Sur une bicyclette ou une moto, la fourche est l'élément sur lequel est fixée la roue avant. La fourche est reliée au cadre et, sous l'action du guidon, pivote pour orienter la direction de la roue et ainsi diriger le deux-roues. La fourche peut être rigide ou suspendue. Les fourches rigides, apparues dès le , équipent encore de nombreux modèles de bicyclettes, notamment économiques ou à vocation routière. Elles sont généralement formées de deux fourreaux ou « bras » et d'un pivot.
Les fourches suspendues, apparues sur les motos au milieu des années 1900, participent à la suspension du deux-roues en permettant un mouvement vertical de la roue par rapport au cadre. La quasi-totalité des motos modernes est équipée d'une variante de ces fourches : la fourche télescopique, constituée d'une paire de tubes coulissant dans des fourreaux. Ce type de fourche est apparu sur les VTT à partir de la fin des années 1980, et équipe aussi certains vélos de route ou urbains ainsi que la plupart des vélos à assistance électrique.
Outre leur fonction de direction, et éventuellement de suspension, les fourches servent aussi de support à d'autres équipements, comme le frein avantDans le cas de freins à disque ou à tambour, la fourche porte la partie statique du frein avant. La partie rotative est solidaire de la roue avant., ainsi que, fréquemment, le garde-boue et l'éclairage..
Fourche de bicyclette Fourche rigide vignette|Draisienne britannique (vers 1820). La fourche rigide apparait dès les années 1820 sur les draisiennes, ancêtres des bicyclettes : elle a déjà ses fonctions principales (support de la roue avant et direction) et la forme cintrée encore en vigueur sur la plupart des bicyclettes non suspendues.
Les évolutions des périodes suivantes portent d'une part sur les matériaux et procédés de fabrication, et d'autre part sur sa géométrie, l'industrie visant à concilier légèreté Une fourche rigide en acier pèse environ contre si elle est en carbone. Une fourche suspendue pèse entre ., rigidité, solidité et coût.
Différents matériaux sont utilisés pour les fourches rigidesCes matériaux sont aussi ceux utilisés dans la fabrication des cadres de bicyclettes, ainsi que dans les éléments équivalents des motos. :
l'acier, lourd mais solide, facile d'utilisation et offrant une certaine flexibilité aux fourches cintrées. Il reste utilisé dans les modèles d'entrée de gamme ; l'aluminium, plus léger mais plus cher, qui a largement supplanté l'acier dans le milieu de gamme dès que les procédés de fabrication ont été maîtrisés ; le titane, résistant et léger, mais assez difficile d'utilisation, a été assez largement utilisé dans les années 1990 ; les fibres de carbone, qui sont le matériau le plus utilisé depuis les années 1990 dans les vélos haut de gamme : elles sont coûteuses mais allient rigidité, légèreté et possibilité de créer des formes très diverses ; et, plus récemment, le magnésiumLe magnésium est fréquemment utilisé en alliage avec de l'aluminium..
Une fourche peut être composée de plusieurs de ces matériaux, par exemple de carbone pour les fourreaux, d'aluminium pour le pivot et de magnésium pour le té.
Deux variantes géométriques rassemblent la quasi-totalité des fourches rigides : les fourches cintrées et les fourches « droites ». Les fourches cintrées, les plus répandues, ont des fourreaux dotés d'une courbure vers l'avant : cette forme procure à la fourche une certaine flexibilité si le matériau utilisé n'est pas trop rigide. Les fourches droites ont des fourreaux rectilignes, mais ceux-ci forment généralement un angle vers l'avant par rapport à l'axe du pivot.
Fourche suspendue télescopique thumb|Fourche suspendue de marque Fox. Sur la plupart des VTT, mais aussi sur certains modèles de vélos routiers ou urbains, la fourche remplit aussi un rôle de suspension. Dans cette configuration, apparue à la fin des années 1980Quelques modèles équipés de cette manière sont apparus plus tôt, comme le Motobécane MX30 (1979), mais sans grand succès commercial, notamment du fait de leur poids élevé., les deux bras de la fourche, alors dite télescopique, sont composés de tubes, aussi appelés plongeurs, coulissant dans des fourreaux..
