Types de freins - Collège Louis Guilloux
Types de freins - Collège Louis Guilloux
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Freins à mâchoire<br />
<strong>Types</strong> <strong>de</strong> <strong>freins</strong><br />
La force <strong>de</strong> freinage <strong>de</strong>s <strong>freins</strong> à mâchoire provient <strong>de</strong> l'application d'un patin (habituellement en cuir ou<br />
en caoutchouc) sur la jante.<br />
Le cycliste presse un levier <strong>de</strong> frein monté sur le guidon. Les patins entrent en contact avec la jante <strong>de</strong> la<br />
roue en rotation. La friction ralentit la roue et donc la bicyclette. Les <strong>freins</strong> suivants sont basés sur ce<br />
principe :<br />
Freins à tringle<br />
Ces <strong>freins</strong> utilisent <strong>de</strong>s tringles et <strong>de</strong>s pivots (plutôt qu'un câble Bow<strong>de</strong>n) pour transmettre la force <strong>de</strong><br />
freinage <strong>de</strong>puis les leviers aux patins <strong>de</strong> friction qui sont alors tirés vers le haut pour aller frotter sur la<br />
surface intérieure <strong>de</strong> la jante. Pour atteindre la roue arrière et actionner le frein avant le plus directement<br />
possible, il y a un mécanisme qui permet <strong>de</strong> transmettre la force sans bloquer la rotation <strong>de</strong> la fourche par<br />
rapport au cadre. S'ils sont lourds et complexes, les liens sont fiables et durables, et peuvent être réglés ou<br />
réparés à l'ai<strong>de</strong> d'outillage simple, ce qui est pratique dans les endroits où les câbles Bow<strong>de</strong>n sont chers ou<br />
introuvables. Ce type <strong>de</strong> frein est toujours utilisé sur certaines bicyclettes comme les roadsters, en<br />
particulier en Asie <strong>de</strong> l'Est et en Asie du Sud. Les jantes utilisées avec ces <strong>freins</strong> sont légèrement<br />
concaves sur la surface <strong>de</strong> freinage, et n'ont pas <strong>de</strong> surface plane sur les côtés.<br />
Freins à étrier, simple pivot, tirage latéral<br />
Freins à étrier, simple pivot, tirage latéral, sur une roue avant<br />
Ils consistent en <strong>de</strong>ux bras courbés qui se croisent et pivotent au<strong>de</strong>ssus<br />
<strong>de</strong> la roue. Ils tiennent les patins <strong>de</strong> chaque côté <strong>de</strong> la jante.<br />
Ces bras s'éten<strong>de</strong>nt tous les <strong>de</strong>ux du même côté ; l'une <strong>de</strong> ces<br />
extensions est fixée au câble, l'autre à sa gaine. Lorsque le cycliste<br />
appuie sur le levier, les bras sont actionnés et les patins vont<br />
appuyer sur la jante. Ces <strong>freins</strong> sont simples et efficaces pour <strong>de</strong>s<br />
pneus relativement fins, mais sont assez flexibles, ce qui rend les<br />
performances assez mauvaises avec <strong>de</strong>s pneus larges. S'ils sont <strong>de</strong><br />
mauvaise qualité, ils ont également tendance à pivoter lors du<br />
freinage sans retrouver leur position initiale ; on se retrouve alors<br />
avec un patin qui frotte continuellement contre la jante. Ces <strong>freins</strong><br />
étaient utilisés sur tous les types <strong>de</strong> vélos <strong>de</strong> route avant l'apparition<br />
<strong>de</strong>s <strong>freins</strong> à étrier double pivot, mais actuellement ils ne sont plus<br />
utilisés que sur les vélos bon marché.<br />
Freins à étrier, tirage central<br />
Leurs bras sont symétriques ; ils sont donc mieux centrés. La gaine<br />
est fixée à un serre-câble solidaire du cadre. Le câble qui en sort est<br />
attaché par un écrou à une pièce coulissante ou à une petite poulie. Le<br />
câble qui relie les <strong>de</strong>ux bras passe au-<strong>de</strong>ssus <strong>de</strong> cette petite pièce. La<br />
tension du câble est répartie également entre les <strong>de</strong>ux bras, ce qui<br />
permet au frein <strong>de</strong> rester bien centré. Quoiqu'un peu plus sophistiqué,<br />
ce type <strong>de</strong> frein était assez courant en Europe jusqu'aux années 1980<br />
(marques MAFAC, Weinmann...). Le niveau <strong>de</strong> gamme était à peu<br />
près équivalent à celui <strong>de</strong>s <strong>freins</strong> à étrier à tirage latéral.
