Tout sur les freins à disque : types, technologies actuelles et entretien

Au-delà des débats, et au-delà des controverses concernant leur utilisation en haute compétition, les freins à disque dominent le marché du cyclisme. Si vous souhaitez montrer un vélo complètement mis à jour, vous devrez monter ce type de freins. Dans ce guide, nous vous expliquons tout sur son fonctionnement et les technologies actuelles. De même, nous partagerons des astuces simples (mais efficaces) pour son entretien et son entretien.

Le système de frein à disque : pièces et fonctionnement

Commençons par rafraîchir quelques bases. Quels sont les éléments qui composent les freins à disque ?

Poignée

Sa construction sera différente selon que le circuit de freinage est hydraulique ou mécanique. S'il est hydraulique, il aura un petit réservoir ou une pompe fixé sur son corps avec du liquide de frein à l'intérieur (huile minérale ou synthétique, selon la marque ou le modèle). À l'aide du levier à levier, une pression est appliquée sur ce liquide, le déplaçant pour activer les étriers de frein. Si le circuit est mécanique, il n’aura ni pompe ni réservoir. La même action du liquide est réalisée par un câble en acier tressé, qui gagne ou perd de la tension en fonction de la pression exercée sur la poignée. [identifiant de légende="attachment_5973" align="alignnone" width="744"] Image : Dépôt de photos[/légende]

Pince à épiler

Avant que le liquide ne dirige cette pression sur l'étrier et le disque de frein, il circule à l'intérieur du tuyau ou du câble jusqu'à atteindre le piston ou le piston de l'étrier. Celui-ci, à son tour, se déplace pour appuyer sur les plaquettes, l'autre élément interne de l'étrier de frein. Actuellement, deux types de pinces peuvent être distingués :

• 2 pistons. Ils sont les plus courants dans tous les types de cyclisme. Les deux pistons sont situés un de chaque côté de l'étrier, derrière la plaquette correspondante.
• 4 pistons. Ils sont surtout utilisés dans les modalités de VTT plus radicales, comme l'Enduro ou le Downhill, bien qu'il soit de plus en plus courant de les voir en Cross Country, sur les vélos rigides, etc. Dans ce cas, le nombre de pistons est doublé : deux de chaque côté de l'étrier pour appliquer plus de puissance de freinage avec une modulation identique ou similaire.

De chaque côté, le premier piston situé dans le sens de rotation du disque est plus petit que le second. Cela compense l' effet de coin ou la force de freinage plus importante qui se produit dans la zone. Cela évite que la plaquette ne s'use davantage d'un côté que de l'autre et élimine les oscillations du disque.

Les étriers de frein à 4 pistons augmentent la puissance de freinage jusqu'à 20 %.

Les étriers à quatre pistons sont plus grands et environ 20 à 40 g plus lourds que les étriers à deux pistons. Ils ne sont compatibles qu'avec certains modèles de freins à 4 pistons et sont plus chers : environ 50 € en moyenne.

Comprimés

Lorsqu'on parle de plaquettes de frein, on parle de la pièce métallique chargée de retenir la rotation du disque et de freiner la roue. Une pièce capitale qui a une durée de vie limitée et dont l'usure doit être surveillée fréquemment. On peut distinguer deux types principaux, selon le composé de surface de freinage utilisé : organique (meilleur freinage mais courte durée) et métallique (freinage un peu plus imparfait, mais plus longue durée). [identifiant de légende="attachment_7934" align="alignnone" width="744"] Plaquettes de frein, déposées.[/caption]

Disques

Selon leur taille (diamètre) et leur construction (une pièce ou deux pièces), ils mettront en valeur certaines propriétés ou d'autres. 1.- Le diamètre des disques Détermine la capacité de freinage. En règle générale, un disque de plus grand diamètre minimisera le temps écoulé entre l'actionnement du levier et l'arrêt de la roue. En revanche, une augmentation du diamètre du disque est recommandée pour absorber la plus grande puissance d'un frein spécifique. Par exemple, un moteur à quatre pistons nécessitera des disques de grand diamètre pour mieux absorber et gérer cette puissance. Passons ensuite en revue les différents diamètres disponibles sur le marché.

