l’intérêt de pouvoir faire tomber ne serait-ce qu’une dent sur le petit pignon. Ce à quoi vous me direz logiquement : mais pourquoi ne pas l’avoir fait plus tôt ?

Le problème pour réduire le nombre de dents sur le petit pignon est double. Il y a d’une part les contraintes mécaniques qui font qu’un pignon avec trop peu de dents est sujet à tout un tas de problèmes comme une usure trop rapide et une tendance grandissante de la chaîne à sauter, problèmes qui, globalement, sont peu perceptibles en VTT eu égard au peu de temps passé sur le plus petit pignon. Il y a d’autre part la difficulté de monter ce pignon au diamètre restreint sur un corps de roue libre HG dont le diamètre externe est trop important.

C’est ce problème en particulier que les “nouveaux” standards que sont XD et Micro Spline tentent de résoudre.

SRAM XD

La création du standard XD par SRAM remonte au début des années 2010, avec le lancement en 2012 par la marque américaine de son premier vrai groupe mono-plateau 11 vitesses XX1 s’appuyant sur cette nouveauté. Ce groupe embarque alors une cassette 10-42 offrant une couverture de 420%. Même si l’on est aujourd’hui habitué aux cassettes qui approchent ou dépassent la cinquantaine de dents, pour l’époque, un grand pignon de 42 dents est déjà énorme. Le choix d’un petit pignon de 10 dents est donc un avantage de taille (!).

Faire passer ce petit pignon est impossible sur un corps de roue libre HG, au diamètre trop important qui court sur quasiment toute la longueur de la cassette afin que chaque pignon, directement en prise sur lui, puisse transférer le couple.

SRAM choisit donc d’utiliser un corps de roue libre plus court que la cassette, ce qui permet au petit pignon d’avoir suffisamment de dégagement puisqu’il se situe au-delà de ce corps de roue libre. Cela est rendu possible via une interface différente du modèle HG. Chaque pignon n’est plus en prise directe avec le corps de roue libre, mais raccordé à un squelette qui le lie avec le plus grand pignon en prise avec le corps de roue libre via des cannelures présentes uniquement à cet endroit.

Le maintien en position de la cassette se fait toujours via un verrouillage qui dispose d’une empreinte classique de clé à cassette, mais le mécanisme est un peu différent puisqu’elle est vissée près des cannelures et non plus maintenue par un anneau fileté en bout de cassette. Une des caractéristiques de cette dépendance vis à vis du grand pignon qui est le seul à s’interfacer avec le corps de roue libre est que la cassette ne peut pas être constituée de plusieurs éléments, comme c’est historiquement le cas avec des pignons ou groupes de pignons “volants” qui s’empilent. Pour être tout à fait exhaustif, E-Thirteen a cela dit trouvé une parade pour proposer une cassette en deux parties, mais il faut aimer jouer du fouet à chaîne.

Il faut noter que le standard XD est souvent considéré comme ouvert et non propriétaire, ce qui a permis aux fabricants de moyeux de rapidement l’adopter sans coût additionnel. Ce n’est pas tout à fait vrai, puisque s’il est en effet royalty-free, et n’engendre donc aucun coût additionnel, il est breveté et doit bien faire l’objet d’un accord sous license pour être produit. C’est donc bien un standard propriétaire, dont SRAM a toutefois choisi de céder l’utilisation sans compensation pour accélérer son adoption.

Attention à ne pas le confondre avec XDR, qui lui ressemble comme deux gouttes d’eau mais est réservé aux vélos de route, bien qu’il soit possible de l’adapter pour des cassettes au format XD via l’utilisation d’une cale.

Shimano Micro Spline

Accusant un retard technologique assourdissant sur les transmissions mono-plateau, Shimano a proposé sa version de corps de roue libre acceptant les pignons de 10 dents en 2018, en même temps que le lancement de son groupe 12 vitesses XTR.