Freins à étrier, double pivot<br />
Ce type <strong>de</strong> frein est utilisé sur les vélos <strong>de</strong> course mo<strong>de</strong>rnes. Un bras pivote au centre, comme pour un<br />
frein à tirage latéral ; tandis que l'autre pivote sur le côté. La gaine est attachée comme celle d'un frein à<br />
tirage latéral. Le centrage <strong>de</strong>s <strong>freins</strong> à tirage latéral a été simplifié par l'adoption massive <strong>de</strong>s <strong>freins</strong> à<br />
double pivot à tirage latéral (un système ancien redécouvert par Shimano au début <strong>de</strong>s années 1990). Ces<br />
<strong>freins</strong> offrent un avantage mécanique plus grand, ce qui permet un meilleur freinage. Les <strong>freins</strong> à double<br />
pivot sont légèrement plus lourds que les <strong>freins</strong> à étrier traditionnels à tirage latéral, et fonctionnent mal<br />
avec une jante voilée.<br />
Cantilever, tirage direct et tirage linéaire<br />
Frein Cantilever traditionnel<br />
Chaque bras est attaché à son point <strong>de</strong> pivot, situé d'un côté du<br />
hauban ou <strong>de</strong> la fourche, juste en <strong>de</strong>ssous <strong>de</strong> la jante. Cela<br />
convient mieux aux pneus larges (comme ceux <strong>de</strong>s VTTs) que<br />
les <strong>freins</strong> à étrier, car avec ces <strong>de</strong>rniers, la distance importante<br />
entre le pivot et le patin fait que le bras se tord, ce qui réduit<br />
l'efficacité du freinage.<br />
Le frein cantilever traditionnel a un bras saillant en forme <strong>de</strong> L <strong>de</strong> chaque côté, un stop-câble qui tient la<br />
gaine sur le cadre ou la fourche, ainsi qu'un câble <strong>de</strong> liaison entre les <strong>de</strong>ux bras qui est similaire au câble<br />
<strong>de</strong>s <strong>freins</strong> à étrier à tirage central. Le câble qui vient du levier tire le câble <strong>de</strong> liaison vers le haut, ce qui<br />
fait pivoter les bras vers le haut et vers l'intérieur : les <strong>de</strong>ux patins viennent donc s'appuyer <strong>de</strong> chaque côté<br />
<strong>de</strong> la jante.<br />
À l'heure actuelle, ils ne sont plus utilisés que sur les vélos <strong>de</strong> Cyclocross pour permettre un freinage<br />
efficace par condition mauvaise (boues,neige) Voire encore sur Paris Roubaix ou le Tour <strong>de</strong>s Flandres<br />
pour les mêmes problèmes . Il n'est plus utilisé sur les VTT et les vélos <strong>de</strong> routes car provoquant un<br />
freinage violent et mal contrôlé par temps <strong>de</strong> pluie.<br />
Freins à tirage linéaire (aussi connus sous le nom déposé « V-brakes »)<br />
Ces <strong>freins</strong> se montent sur les mêmes pivots que les cantilever, mais les<br />
bras sont tendus vers le haut ; la gaine est attachée à un bras et le câble<br />
à l'autre, comme pour les <strong>freins</strong> à étrier à tirage latéral. Ils sont<br />
généralement plus faciles à ajuster que les <strong>freins</strong> cantilever, mais ont<br />
besoin d'un plus petit espace entre le patin et la surface <strong>de</strong> la jante. Ils<br />
s'adaptent bien sur les systèmes à suspension que l'on trouve<br />
fréquemment sur les vélos tout terrain parce qu'ils n'ont pas besoin d'un<br />
stop-câble sur le cadre ou la fourche. Vu qu'ils ont un avantage<br />
mécanique plus grand, les leviers <strong>de</strong> frein à tirage linéaire doivent<br />
permettre une course du câble plus longue que les leviers prévus pour<br />
<strong>de</strong>s <strong>freins</strong> à étrier ou <strong>de</strong>s <strong>freins</strong> cantilever traditionnels. Ce ratio a été<br />
plus tard adopté pour les <strong>freins</strong> à disque, faisant <strong>de</strong>s leviers <strong>de</strong> <strong>freins</strong><br />
« V-brake » un standard pour les vélos tout terrain.