Les choix faits par le constructeur en termes de débattement et autres caractéristiques de la fourche dépendent de la pratique pour laquelle elle est conçue : route, piste, tout-terrain gauche|vignette|Fourche monobras Cannondale Lefty. Les trois principaux fabricants sont Fox Factory, RockShox. et Suntour. D'autres constructeurs comme Cannondale, Manitou, Marzocchi, Magura, DT Swiss et Formula sont également présents sur ce marché.
Outre les réglages classiques d'une fourche télescopique (précharge, contrainte), les modèles haut de gamme proposent des fonctions supplémentaires telles que débattement ajustableLe débattement faible est utilisé en montée ou sur du plat tandis que le débattement complet est libéré pour la descente. ou verrouillage de la fourcheVerrouiller la fourche pour la rendre quasi rigide peut permettre un pédalage plus efficace en montée ou sur du plat., parfois activables au guidon et même gérées électroniquement.
Si le principe général de ces fourches est le même que celui des fourches télescopiques de motos, la recherche de solutions légères pour les bicyclettes a conduit à des choix de réalisation pouvant être assez différents. Les deux fonctions (ressort et amortisseur) sont ainsi souvent séparées et mise chacune dans un plongeur. Et la fonction ressort est souvent réalisée par des spires en aluminium ou en titane, un élastomère ou de l’air compriméLes fourches à ressorts sont souvent plus lourdes que les systèmes à air mais fournissent plus facilement une réponse linéaire tout au long du débattement. L’intérêt du ressort en titane est un gain de poids, au détriment du coût. Les fourches à air sont aisément réglables en précharge, en réglant la pression d'air au repos, mais il est difficile de rendre leur comportement linéaire : la dureté de la suspension augmente avec la compression.. Certains fabricants proposent une fourche munie d’une seul « bras », comme la Cannondale LeftyEn 1910, la marque Labor proposait déjà un modèle, le , à fourche rigide mono bras..
Fourche de moto vignette|Moto Brutus (1902). Les premières motos, apparues au tournant du sont, pour la plupart, dérivées de bicyclettes auxquelles ont été greffés un moteur et une transmission de ce moteur vers la roue motrice (avant ou arrière selon les cas). Leur cadre et leur fourche sont alors identiques à ceux d'un vélo de l'époque, et ont les mêmes fonctionsDe nombreux fabricants de motos du début du ont commencé par être des fabricants de bicyclettes, comme Indian, Triumph, Royal Enfield, Peugeot.. Avec l'augmentation de puissance, de vitesse et de poids des motos, fourche et cadre sont renforcés pour pouvoir supporter les contraintes croissantes auxquelles elle est soumise. À partir du milieu des années 1900, la fourche des motos commence à accueillir un système de suspension qui a pour fonction d'autoriser un déplacement vertical de la roue par rapport au cadre, ce qui permet d'améliorer la tenue de route et le confort de la machine. Les très nombreuses variantes de fourches suspendues inventées et utilisées au fil des années peuvent être regroupées en deux grandes familles : fourches articulées et fourches télescopiques.
