Quand on roule, il est bon d'avoir un retour de direction : c'est-à-dire une force qui ramene la roue directrice dans sa position d'équilibre.
Sur les vélos classiques cette force est due à la chasse positive : lors du braquage, les roues tournent autour du point de direction et non pas autour du point de contact au sol, ce qui crée un couple qui dès que l'effort sur le guidon cesse, ramène les roues en ligne droite. C'est ce couple qui donne l'autostabilité de la direction (cet effet est mis à profit sur les cadies de supermarché par exemple).
Il faut savoir que pour obtenir une chasse positive sur un vélo couché très bas, à direction centrale, située juste sous le siège, l'angle de chasse doit être très faible : environ 30°, ce qui a deux inconvénients. Premièrement, la roue avant a tendance a pivoter toute seule, à cause de son poids. Deuxièmement, le vélo est très difficile à diriger, en raison d'un diametre de braquage trop important.
Alors que faire? Concevoir un vélo à chasse négative et ainsi obtenir un angle de pivot de son choix qui résoud les problemes évoqués. Mais une chasse négative ne risque-t-elle pas de poser des problemes d'instabilité? En fait, quand la roue pivote, le pivot de direction s'élève, et avec lui le pilote. On a alors à nouveau autostabilité de la direction : le poids du pilote ramène le pivot dans sa position d'équilibre, c'est à dire vers le bas, et contraint alors les roues à revenir à leur position initiale. Cet effet s'applique quelque soit la vitesse du véhicule.
Si pivot était à la stricte verticale, le poids du pilote n'aurait plus aucun effet et le vélo serait incontrable.
Dirk Bonné de Copenhague/Danemark a fait quelques calculs pour obtenir l'élévation du siège en fonction de la chasse. Il a aussi développé un logiciel permettant d'étudier diverses configurations.
On remarque sur le graphique ci-dessus que le phénomène d'élévation du siège, donc de retour de direction, est le plus élevé autour de 53°, quelque soit la chasse. Sur la courbe bleue, représentant une chasse positive (flevobike par exemple), on observe l'effet inverse : le siège descend.
En observant le graphe on pourrait conclure rapidement que le meilleur angle est de 53°, car c'est pour cet angle que le retour de direction est le plus marqué. Mais cet angle est encore trop faible pour éviter le phénomène d'auto-inclinaison de la roue (la roue pivote toute seule du fait de son poids).
J'ai fabriqué un python expérimental avec un angle de 53°. La tenue de route était très mauvaise car la partie avant se balancait sans arret d'un coté et de l'autre du vélo. J'ai donc augmenté pas à pas l'angle de chasse jusqu'à ce que le vélo soit réellement controlable, c'est à dire aux alentours de 63°.
Oui, à peu près : l'angle de pivot précisément optimal est atteint quand le poids de la partie avant du vélo (qui inclut les jambes du pilote) est en équilibre avec le reste du vélo (incluant le reste du pilote). Il change donc avec chaque vélo, et chaque pilote. Pour être précis : c'est l'angle pour lequel le retour de direction compense l'auto pivotement de la roue.
Pour ceux qui privilégient la sécurité je recommande plutot un angle de 65°.