Le format Micro Spline est lui aussi plus court que le HG, mais conserve des cannelures sur toute la longueur du corps de roue libre. Le nombre de celles-ci passe par ailleurs de 13 à 23. Le verrouillage en bout de cassette est similaire à celui du format HG, avec un corps de roue libre fileté sur sa surface interne et un écrou ou bouchon plus long qui vient maintenir les différents pignons et blocs de pignons en position. Le petit pignon là aussi situé au-delà du corps de roue libre se loge à l’intérieur du second plus petit.

Ce standard fut lors de son lancement et pendant les mois qui ont suivi à l’origine de quelques interrogations, embourbé dans des histoires de licensing réservé à quelques marques triées sur le volet, notamment celles alimentant à grande échelle le marché OEM comme DT Swiss, poussant d’autres fabricants comme Hope, assez irrités d’être laissés sur le bas-côté, à se poser des questions sur les motivations du géant nippon.

La question d’un nouveau standard se pose ou s’est alors posée, puisque SRAM avait depuis longtemps déjà fourni une solution pour ce pignon de 10 dents.

Le standard XD sortant des cartons SRAM, on peut comprendre la réticence de son concurrent historique à l’utiliser. Cela dit, le gros point noir avancé par Shimano est bien entendu celui du licensing, la marque mettant en lumière la probable difficulté de se voir accorder une license par SRAM. En lisant les conditions de cette license d’exploitation dont j’ai fourni le lien plus haut, c’est certainement la possibilité qu’elle soit révoquée sous 30 jours qui constitua, et continue de constituer, un risque immense pour qu’une compagnie comme Shimano l’utilise comme socle pour la conception et la commercialisation de son offre. Cette décision semble donc tout à fait logique une fois les différents éléments pris en considération.

Avec Micro Spline, Shimano met d’autres arguments en valeur, notamment le fait que la cassette peut être composée de plusieurs blocs de pignons, potentiellement composés de matériaux différents, puisque les cannelures courent sur toute la longueur du corps de roue libre. Outre le gain de poids, et la possibilité de facilement l’étager selon les gammes, les cassettes sont ainsi plus faciles à produire. Autre argument, davantage à mettre en face du traditionnel HG que le concurrent XD, celui du nombre de cannelures en hausse. La marque nippone met en avant la fin de la tendance de chaque pignon à venir mordre les cannelures sur les corps de roue libre en aluminium, phénomène que les gros gabarits reconnaîtront sans problème.

Aujourd’hui, les problèmes de licensing semblent en grande partie résolus et la plupart des grandes marques fabricant des moyeux proposent des corps de roue libre Micro Spline.

Le mot de la fin

J’espère que cet article vous aura aidé à y voir plus clair au sujet des corps de roue libre, sujet qui, dans l’ensemble, reste il me semble relativement simple. Contrairement aux standards qui dictent les dimensions de moyeux comme le si discuté format Boost ou les moult exemples que l’on trouve côté boitier de pédalier, les options sont assez limpides du côté des corps de roue libre. Le standard HG va sans aucun doute perdurer encore bon nombre d’années, mais toute transmission VTT récente ou à venir passera majoritairement par XD ou Micro Spline pour bénéficier des avantages conférés par ces deux formats et la possibilité de monter un petit pignon de 10 dents ou moins.

Si l’on peut déplorer la création de deux standards là où il n’en existait autrefois qu’un, plainte récurrente dans le domaine du VTT, il n’y a me semble t-il pas vraiment matière à scandale. Ces formats apportent un réel avantage fonctionnel (contrairement aux boîtiers press-fit qui n’ont apporté que douleur et larmes), et la question de la compatibilité est à relativiser. Une large part des fabricants de moyeux, de DT Swiss à Hope, proposent des corps de roue libre interchangeables qui permettent pour cinquante à cent euros de passer d’un format à l’autre. La question est d’ailleurs un peu datée quand on considère que le standard XD n’est plus très loin de souffler ses 10 bougies, et qu’elle n’a principalement refait surface qu’à cause d’un lancement assez bancal de Micro Spline par Shimano il y a deux ans.

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