• 140 mm - le plus petit standard aujourd'hui. Surtout sur des vélos de route ou de cyclocross.
• 160 mm : mesure intermédiaire, la plus utilisée et polyvalente : VTT cross country, route ou gravel.
• 180 mm : plus typique du VTT (comme disque de frein avant) et dans les modes avec des exigences de freinage élevées : XC/trail ou enduro.
• 203 mm : principalement présent dans les modalités VTT radicales : trail, enduro et descente.
• 220 mm : disque spécifique pour les vélos d'enduro et de descente, notamment sur la roue avant.

Un disque de plus grand diamètre a tendance à minimiser le temps qui s'écoule entre le moment où vous appuyez sur le levier de frein et l'arrêt de la roue.

2.- La conception et la construction des disques Selon sa conception et sa structure, le disque peut être plus ou moins lourd et mieux résister aux échauffement et fatigue au freinage. En ce sens, on peut distinguer deux catégories : les disques rigides et les disques flottants ou en deux parties. Les disques durs sont constitués d'un morceau d'acier inoxydable. Ce sont les plus courants, que l’on retrouve sur les vélos premier prix et milieu de gamme. Également haut de gamme avec des conceptions spéciales pour dissiper la chaleur. Les disques flottants ou en deux parties ont une partie externe ou surface de freinage en acier, ainsi qu'un noyau en un matériau plus léger et résistant à la chaleur (aluminium ou carbone). Ils sont plus chers que les rigides et se montent sur les vélos moyen et haut de gamme, aussi bien de route que de VTT. En revanche, le type d'ancrage au moyeu de roue doit être pris en compte, car il n'en existe pas d'universel et il est important de déterminer sa compatibilité avec le vélo. Deux standards d'ancrage peuvent être distingués : 6 vis (principalement SRAM) et Center Lock (fileté, breveté par Shimano). La plupart des marques proposent des modèles avec des versions pour l'un ou l'autre système.

Types de freins à disque

Pour classer les freins à disque, on peut considérer deux critères : selon leur fonctionnement et selon le type de cyclage.

En fonction de votre lecteur

Nous avons déjà mentionné qu'il existe deux systèmes de freins à disque universels en fonction de leur technologie d'entraînement : hydraulique et mécanique. 1.- Freins à disque hydrauliques C'est le système le plus répandu. Le circuit de freinage est rempli de liquide de frein (une huile minérale ou synthétique) qui est pompé du levier vers l'étrier. Parmi ses points forts, on retrouve son freinage plus progressif et modulé, du moins au plus, qui évite le blocage des roues pour favoriser un meilleur contrôle. [identifiant de légende="attachment_8234" align="alignnone" width="744"] Image : empire331.[/légende] 2.- Freins à disque mécaniques Les freins à disque mécaniques utilisent un câble de freinage traditionnel. Le freinage est un peu plus brusque, moins progressif. De plus, ils ont tendance à se désadapter davantage et à perdre le contact. Cependant, les réparations et les réglages sont plus faciles qu'avec un frein hydraulique. Élimine les saignements fastidieux du système et le remplacement des liquides. [irp posts="4210" name="Freins à disque hydrauliques ou mécaniques : en quoi sont-ils différents ?"]

Selon la modalité

Un autre critère de classification des freins à disque est de considérer le type de cyclisme que nous pratiquons. 1.- VTT Les freins à disque sont arrivés dans le VTT il y a plus de 20 ans, en réponse à des parcours de plus en plus techniques et au besoin d'un freinage plus efficace et contrôlé. Le disque standard va de 160 à 220 mm, et le levier est droit et réglable en portée (sans outil dans les modèles supérieurs). De plus, il est également possible d’améliorer la puissance avec des modèles à quatre pistons. 2.- Route Les freins à disque de route, plus récents, ont leurs particularités, en termes de leviers, de taille d'étrier et de diamètre de disque. Ils sont plus petits que ceux des VTT (140 et 160 mm) et le type flottant prend le pas sur les rigides, avec une pièce centrale plus allongée et opaque, ainsi que des ailerons pour mieux dissiper la chaleur (technologie Shimano Ice ). [identifiant de légende="attachment_2055" align="alignnone" width="744"] Image : étrier de frein à disque Shimano.[/caption] 3.- Gravier Les freins à disque Gravel présentent des similitudes en termes de tailles et de technologies avec les freins de route, utilisant le même type de levier pour le guidon à crochet. Mais le diamètre du disque est généralement plus grand, optant pour 160 ou 180 mm. De plus, les leviers de frein ont une conception et une ergonomie différentes qui offrent une meilleure prise en main des doigts, sacrifiant un peu de poids.