Freins U-brakes<br />
Ils sont également connus sous le terme AD-990, d'après le modèle populaire <strong>de</strong> Dia-Compe, qui établit<br />
d'ailleurs un standard pour les positions <strong>de</strong>s pivots <strong>de</strong> U-brakes sur les cadres et les fourches. Les pivots<br />
<strong>de</strong>s bras sont montés <strong>de</strong> chaque côté du cadre ou <strong>de</strong> la fourche en <strong>de</strong>ssous <strong>de</strong> la jante. Les bras se croisent<br />
<strong>de</strong> la même manière que ceux <strong>de</strong>s <strong>freins</strong> à tirage central. En fait, les <strong>freins</strong> U-brake et les <strong>freins</strong> à étrier et<br />
tirage central sont similaires dans le principe, les différences étant, d'une part, qu'ils ne sont pas utilisés<br />
pour les mêmes types <strong>de</strong> vélo, et d'autre part, que les U-brakes sont habituellement montés sur <strong>de</strong>s pivots<br />
qui font partie du cadre ou <strong>de</strong> la fourche, tandis que les <strong>freins</strong> à tirage central utilisent un boulon qui fait<br />
office <strong>de</strong> pont. Les <strong>freins</strong> U-brake constituent le standard actuel pour les cadres et fourches <strong>de</strong> BMX<br />
freestyle. Certains vélos tout terrain en ont également été équipés au début <strong>de</strong>s années 1990. Le principal<br />
avantage d'un U-brake par rapport à un cantilever ou un frein à tirage linéaire tient au fait qu'il dépasse<br />
moins du vélo latéralement. C'est particulièrement important pour les vélo <strong>de</strong> freestyle BMX ou les<br />
parties saillantes risquent d'une part d'être abîmées, et d'autre part <strong>de</strong> heurter le cycliste ou le reste du<br />
vélo.<br />
Freins hydrauliques sur jante<br />
Ces <strong>freins</strong> ne sont pas très répandus. Ils peuvent généralement être montés sur les mêmes pivots que les<br />
cantilever ou les <strong>freins</strong> à tirage linéaire. Ils équipaient certains vélos tout terrain haut <strong>de</strong> gamme au début<br />
<strong>de</strong>s années 1990, mais se sont effacés <strong>de</strong>vant l'arrivée <strong>de</strong>s <strong>freins</strong> à disque. L'amélioration mo<strong>de</strong>ste <strong>de</strong>s<br />
performances (meilleurs puissance et contrôle) qu'ils offraient par rapport aux autres <strong>freins</strong> sur jante était<br />
contrebalancée par un poids plus élevé et une plus gran<strong>de</strong> complexité. Ils ne sont à l'heure actuelle<br />
quasiment plus utilisés que sur les vélo <strong>de</strong> Biketrial, les tan<strong>de</strong>ms haut <strong>de</strong> gamme et certains vélos <strong>de</strong><br />
randonnée.<br />
Freins <strong>de</strong>lta<br />
Mis sur le marché par Campagnolo en 1985, mais également fabriqués par Weinmann et d'autres<br />
constructeurs, ce sont <strong>de</strong>s <strong>freins</strong> <strong>de</strong> vélo <strong>de</strong> route. Leur nom vient <strong>de</strong> leur forme triangulaire. Ils sont ne<br />
sont pas très courants et ne sont plus fabriqués. Le câble pénètre au centre, tire sur un coin d'un<br />
parallélogramme à l'intérieur du frein. Une poussée s'exerce alors sur les bras du <strong>freins</strong> au-<strong>de</strong>ssus <strong>de</strong>s<br />
pivots, ce qui les fait <strong>de</strong>scendre en <strong>de</strong>ssous <strong>de</strong>s pivots. Les patins entrent alors en contact avec la jante. Ils<br />
ont été critiqués pour leur poids, leur médiocre puissance <strong>de</strong> freinage et un avantage mécanique variable.<br />
Freins à disque[modifier]<br />
Frein à disque avant, monté sur la fourche et le moyeu<br />
Article détaillé : Frein à disque.<br />
Les <strong>freins</strong> à disque consistent en un disque <strong>de</strong> métal attaché au moyeu et<br />
qui tourne avec la roue. Les étriers sont attachés au cadre ou à la fourche<br />
avec <strong>de</strong>s plaquettes qui viennent frotter <strong>de</strong> chaque côté du disque. On<br />
utilise <strong>de</strong>s <strong>freins</strong> à disque pour les motos <strong>de</strong>puis <strong>de</strong>s décennies, et c'est le<br />
type <strong>de</strong> frein le plus répandu. Après plusieurs tentatives (partiellement<br />
réussies) au cours <strong>de</strong>s <strong>de</strong>rnières décennies <strong>de</strong> les introduire dans le<br />
domaine <strong>de</strong> la bicyclette, ils sont maintenant en train <strong>de</strong> se populariser.<br />
Des améliorations récentes sur le poids, le prix et la fiabilité <strong>de</strong>s matériaux ont poussé plusieurs<br />
constructeurs à développer <strong>de</strong>s systèmes <strong>de</strong> frein à disque qui se généralisent. On les utilise<br />
principalement pour rouler en VTT en <strong>de</strong>hors <strong>de</strong>s pistes goudronnées, mais aussi parfois sur les vélos<br />
hybri<strong>de</strong>s et les vélos <strong>de</strong> tourisme. Certains tan<strong>de</strong>ms ont un frein à disque sur la roue arrière en plus <strong>de</strong><br />
<strong>freins</strong> sur jante. On peut les régler pour avoir une friction constante, ce qui évite, dans les longues<br />
<strong>de</strong>scentes, <strong>de</strong> solliciter trop les <strong>freins</strong> sur jante.
