Il est rapidement évident que le poids, les frottements et le développement (distance parcourue par tour de pédale) sont les ennemis. Pour y remédier, les constructeurs utilisent alors des techniques préexistantes comme des tubes pour alléger la structure, des bandages en caoutchouc et des « coussinets à boules d’acier » (roulements à billes) pour réduire les frottements. Pour obtenir un plus grand développement et rouler plus vite, on augmente le diamètre de la roue motrice tout en réduisant celui de la roue arrière qui constitue un poids mort. L’adoption des rayons en fils tendus (invention brevetée par Louis Gonel en 1867) constitue une évolution majeure. Dans ce domaine, les fabricants français tels que Eugène Meyer et Jules-Pierre Suriray excellent.
La guerre franco-prussienne de 1870 et les crises qui s’ensuivent, mettent à bas cette industrie naissante, pourtant florissante et prometteuse. L’Angleterre prend le relais. Paris, berceau de la vélocipédie, est remplacé par Coventry et le vélocipède poursuit sa croissance.
L’ère du gigantisme
Grand bi vers 1880
Les rayons en fils tendus, qui travaillent en tension comme les suspentes d’un parachute, permettent de réaliser des roues dont seule la longueur de la jambe du vélocipédiste limite le diamètre. C’est ainsi qu’apparaît l’une des machines les plus spectaculaire de l’histoire du cycle : le « grand bicycle » ou « bicycle » ou « bi » plus communément connu aujourd’hui sous le nom de « grand bi » en France et « ordinary », « highwheel » et surtout « penny farthing » en Angleterre. Le novateur fut James Starley avec « L’Ariel » construit en 1872. En 1874, il brevète les rayons tangents croisés, moins fragiles, qui augmentent la rigidité de la roue, encore utilisés de nos jours.
Description et maniement
Chute de grand bi
Dans sa forme la plus classique le grand bi est entièrement métallique à l’exclusion des poignées en bois, de la selle suspendue en cuir et des bandages en caoutchouc plein équipant les roues. Le cadre et la fourche sont tubulaires, un frein à cuiller agit sur le bandage de la roue avant, il est actionné par un levier au guidon. Un ou deux marchepieds placés en échelons sur le cadre permettent d’atteindre la selle. Le démarrage et l’arrêt ne nécessitent pas que la machine soit en mouvement. L’acheteur doit choisir un diamètre de roue avant compatible avec la longueur de sa jambe, les tailles communes vont de 48 à 56 pouces soit de 1,20 à 1,40 m ce qui donne un développement de 3,80 à 4,45 m. Avec un tel développement et un poids de l’ordre de 15 à 20 kg, le grand bi est une machine très performante. Contrairement à ce que l’on pourrait croire, sa stabilité est excellente, son confort correct et sa conduite très agréable. On peut aisément atteindre 20 km/h voire plus de 30 lors d’un sprint et, avec un peu d’entraînement, parcourir plus de 150 km dans une journée.
Mais … car il y a un gros mais, la position très haute et très avancée du bicycliste rend cette machine dangereuse avec notamment un risque de plonger vers l’avant, tête la première. Rien n’illustre mieux la violence d’une telle chute que cette photo prise lors d’une course récente en Nouvelle Zélande. Le grand bi fut donc surtout pratiqué par des jeunes gens athlétiques et un tantinet téméraires.
La sécurité s’impose
Safety ''cadre en croix'' vers 1885
Face à cette dangerosité, les constructeurs devaient réagir. De multiples solutions voient le jour jusqu’à ce que l’on arrête de se focaliser sur la traction, avec la roue avant motrice, et qu’on y substitue la propulsion par chaîne entraînant la roue arrière avec une démultiplication. La paternité de cette innovation est difficile à attribuer. Elle semble d’origine anglaise avec la machine créée par Henry-John Lawson en 1879. La nouvelle machine est baptisée « safety bicycle » ou « bicycle de sécurité ». Étonnamment le mot « bicyclette », à consonance française, est apparu en Angleterre en 1880 avant d’être popularisé en France vers 1886.
Safety ''cadre diamant'' vers 1890
Les modèles à « corps droit » dit aussi « en croix », architecture héritée du vélocipède, sont renforcés dans un premier temps par des haubans avant qu’on ne leur préfère le « cadre diamant » trapézoïdal, beaucoup plus rigide et toujours utilisé de nos jours. Après une période de transition, vers 1885, les roues deviennent à peu près d’égal diamètre, 30 pouces soit 76 cm.
Curieusement cette bicyclette nouvelle venue ne supplante pas le grand bi, les deux machines cohabitent dans les catalogues des constructeurs un peu au-delà de 1890.
Description et maniement
Le bicycle de sécurité est une machine efficace, le risque de chute est considérablement minimisé. Rapportée au grand bi elle est un peu moins rapide en raison des pertes par frottements inhérentes à la transmission par chaîne et pignons. Son confort est également un peu en retrait du fait de ses roues de petit diamètre malgré l’adoption fréquente de bandages en "caoutchouc creux". Certains constructeurs la dotent même de systèmes de suspension sur la fourche et le cadre.
Un perfectionnement décisif
Maurice GARIN vainqueur du premier Tour de France en 1903
Un nouveau perfectionnement s’impose rapidement : le pneumatique, adapté au cycle et breveté en 1888 par John Boyd Dunlop, va une nouvelle fois apporter un saut qualitatif majeur. Ce bandage tubulaire gonflé à l’air comprimé gomme toutes les imperfections de la route. Il offre un confort et une facilité de roulement inégalés. Dans sa forme primitive, il crève souvent et nécessite beaucoup de temps pour être réparé. En 1891, Édouard Michelin invente et brevète le pneumatique démontable qui fait la gloire de l’entreprise.
C’est sur des machines ainsi équipées que s’illustrent Charles Terront, vainqueur de la première course Paris-Brest-Paris (1 200 km) en 1891 et Maurice Garin, vainqueur du premier Tour de France en 1903.
“ La bicyclette vient d’atteindre sa maturité mais pas la fin de son évolution. La roue-libre se généralise et une nouvelle ère s’ouvre : celle de la « polymultiplication » qui aboutira au dérailleur. L’âge d’or de la bicyclette vient de commencer… “
Quand le vélo devient art
Bicyclette HIRONDELLE ''Superbe'' - 1891
À son origine, le vélocipède est un objet réservé à une élite. Il coûte entre 200 et 300 francs, alors que le salaire d’un ouvrier n’excède pas 3 francs par jour. Il existe des modèles d’un luxe incroyable atteignant 1 000 francs au catalogue de la Cie parisienne vers 1869 : « Vélocipède en acier peint, poli, damasquiné en bronze d’aluminium ciselé. Roues en bois des îles : amarante, makrussa, hikori, ébène, citronnier. Poignées en ivoire sculpté ».
Et que dire du design absolument époustouflant de cette bicyclette de type « Superbe » fabriquée en 1891 par la marque Hirondelle et commercialisée par la Manufacture Française d’Armes et Cycles de Saint-Étienne qui deviendra plus tard Manufrance.