Fourches articulées
Elles commencent à être utilisées au milieu des années 1900 et sont la solution la plus répandue jusqu'à la fin des années 1940. Leur principe commun est d'être constituées de deux parties : la première, semblable à une fourche non suspendue, est fixée au cadre et, actionnée par le guidon, tourne autour de l'axe de direction ; la deuxième partie, à laquelle est fixée la roue avant, est reliée à la première par un système articulé lui permettant un déplacement vertical par rapport au cadre. Ce déplacement vertical est contrôlé par un (ou plusieurs) ressorts ou, plus récemment, amortisseurs. Parmi les très nombreuses variantes appartenant à cette famille de fourches, on trouve notamment :
les fourches avec ressort à lames comme le système breveté par Indian et utilisé à partir de 1909. L'illustration ci-dessous, tirée du brevet de 1912, permet de comprendre le principe de cette fourcheLes chiffres mentionnés entre parenthèses sont ceux utilisés dans l'illustration. : la roue avant est fixée sur une pièce en forme de « V » (8). Cette pièce porte trois axes : celui de la roue, en bas du « V » ; un autre, plus avancé, est relié à la partie rigide de la fourche ; le troisième, le plus en arrière, supporte une barre (10) reliant le « V » au ressort à lames (15). Lorsque la roue est compressée, la pièce (8) pivote, la tige (10) monte et sa montée est régulée par la torsion du ressort (15). La dureté du ressort est variable selon la nature du métal employé, le nombre des « feuilles » utilisées (18), ainsi que leur largeur et leur épaisseur. Ce système sera aussi utilisé par d'autres marques, notamment BMW sur ses modèles R 52/R 57 à la fin des années 1920 ; les fourches springer : le fonctionnement est similaire à celui décrit précédemment, mais la roue est poussée et l'amortissement est assuré par un ou deux ressorts hélicoïdaux. Harley-Davidson, notamment, a utilisé cette solution du milieu des années 1910 jusqu'à la fin des années 1940, puis de nouveau, dans une version très modernisée, sur certains modèles à partir de la fin des années 1990. Ces fourches sont réputées comme offrant une très bonne rigidité, et être facilement installées sur différents modèles de motos, notamment des choppers, dont la fourche est très longue ; les fourches à parallélogrammeParfois également appelées « fourches à losange »., largement utilisées par la plupart des grandes marques, notamment anglaises (Triumph, BSA, Royal Enfield), à partir des années 1920Ce type de fourche a été décliné sous de très nombreuses appellations : Girder, Druid. Les deux parties de la fourche sont reliées par deux pièces formant un parallélogramme articulé autorisant le déplacement vertical de la roue par rapport au cadre. Ce déplacement est modéré par des ressorts ou un amortisseur. Certaines marques de motos de forte puissance proposent encore en 2020 des systèmes à parallélogramme et amortisseur, comme la fourche Duolever de BMW ;
les fourches à bras oscillant : de nombreux modèles de scooters de faible puissance sont équipés d'une fourche à bras oscillant avec roue tirée ou, plus rarement, poussée. Le principe de fonctionnement de ces fourches est le suivant : la fourche, rigide, est reliée, dans sa partie basse, à un bras oscillant qui supporte l'axe de la roue avant, situé à une certaine distance de celui reliant le bras à la fourche. Si l'axe de la roue est devant celui la fourche, la roue est « poussée », et, dans le cas contraire, elle est « tirée ». Un système d'amortissement est fixé en bas sur le bras et en haut à la fourche. Des variantes de cette architecture peuvent n'avoir de fourche que d'un côté de la roue, et d'autres avoir plusieurs systèmes de suspension sur le bras oscillant.
Fourches télescopiques Ce type de fourche suspendue est constitué de deux « bras » identiques, chacun comprenant un tube coulissant dans un fourreau, reliés en partie supérieure par une pièce appelée « té ». Ce dernier est relié à l'axe de direction et au guidon. Ces fourches sont également parfois appelées « hydrauliques » quand elles contiennent un liquide qui en régule le mouvement..
Apparues sous des formes rudimentaires dès le milieu des années 1900, elles connaissent un premier essor à partir des années 1930, quand BMW en équipe ses modèles R 12 et R 17. Elles se répandent rapidement après la Seconde Guerre mondiale, avec par exemple la Triumph Tiger 100 (1946), la BSA A7 (1946) ou encore l'Hydra Glide de Harley-Davidson (1949). Elles équipent actuellement la très grande majorité des motos modernes.