Lors <strong>de</strong> longues <strong>de</strong>scentes rai<strong>de</strong>s, la chaleur dégagée par les disques et les plaquettes peut faire entrer le<br />
flui<strong>de</strong> hydraulique en ébullition. Le flui<strong>de</strong>, partiellement gazeux, n'est alors plus incompressible et ne peut<br />
plus transmettre la force <strong>de</strong> freinage. Pour éviter ce problème, <strong>de</strong>s disques <strong>de</strong> 203 mm (8 po) sont <strong>de</strong>venus<br />
communs sur les vélos <strong>de</strong> <strong>de</strong>scente. Des disques plus larges ont besoin, pour une même force <strong>de</strong> freinage,<br />
<strong>de</strong> moins <strong>de</strong> pression sur les étriers ; ils dissipent la chaleur plus rapi<strong>de</strong>ment et l'absorbent également<br />
mieux grâce à leur masse plus importante. On utilise à l'heure actuelle <strong>de</strong>ux types <strong>de</strong> liqui<strong>de</strong> pour les<br />
<strong>freins</strong> hydrauliques : <strong>de</strong> l'huile minérale et <strong>de</strong> l'huile DOT. L'huile minérale est en général inerte, tandis<br />
que l'huile DOT est corrosive pour la peinture <strong>de</strong>s cadres mais boue à plus haute température. Utiliser le<br />
mauvais flui<strong>de</strong> peut causer <strong>de</strong>s dommages ou <strong>de</strong>s corrosions.<br />
Action simple ou double[modifier]<br />
La plupart <strong>de</strong>s <strong>freins</strong> à disque actionnent les plaquettes <strong>de</strong>s <strong>de</strong>ux côtés <strong>de</strong> l'étrier. Sur certains modèles<br />
bon marché, seulement une seule plaquette se déplace. Beaucoup <strong>de</strong> <strong>freins</strong> hydrauliques disposent d'un<br />
mécanisme d'auto-ajustement qui permet <strong>de</strong> gar<strong>de</strong>r la distance entre les plaquettes et le disque constante,<br />
même lorsque les plaquettes s'usent. La plupart <strong>de</strong>s <strong>freins</strong> mécaniques disposent d'un mécanisme pour<br />
contrôler manuellement la distance plaquette-disque. Les étriers sont en général maintenant en une seule<br />
pièce pour augmenter la rigidité et réduire le risque <strong>de</strong> fuite. Mais les <strong>freins</strong> en <strong>de</strong>ux pièces évacuent la<br />
chaleur plus efficacement ; les modèles haut <strong>de</strong> gamme sont en général équipés d'un étrier en <strong>de</strong>ux pièces.<br />
Les étriers haut <strong>de</strong> gamme ont souvent quatre pistons ou plus tandis que les modèles bon marché n'en ont<br />
en général qu'un ou <strong>de</strong>ux.<br />
Standard pour le montage <strong>de</strong>s étriers[modifier]<br />
Il y a plusieurs standards pour le montage <strong>de</strong>s étriers <strong>de</strong> <strong>freins</strong> à disque. Le montage IS (international<br />
standard) est différent pour un disque <strong>de</strong> 6 po et pour un <strong>de</strong> 8 po, et diffère entre <strong>de</strong>s fourches différentes.<br />
Le standard postmount change selon la taille du disque et le type d'axe. Plusieurs variantes incompatibles<br />
ont été produites au cours <strong>de</strong>s années, principalement par les constructeurs <strong>de</strong> fourches. Le montage<br />
utilisé sur la fourche Boxxer <strong>de</strong> la marque RockShox est le montage le plus typique parmi tous ces<br />
montages spécialisés, mais la plupart <strong>de</strong>s fabricants <strong>de</strong> fourche utilisent maintenant soit le montage IS,<br />
soit le montage postmount pour leur différentes fourches. Pour donner une idée, le constructeur <strong>de</strong> <strong>freins</strong><br />
Hayes vend pas moins <strong>de</strong> 13 adaptateurs différents pour que leurs <strong>freins</strong> puissent être montés sur les<br />
différents modèles.<br />
Avantages et inconvénients <strong>de</strong>s différents types <strong>de</strong> montage[modifier]<br />
Un inconvénient du montage postmount est que le boulon est fileté directement dans les fourreaux <strong>de</strong> la<br />
fourche. Si le filetage ou le boulon sont abîmés, il faut changer les fourreaux. Les constructeurs <strong>de</strong> cadre<br />
ont standardisé le montage IS pour le frein arrière. Ces <strong>de</strong>rnières années, le montage postmount s'est<br />
répandu et est <strong>de</strong>venu le plus commun. Cela est dû principalement à la baisse du coût <strong>de</strong> production <strong>de</strong>s<br />
étriers pour ce montage. Avec ce type <strong>de</strong> montage, on peut moins choisir l'emplacement du disque. Il est<br />
