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Freins

Quand on est en route à vélo, on veut avancer rapidement et avec une dépense d’énergie aussi faible que possible. Si la situation l’exige, on veut pouvoir s’arrêter tout aussi rapidement et de manière sûre. Pour cette raison, de bons freins sont pour moi un des éléments les plus importants de mon vélo. Il y a un grand nombre de systèmes différents, auxquels on recourra de préférence en fonction de l’utilisation prévue. Je te donne ici un aperçu des systèmes existants.

Freins à disque ou freins sur jante?


Cette question n’a pas de réponse aisée, elle dépend d’un grand nombre de facteurs qu’on va passer en revue.

Les freins sur jante se divisent en trois types courants qui sont destinés à des utilisations différentes. Dans tous les systèmes décrits ici, deux patins de frein en caoutchouc qui se font face sont pressés sur le côté de la jante et réduisent ainsi la vitesse. Les patins de frein et la jante sont ainsi des pièces d’usure : si les premiers sont faciles et bon marché à remplacer, changer une jante est une réparation importante.

Parmi les freins à disque, on distingue entre systèmes hydrauliques et mécaniques. Dans les deux cas un disque de frein est vissé sur un moyeu spécialement conçu. La mâchoire de frein entoure une petite partie de ce disque. Si le frein est actionné, les deux plaquettes sont pressées sur le disque et le vélo est ralenti. Les disques et les plaquettes de frein sont des pièces d’usure et doivent être régulièrement remplacées.

Dans les freins à étriers, une mâchoire de frein en deux parties est fixée par un boulon au pont de fourche. Ce type de frein est très répandu parmi les anciens vélos. De par la construction, les inconvénients suivants se présentent: plus les mâchoires de frein sont longues, plus la capacité de freinage est réduite (de telles mâchoires sont nécessaires pour des vélos équipés de larges pneus et de garde-boue) ; en raison du mécanisme asymétrique, le contact du patin de frein sur la jante ne se fait souvent que d’un côté.

Pratiquement, les freins à étriers ne sont plus utilisés que pour les vélos de course : comme les pneus sont minces (max. 28mm) et qu’il n’y a pas de garde-boue, les bras de frein sont courts. Le problème de l’asymétrie est résolu par le recours à une construction à double articulation (Dual Pivot), de cette manière les freins de vélos de course modernes peuvent être ajustés précisément et la force de freinage est finement dosée. Leur construction compacte rend ce type de frein très aérodynamique.

Dans les freins Cantilever, les deux bras de frein sont montés sur un socle fixé au cadre ou à la fourche. Les deux bras sont reliés par une traction de câble de forme triangulaire. La traction s’effectue par le biais d’une pièce qui relie le câble de frein et le câble latéral.

 

Les freins Cantilever ont été développés avant la Deuxième Guerre mondiale ; ils étaient utilisés surtout pour des randonneurs munis de garde-boue et de larges pneus. Ils se sont largement répandus avec l’apparition des mountain bikes. Aujourd’hui, ils sont majoritairement utilisés pour les vélos de cyclocross et les randonneurs.

Leurs avantages :

  • les freins Cantilever donnent beaucoup de place pour les pneus et les garde-boue
  • leur poids d’environ 150 grammes est très léger
  • la mécanique est simple et robuste
  • la force de freinage est facile à doser
  • les freins se combinent bien avec les leviers de frein des vélos de course
  • ils peuvent être facilement réparés en route

Leurs inconvénients:

  • par temps de pluie la force de freinage est plus faible
  • en fonction de la construction, le réglage des patins de frein est difficile
  • si la tension des ressorts n’est pas ajustable séparément, le frein tend à avoir un contact asymétrique avec la jante
  • en voyage, en plus d’un câble de frein de rechange, il faut emporter aussi un câble latéral
  • un point d’ancrage pour la gaine de frein est nécessaire

 

Le V-Brake (ou DirectPull Brake) est dérivé du frein Cantilever. Les bras sont fixés sur les mêmes socles du cadre respectivement de la fourche ; ils sont plus longs, ce qui donne une plus grande force de freinage. Le frein est activé par un tuyau courbé qui constitue la butée de la gaine du câble de frein. La traction se fait horizontalement vers le bras de frein opposé. De par la transmission modifiée par rapport aux freins sur jante courants, des patins de frein adaptés sont nécessaires. Les freins Direct Pull sont actuellement les freins sur jante les plus souvent installés.

Avantages:

  • force de freinage élevée
  • avec un poids d’environ 150 grammes, ces freins sont très légers
  • leur mécanique est simple et robuste
  • ces freins se réparent ou remplacent facilement en route
  • un point d’ancrage pour la gaine du câble de frein et le câble latéral ne sont pas nécessaires

Inconvénients:

  • par temps de pluie la force de freinage est plus faible
  • l’usure des patins de frein par temps de pluie est plus grande que pour d’autres freins sur jante
  • ces freins ne sont compatibles avec des leviers de frein de vélo de course qu’avec un adaptateur

 

Dans les freins à disque mécaniques, la force de freinage est transmise à la mâchoire de frein par un câble conventionnel. Dans la plupart des cas, seul le piston extérieur est actionné, le piston intérieur étant fixe. Lorsqu’on freine, le piston extérieur appuie sur le disque de frein et le plie légèrement, jusqu’à ce qu’il soit bloqué entre les deux plaquettes. Pour minimiser cette torsion, qui réduit la force de freinage, il est important de positionner soigneusement l’assise du frein.

Avantages:

  • la capacité de freinage reste identique par n’importe quel temps
  • en cas de dommage, le dispositif peut être réparé simplement avec des outils courants et un câble de frein conventionnel

Inconvénients:

  • seules les plaquettes de frein d’une forme particulière conviennent à la mâchoire de frein; je recommande aux voyageurs d’emporter des plaquettes de rechange
  • l’usure des plaquettes nécessite un réglage d’ajustement manuel. Pour les modèles à piston mobile unique, le piston fixe doit lui aussi être repositionné
  • la force de freinage est plus faible que pour les freins à disque hydrauliques

Dans les freins à disque hydrauliques, la force de freinage est transmise aux pistons des mâchoires de frein par un tuyau rempli d’huile. Comme il n’y a pas de frottement avec la gaine, comme pour un câble, la force nécessaire pour actionner le frein est moindre et le freinage peut être dosé de manière plus fine.

Avantages:

  • la force utilisée est moindre et peut être mieux dosée, le point de pression est clair
  • la capacité de freinage reste pratiquement la même par tous les temps
  • l’usure des plaquettes est compensée automatiquement, ce qui fait que le chemin de traction du levier de frein reste identique
  • comme la transmission de force se fait par un système hydraulique fermé, il n’y a pas d’usure de câble et donc pas de force supplémentaire à mettre

Inconvénients:

  • les réparations nécessitent souvent des outils spéciaux et le savoir-faire qu’on trouve dans un bon atelier. Lors de voyages dans des continents lointains, cela peut vite devenir un problème
  • seules les plaquettes de frein d’une forme particulière conviennent à la mâchoire de frein; je recommande aux voyageurs d’emporter des plaquettes de rechange
  • si le frein surchauffe – par exemple après une longue phase de freinage continu – un phénomène de fading peut apparaître. Des bulles de vapeur se forment dans le circuit d’huile, qui peuvent réduire notablement la force de freinage, et dans des cas extrêmes conduire à une défaillance des freins