Technologies : nouvelles tendances

Voulez-vous connaître certaines des nouvelles technologies qui s'imposent sur les freins à disque actuels pour le cyclisme ?

Leviers : réglables en portée et en contact

C'est un système présent dans les freins à disque de montagne, comme le SRAM G2. En plus du réglage plus courant de la position du levier par rapport au guidon (à l'aide d'une petite molette), il existe une autre molette ou molette intégrée au corps du levier qui régule le point de contact avec le patin. Il influence la course du levier, donnant une sensation plus ferme ou plus douce sans déplacer la position du pad.

Étriers : à quatre pistons et rigides

Les freins avec étriers à quatre pistons ont repoussé les frontières de la compétition et des modalités VTT les plus extrêmes. Les grandes marques proposent déjà des modèles pour tous les types de VTT, et dans toutes les gammes de prix. L’émergence des vélos électriques, qui nécessitent des freins plus résistants et plus puissants, a également contribué à cette expansion. Les étriers ont des conceptions qui offrent une plus grande intégration et rigidité, favorisant un freinage uniforme sans vibrations et évitant tout mouvement ou désalignement de l'étrier.

Ancrage : montage plat

Les étriers de frein arrière et avant de nombreux vélos de taille moyenne et haut de gamme, aussi bien de route que VTT, sont déjà ancrés avec un système Flat Mount . Il permet de se passer de l'adaptateur d'étrier pour le visser au cadre d'ancrage Post Mount , économisant ainsi quelques grammes, obtenant une meilleure intégration avec le vélo et une plus grande rigidité dans la zone de freinage. [identifiant de légende="attachment_8231" align="alignnone" width="744"] Image : Système Shimano Dura-Ace Flat Mount.[/caption]

Refroidissement des étriers et des disques

La surchauffe des freins à disque due à une utilisation continue (notamment dans les descentes) génère une fatigue du système, une perte de sensations et de puissance. Les fabricants travaillent constamment sur des technologies permettant une meilleure dissipation de la chaleur des disques et des étriers, les zones où la température augmente le plus.

Dans les étriers, les pistons en aluminium s'imposent comme solution à la surchauffe.

Shimano a perfectionné sa technologie Ice , désormais baptisée Ice Freeza pour ses freins les plus avancés (Dura-Ace, Ultegra, XT en VTT, etc.). Il se concentre avant tout sur les disques, en ajoutant des ailettes en acier ou en aluminium (selon le modèle) dans la partie centrale qui dissipent la chaleur. De même, il ajoute une fine couche d'aluminium sur la carrosserie et la piste de freinage, un matériau qui retient moins la chaleur que l'acier et également une peinture spéciale comme revêtement, capable de réduire la température de 10º C. De son côté, SRAM a lancé ses disques HS2 pour VTT en 2021. Ils sont de type flottant et ont la particularité d'avoir des nervures avec une peinture spéciale noire qui parviennent à abaisser la température jusqu'à 40º C dans les conditions de freinage les plus exigeantes. [identifiant de légende="attachment_8232" align="alignnone" width="744"] Image : disques SRAM HS2.[/caption] De même, augmenter l'épaisseur du disque, de 1,85 à 2 mm, dans ce cas, se traduit toujours par un échauffement réduit en raison de l'utilisation de plus de matière.

Entretien : soins de base pour éviter les pannes

L'opération de purge du liquide est l'une des opérations les plus importantes qui nécessitent un bon entretien des freins à disque ; sans oublier le remplacement des plaquettes, bien entendu.

purgé

Vous devriez en faire un par an, que vous utilisiez beaucoup le vélo ou non. Le liquide de frein perd ses propriétés à l'usage et aussi sans, il faudra donc extraire l'ancien liquide en le pompant avec du liquide neuf depuis le levier vers le trou de sortie de l'étrier. A priori, c'est une opération simple que vous pourriez faire chez vous, mais vous aurez besoin de deux petites durites, d'un entonnoir et de liquide de frein pour effectuer la purge. [irp posts="6451" name="5 pannes courantes des freins de votre vélo et comment les résoudre"]