possible d'avoir <strong>de</strong>s combinaisons fourche/moyeu incompatibles en fonction du disque. Avec un montage<br />
IS, l'étrier peut être déplacé plus près ou plus loin du point <strong>de</strong> montage.<br />
Standard pour le montage du disque[modifier]<br />
Il y a plusieurs options pour le montage du disque : IS (international standard), Centerlock, Cannondale à<br />
4 boulons, Hope à 5 boulons et Rohloff à 4 boulons pour en nommer quelques uns. IS est un montage à 6<br />
boulons et est le standard dans l'industrie. Centerlock est breveté par Shimano et utilise une interface<br />
cannelée et un anneau <strong>de</strong> serrage pour bloquer le disque. L'interface cannelée est rigi<strong>de</strong> et enlever le<br />
disque est rapi<strong>de</strong> car il suffit <strong>de</strong> retirer un anneau. Par contre, ce système est breveté et requiert une<br />
licence <strong>de</strong> la part <strong>de</strong> Shimano. Il faut également un démonte cassette Shimano pour enlever le disque et<br />
cet outil est plus cher et plus rare qu'une clé Torx. Avec le montage 6 boulons IS, il y a plus <strong>de</strong> choix <strong>de</strong>
moyeux et <strong>de</strong> disque. Les disques IS utilisent <strong>de</strong>s têtes <strong>de</strong> vis (typiquement M5x0.8x10mm avec<br />
collerette) soit hexagonale, soit Torx. Les disques IS sont donc en général plus longs à enlever. On<br />
préfère les vis Torx car elles ont un meilleur couple : on arrache plus facilement la tête d'une vis à tête<br />
hexagonale en la serrant trop, ce qui rend la vis très difficile à enlever par la suite.<br />
Taille <strong>de</strong>s disques[modifier]<br />
Il y a plusieurs tailles <strong>de</strong> disque, généralement 160 mm, 185 mm ou 203 mm <strong>de</strong> diamètre, mais il y a<br />
d'autres tailles car chaque fabricant <strong>de</strong> <strong>freins</strong> fait <strong>de</strong>s disques qui ne fonctionnent qu'avec ses étriers et les<br />
dimensions sont souvent différentes <strong>de</strong> quelques millimètres. Des disques larges ont une gran<strong>de</strong> <strong>de</strong><br />
puissance car le moment <strong>de</strong> freinage généré par les étriers est plus important. Des petits disques ont moins<br />
<strong>de</strong> force <strong>de</strong> freinage, mais pèsent également moins lourd. Des disques larges dissipent la chaleur plus<br />
efficacement, ce qui évite que les <strong>freins</strong> ne s'abîment ou cassent. En général, les cyclistes <strong>de</strong> <strong>de</strong>scente vont<br />
utiliser <strong>de</strong>s <strong>freins</strong> plus larges pour supporter <strong>de</strong>s freinages plus intenses et plus longs. Les coureurs <strong>de</strong><br />
cross country ont en général <strong>de</strong> plus petits <strong>freins</strong> qui peuvent facilement supporter une charge <strong>de</strong> freinage<br />
moins importante et offrent un gain <strong>de</strong> poids <strong>de</strong> l'ordre <strong>de</strong> 100 g par disque. On voit aussi fréquemment<br />
<strong>de</strong>s vélos avec un disque large à l'avant et un moins grand à l'arrière.<br />
Interdiction<br />
Les <strong>freins</strong> à disques sont interdits sur les vélos <strong>de</strong> route et sur les vélos <strong>de</strong> Cyclocross pour un usage en<br />
compétition par l'UCI pour <strong>de</strong>s raisons <strong>de</strong> sécurité voir plus haut inconvénients notamment en raison<br />
<strong>de</strong>s fourches <strong>de</strong> route qui sont moins soli<strong>de</strong>s que celles <strong>de</strong>s VTT et également en raison du freinage<br />
d'urgence qui est plus violent que celui d'un frein à étrier.<br />
Freins à tambour[modifier]<br />
Frein à tambour avant sur une bicyclette militaire suédoise <strong>de</strong>s années 1940 ou 1950<br />
Article détaillé : Frein à tambour.<br />
Les <strong>freins</strong> à tambour sont utiles par temps humi<strong>de</strong>, insensibles à la boue et faciles à régler. Ils sont très<br />
lourds, plus compliqués et souvent moins efficaces que <strong>de</strong>s <strong>freins</strong> sur jante, mais ils ont besoin <strong>de</strong> moins<br />
<strong>de</strong> maintenance et leur efficacité n'est pas affectée par la pluie. On trouve <strong>de</strong>s <strong>freins</strong> à tambour actionnés<br />
aussi bien par <strong>de</strong>s câbles que par <strong>de</strong>s tringles. Dans certains pays, en particulier aux Pays-Bas, on les<br />
trouve couramment sur <strong>de</strong>s bicyclettes utilitaires ; ils équipent aussi souvent les triporteurs et véloscargos.
Frein roller brake <strong>de</strong> Shimano (frein à tambour) incorporé au système <strong>de</strong> vitesses dans le moyeu<br />
Les <strong>freins</strong> à tambour pour bicyclettes fonctionnent comme ceux pour voiture, mais n'ont pas <strong>de</strong> cliquet<br />
d'autoajustement ni <strong>de</strong> comman<strong>de</strong> hydraulique. Deux patins subissent une pression excentrique en<br />
direction <strong>de</strong> la surface <strong>de</strong> freinage à l'intérieur du tambour solidaire du moyeu <strong>de</strong> la roue. Le diamètre<br />
intérieur du tambour est typiquement <strong>de</strong> 70~120mm. Les <strong>freins</strong> Roller brake <strong>de</strong> Shimano sont une<br />
variante particulière <strong>de</strong> frein à tambour: en lieu et place <strong>de</strong>s patins, c'est une couronne <strong>de</strong> galets<br />
cylindriques en acier qui vient prendre appui sur l'intérieur du tambour. Ce type <strong>de</strong> frein exige un<br />
entretien particulier comme les galets doivent être enrobés d'une graisse spéciale (ne jamais utiliser une<br />
graise non prévue à cet usage). Lorsque la graisse vient à manquer ces <strong>freins</strong> s'échauffent fortement et<br />
peuvent provoquer un blocage <strong>de</strong> la roue et un acci<strong>de</strong>nt grave. Il faut donc les regraisser sans attendre dès<br />
qu'ils donnent <strong>de</strong>s signes <strong>de</strong> blocage. Pour éviter la surchauffe qui survient assez rapi<strong>de</strong>ment en cas <strong>de</strong><br />
freinage prolongé en <strong>de</strong>scente, les versions les plus récentes <strong>de</strong> <strong>freins</strong> roller brake sont équipées d'un<br />
disque <strong>de</strong> refroidissement avec ou sans ailettes.<br />
Freins <strong>de</strong> ralentissement[modifier]<br />
Certaines bicyclettes ont <strong>de</strong>s <strong>freins</strong> <strong>de</strong> ralentissement : <strong>de</strong>s <strong>freins</strong> à tambour dont le but est plus <strong>de</strong> ralentir<br />
le vélo dans les longues <strong>de</strong>scentes que <strong>de</strong> l'arrêter. On peut trouver ces <strong>freins</strong> sur <strong>de</strong>s tan<strong>de</strong>ms adaptés à la<br />
montagne. En effet, l'usage intensif <strong>de</strong> <strong>freins</strong> sur jante peut chauffer le pneu au point <strong>de</strong> le faire exploser.<br />
Le principal fabricant <strong>de</strong> <strong>freins</strong> <strong>de</strong> ce type est Arai, dont les <strong>freins</strong> sont vissés sur le côté gauche <strong>de</strong><br />
moyeux avec roue libre à filetage traditionnel. Ces <strong>freins</strong> sont actionnés par <strong>de</strong>s câbles Bow<strong>de</strong>n.<br />
Freins à rétropédalage[modifier]<br />
Coupe d'un frein à rétropédalage Husqvarna Novo<br />
Le frein à rétropédalage est un frein à tambour intégré dans le moyeu arrière, avec roue libre interne. La<br />
roue libre fonctionne <strong>de</strong> manière classique, mais lorsque l'on pédale en arrière, le frein s'enclenche au<br />
bout d'une fraction <strong>de</strong> tour. Ce type <strong>de</strong> <strong>freins</strong> est le seul équipant les monocycles.<br />
Lorsque l'on pédale en avant sur ce type <strong>de</strong> moyeu, les pignons entraînent une vis qui force un levier à se<br />
déplacer le long <strong>de</strong> l'axe, en entraînant la roue. Lorsque l'on pédale en arrière, la vis entraîne le levier<br />
dans le sens opposé, ce qui l'amène soit entre <strong>de</strong>ux patins <strong>de</strong> <strong>freins</strong> (et les presse contre les parois du
moyeu), soit au milieu d'une bague fendue (et l'écarte contre les parois). La surface <strong>de</strong> freinage est<br />
souvent en acier et les éléments <strong>de</strong> freinage en laiton ou en bronze phosphoreux comme le Perry Coaster<br />
Hub.<br />
Les vélos à rétropédalage ont été longtemps équipés d'une seule vitesse (1903 Ernst Sachs) et utilisent<br />
souvent une chaîne <strong>de</strong> 1/8 <strong>de</strong> pouce. Néanmoins, il a rapi<strong>de</strong>ment existé plusieurs modèles <strong>de</strong> <strong>freins</strong> à<br />
rétropédalage avec <strong>de</strong>s dérailleurs - notamment le Sachs 2x3 - ou intégrés dans le moyeu arrière :<br />
Les systèmes à dérailleurs utilisent <strong>de</strong>s dérailleurs extrêmement courts qui, d'une part, supportent<br />
d'être tordus fréquemment et, d'autre part, ne nécessitent pas un rétropédalage excessif pour<br />
enclencher le frein. Bien que ce type soit <strong>de</strong>venu moins courant, Sram en fabrique encore.<br />
Les systèmes <strong>de</strong> rétropédalage intégrés dans le moyeu - notamment le Sachs Torpedo à 3 vitesses<br />
- ont équipé une gran<strong>de</strong> majorité <strong>de</strong>s vélos <strong>de</strong>s pays où l'usage domestique du vélo est très répandu<br />
(Allemagne, Pays-Bas etc.), <strong>de</strong>puis la première guerre mondiale (1924) jusqu'à la secon<strong>de</strong> (1940).<br />