Remplacement des plaquettes

Le composé des plaquettes est éliminé par friction avec le disque. Son statut devra être vérifié fréquemment, tous les deux ou trois mois. Si son épaisseur est inférieure à 1 mm, il faudra penser à la changer ; S'il descend à 0,5 mm, vous devez le remplacer immédiatement, car le support métallique du patin (plus dur) commencerait à frotter contre le disque, endommageant sa piste de freinage. Vous pouvez démonter l'étrier et extraire, à l'aide de son pont métallique, la paire de plaquettes pour vérifier l'usure du composé. Vous pouvez réaliser cette opération conjointement avec la purge annuelle, pour avoir une meilleure organisation de l'entretien de vos freins. Le coût des pilules n'est pas très élevé, allant de 10 à 20 euros. Vous pouvez les changer à la maison sans trop de complications, ce qui vous permet d'économiser beaucoup d'argent sur la main d'œuvre en atelier. [irp posts="7927" name="Plein gaz (frein) : types, matériaux et entretien"]

Centrage des pinces

Un freinage brusque, des chocs ou des chutes, ou une simple utilisation, peuvent provoquer un décalage dans la fixation de l'étrier au cadre ou à la fourche (dans le cas du frein avant). Cela provoque un désalignement des plaquettes par rapport au disque, ce qui génère des frottements même sans appliquer le frein. Pour éviter le bruit gênant qu'il génère, et réduire l'usure du composé due à ces frottements, desserrez les vis de fixation de l'étrier. Déplacez-le et centrez-le légèrement, tout en appuyant sur la poignée pour le réaligner avec le disque, et resserrez les vis en alternant ce serrage pour qu'il soit uniforme des deux côtés.

Nettoyage : étriers, plaquettes et disques

Des freins avec des disques, des étriers et des leviers propres avant de commencer chaque itinéraire fonctionneront plus efficacement et ajouteront des années de durée de vie utile. Un nettoyage superficiel à l'eau et au savon, évitant qu'il ne pénètre à l'intérieur de l'étrier, est obligatoire après chaque sortie. [identifiant de légende="attachment_8235" align="alignnone" width="744"] Image : V_Sot.[/légende] Pour nettoyer l’intérieur de l’étrier, qui doit être effectué mensuellement, vous devez d’abord retirer les plaquettes. Ensuite, nettoyez l'intérieur avec de l'eau et du savon doux, ou un nettoyant spécifique pour freins à disque. Enfin, lubrifiez la surface des pistons avec le même liquide de frein que le circuit.

Les freins à disque doivent être soigneusement entretenus une fois par an, avec remplacement du liquide et des plaquettes.

Quant aux plaquettes, vérifiez qu'il ne reste aucune saleté, huile, etc. Dans le cas contraire, ils seront contaminés et devront être traités avec de l'eau et de l'alcool, puis poncés délicatement pour éliminer ces restes. Si vous ne le faites pas, l'efficacité du freinage sera compromise, tout comme la sensation du freinage. Le nettoyage de la piste de freinage à disque est également indispensable. Faites-le après chaque sortie avec un chiffon doux (microfibre), un peu d'eau et du savon neutre. Il existe également sur le marché des nettoyants pour disques, qui ont également des propriétés anti-poussière ou anti-boue.

N'oubliez pas le pré-shoot

Enfin, quelques conseils pour les cyclistes peu familiers avec les freins à disque. Pour commencer, la sensation, la puissance et la modulation du freinage sont différentes de celles des freins à sabot. Une adaptation et un tournage préalables sont donc nécessaires. En ce sens, lors de l'achat d'un nouveau vélo équipé de freins à disque, ou après chaque changement de plaquettes, un processus de rodage ou d'acclimatation du système doit être effectué. Étant donné que la surface composée des nouvelles plaquettes est très ferme et polie, elles glisseront sur le disque et ne l'arrêteront pas, augmentant ainsi le risque d'accident.

Après chaque changement de plaquettes, il est conseillé d'effectuer un processus d'adaptation sur le vélo.

Ainsi, vous devez pédaler et appuyer sur le frein de moins en plus à plusieurs reprises, sur un niveau ou dans une rue peu fréquentée, de manière contrôlée. Nous vous recommandons de procéder ainsi jusqu'à ce que vous sentiez le toucher durcir et que le vélo s'arrête de plus en plus vite. Vous pouvez également faire ce trajet debout, en installant le vélo sur un support avec la roue suspendue dans les airs et en freinant à plusieurs reprises jusqu'à ce qu'elle durcisse. Avec ce rodage on s'assure également que les plaquettes sont alignées avec le disque et que leur usure est uniforme sur toute sa surface.