La technologie d'aujourd'hui permet <strong>de</strong> regrouper un frein à rétropédalage et un système <strong>de</strong><br />
vitesses dans le moyeu arrière, avec un nombre plus important <strong>de</strong> vitesses, comme le Sturmey<br />
Archer AWC (3 vitesses), le Sachs Pentasport (5 vitesses), le Shimano Nexus (3, 5, 7 et 8 vitesses)<br />
et les SRAM (7 et 9 vitesses [i-motion 9]). Par comparaison avec le dérailleur classique - qui peut<br />
avoir jusque 27 vitesses mais dont on n'utilisera jamais la gamme entière - toutes celles intégrées<br />
dans le moyeu arrière le seront.<br />
Les <strong>freins</strong> à rétropédalage ont l'avantage d'avoir tout leur mécanisme à l'intérieur du moyeu et d'être ainsi<br />
protégés <strong>de</strong> la pluie ou <strong>de</strong> la neige. Par contre, comme ils sont uniquement utilisés sur la roue arrière, on<br />
peut facilement déraper (comme avec tous les <strong>freins</strong> arrière). Ils peuvent fonctionner plusieurs années<br />
sans avoir besoin d'entretien, mais sont plus compliqués à réparer que les <strong>freins</strong> sur jante. On voit encore<br />
couramment circuler <strong>de</strong>s vélos équipés <strong>de</strong> rétropédalage datant <strong>de</strong> 20 ans, voire davantage.<br />
Lors d'une crevaison, si celle-ci nécessite le changement <strong>de</strong> chambre à air, le démontage <strong>de</strong> la roue arrière<br />
est un peu plus long que pour une roue à dérailleur, mais ce temps supplémentaire protège du vol à la<br />
sauvette <strong>de</strong> la roue.<br />
Les vélos <strong>de</strong> ville utilisant le rétropédalage sont souvent également équipés d'un système <strong>de</strong> freinage en V<br />
ou à tambour à l'avant : le rétropédalage est utilisé en permanence, comme frein principal, mais, en cas<br />
d'urgence, on a besoin <strong>de</strong> ses <strong>de</strong>ux mains pour freiner <strong>de</strong>s <strong>de</strong>ux roues. Sans oublier que, dans <strong>de</strong>s cas<br />
extrêmes, la chaîne peut sauter. De toute façon, la législation française exige <strong>de</strong>ux systèmes <strong>de</strong> freinage 1 .<br />
La course (battement ou écart) entre pédalage avant et arrière est un élément important <strong>de</strong> sécurité.<br />
Freins à patin[modifier]
Frein à patin improvisé sur un triporteur chinois<br />
Le frein à patin (sur ban<strong>de</strong> <strong>de</strong> roulement) fut l'un <strong>de</strong>s premiers types <strong>de</strong> <strong>freins</strong>, apparu avant le<br />
pneumatique. Il fut d'abord utilisés à la fin du XIX e siècle sur les grand-bi dont les pneus étaient en<br />
caoutchouc. Il continua d'être utilisé après l'apparition <strong>de</strong> la bicyclette <strong>de</strong> sécurité, qui était équipée <strong>de</strong><br />
pneumatiques. Il consiste en un patin (souvent en cuir) que l'on appuie sur le haut du pneu avant. Il est<br />
quasiment tout le temps actionné par une barre que l'on dirige <strong>de</strong>puis un levier placé sur la droite du<br />
guidon. Dans les pays en développement, on place parfois sur <strong>de</strong> vieux roadsters un frein à patin actionné<br />
par le pied. Il est constitué d'un battant attaché par un ressort sur l'arrière du pivot <strong>de</strong> la fourche. Lorsque<br />
le cycliste appuie son pied contre le patin, le ressort se détend et le patin vient frotter contre le pneu avant.<br />
Le frein à patin est peut-être le modèle <strong>de</strong> frein le plus sensible aux conditions extérieures. De plus, il use<br />
les pneus extrêmement vite.<br />
Bien que rendu obsolète par l'apparition <strong>de</strong>s <strong>freins</strong> à rétropédalage et <strong>de</strong>s <strong>freins</strong> actionnés par une barre,<br />
ils continua d'être utilisé en Occi<strong>de</strong>nt comme frein supplémentaire sur les vélos pour adultes jusque dans<br />
les années 1930 et jusque dans les années 1950 sur les vélos pour enfant. Dans les pays en<br />
développement, on en fabriquait encore très récemment.<br />
Leviers <strong>de</strong> frein[modifier]<br />
Les leviers <strong>de</strong> frein sont en général montés sur le guidon <strong>de</strong> manière à être accessibles facilement par les<br />
mains du cycliste. Ils peuvent être incorporés aux manettes <strong>de</strong> vitesses ou bien être séparés. Les vélos <strong>de</strong><br />
course avec guidon courbé ont parfois plus d'un levier par frein pour simplifier le freinage <strong>de</strong>puis<br />
différentes positions <strong>de</strong>s mains.<br />
Leviers mécaniques (avec câble)[modifier]<br />
Il y a <strong>de</strong>ux variétés <strong>de</strong> leviers mécaniques qui différent par la longueur <strong>de</strong> câble qu'elles tirent pour un<br />
angle <strong>de</strong> levier donné :<br />
Les leviers standards adaptés aux <strong>freins</strong> à étrier ou aux cantilevers traditionnels.<br />
Les leviers adaptés aux <strong>freins</strong> à tirage linéaire.<br />
L'avantage mécanique du levier doit correspondre au frein auquel il est relié afin que le cycliste ait<br />
suffisamment <strong>de</strong> levier pour actionner le frein.
Par exemple, les leviers pour <strong>freins</strong> à étrier peuvent fonctionner avec <strong>de</strong>s cantilevers à tirage central, mais<br />
pas à tirage direct ou linéaire. Les cantilevers à tirage direct ont <strong>de</strong>ux fois plus d'avantage mécanique que<br />
les <strong>freins</strong> traditionnels, donc ils ont besoin d'un levier qui en a <strong>de</strong>ux fois moins. Les leviers à long tirage<br />
tirent le câbles <strong>de</strong>ux fois plus loin, mais <strong>de</strong>ux fois moins fort.<br />
Leviers hydrauliques[modifier]<br />
Les leviers pour <strong>freins</strong> hydrauliques poussent le flui<strong>de</strong> hydraulique dans <strong>de</strong>s tuyaux vers les <strong>freins</strong>.<br />
Techniques <strong>de</strong> freinage[modifier]<br />
Il y a plusieurs techniques répandues pour freiner efficacement sur un vélo standard à <strong>de</strong>ux <strong>freins</strong>. La<br />
métho<strong>de</strong> la plus couramment enseignée consiste à appliquer environ 75% <strong>de</strong> la force <strong>de</strong> freinage sur le<br />
frein avant et environ 25% sur le frein arrière. C'est effectivement une <strong>de</strong>s métho<strong>de</strong>s les plus efficaces<br />
pour ralentir une bicyclette. Cela vient du fait que lors d'un freinage, la décélération entraîne un transfert<br />
du poids sur la roue avant. La traction <strong>de</strong>vient donc plus forte sur la roue avant que sur la roue arrière. La<br />
roue arrière supporte alors une moins gran<strong>de</strong> force <strong>de</strong> freinage avant <strong>de</strong> commencer à déraper.<br />
Mais si on freine trop du frein avant, la roue arrière risque <strong>de</strong> décoller et le cycliste risque <strong>de</strong> basculer par<strong>de</strong>ssus<br />
le guidon. Certains <strong>freins</strong> ont un ressort qui limite la force qu'on peut leur appliquer. Ils sont plus<br />
simples à utiliser mais le freinage est moins puissant. Sur les tan<strong>de</strong>ms et autres vélos à long empattement<br />
(comme les vélos couchés ou d'autres vélos spécialisés), la longueur <strong>de</strong> leur empattement et leur point <strong>de</strong><br />
gravité plus bas ren<strong>de</strong>nt quasiment impossible la culbute par-<strong>de</strong>ssus la roue avant.<br />
Néanmoins, dans certaines situations il est préférable <strong>de</strong> ralentir et d'utiliser plus le frein arrière et moins<br />
le frein avant :<br />
Sur surface glissante, comme <strong>de</strong>s pavés humi<strong>de</strong>s, <strong>de</strong> la boue, <strong>de</strong> la neige, <strong>de</strong> la glace ou <strong>de</strong>s<br />
gravillons, car il est très difficile <strong>de</strong> se rétablir suite à un dérapage <strong>de</strong> la roue avant sur une surface<br />
glissante.<br />
Sur surface acci<strong>de</strong>ntée : si la roue avant décolle pendant un freinage, elle va s'arrêter<br />
complètement <strong>de</strong> tourner. Atterrir sur une roue avant bloquée risque <strong>de</strong> provoquer son dérapage et<br />
une culbute du cycliste par-<strong>de</strong>ssus le guidon.<br />
Sur surface <strong>de</strong> type graviers ou poussière : pour freiner le plus possible dans <strong>de</strong>s pentes fortes sur<br />
<strong>de</strong>s sols <strong>de</strong> résistance inégale, il est plus aisé <strong>de</strong> bloquer complètement la roue arrière, quasiment<br />
sans freiner la roue avant, pour ne se concentrer que sur l'équilibre <strong>de</strong> son vélo.<br />
Dans une longue <strong>de</strong>scente : alterner le freinage <strong>de</strong> la roue avant et <strong>de</strong> la roue arrière peut servir à<br />
éviter, d'une part la fatigue <strong>de</strong>s mains du cycliste, d'autre part la surchauffe <strong>de</strong>s jantes (ce qui peut<br />
provoquer une explosion du pneu).<br />
Pneu avant dégonflé : freiner avec pneu dégonflé peut causer le déchaussement du pneu et<br />
engendrer un acci<strong>de</strong>nt.<br />
Vélos sans frein[modifier]<br />
Par souci <strong>de</strong> sécurité, les vélos <strong>de</strong> piste n'ont pas <strong>de</strong> frein. On cherche ainsi à éviter <strong>de</strong>s changements <strong>de</strong><br />
rythme brutaux lors <strong>de</strong> courses sur un vélodrome. Vu qu'ils sont équipés d'un pignon fixe, le freinage peut<br />
se faire en inversant la force sur les pédales.<br />
Dans certaines disciplines dites alternatives ( le street, le dirt, le park et le trail disciplines pratiquées en<br />
bicross ou vtt), les vélos ne sont pas munis <strong>de</strong> frein, dans le but d'élever le niveau <strong>de</strong> difficulté technique,<br />
et <strong>de</strong> rendre le pilotage plus flui<strong>de</strong>. La métho<strong>de</strong> classique pour s'arrêter consiste alors à freiner en<br />
apposant son pied sur un <strong>de</strong>s pneus du vélo, voire <strong>de</strong> poser un pied, ou les <strong>de</strong>ux, par terre.