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Aug 04, 2023

Freins à disque de vélo de route : avantages et inconvénients, compatibilité, freins à disque ou sur jante

Que sont les freins à disque, comment ils fonctionnent et quels sont les freins à disque par rapport aux freins sur jante

Que sont les freins à disque, comment ils fonctionnent et la réponse à la question freins à disque vs freins sur jante

Ce concours est maintenant terminé

Par Paul Normand

Publié: 10 février 2021 à 20h00

Il n'y a que quelques années que les freins à disque étaient un anathème pour de nombreux cyclistes sur route. Les pilotes professionnels ont particulièrement exprimé leur désapprobation - ou, au pire, leur haine - de la nouvelle technologie de freinage.

Avancez jusqu'en 2021 et toutes les 19 équipes sauf une (Ineos Grenadiers) devraient rouler sur des vélos WorldTour équipés de disques.

Cela est en partie dû au fait que les fabricants de vélos ont remplacé leur production presque exclusivement par des freins à disque. Mais même des équipes, telles que UAE Team Emirates, qui ont la possibilité et qui roulaient sur des vélos à freins sur jante l'année dernière, ont cette année opté pour les freins à disque.

Cet abandon des freins sur jante ne se limite pas aux modèles haut de gamme et s'est également répercuté sur les vélos de route économiques. Ils peuvent avoir des freins à disque à câble plutôt que des systèmes hydrauliques, mais vous trouverez de nombreux vélos de route de moins de 1 000 £ équipés de disques de frein à disque.

Alors, que sont exactement les freins à disque de route, et pourquoi tout ce remue-ménage ? Sont-ils vraiment différents des autres progrès récents de la technologie du vélo ? Et quel système de freinage arrive en tête lorsque l'on compare les freins à disque et les freins sur jante ?

La différence la plus fondamentale entre les freins sur jante traditionnels et les freins à disque est l'endroit où les forces de freinage sont appliquées.

Comme son nom l'indique - et comme cela se fait depuis des décennies - les freins sur jante se fixent directement sur les côtés de la jante elle-même. De cette façon, la jante sert de composant structurel principal de la roue, de base de montage pour le pneu et de surface de freinage tout en un.

En revanche, les freins à disque déplacent toutes les tâches de freinage vers un rotor séparé de diamètre beaucoup plus petit et monté directement sur le moyeu - un peu comme les automobiles ou les motos de tous les jours, et à peu près tous les autres véhicules à roues.

L'étrier de frein est toujours monté sur le cadre et la fourche mais est situé beaucoup plus près de chaque axe de roue.

Une autre différence clé est la manière dont chaque type de frein est généralement utilisé. À quelques rares exceptions près, les freins sur jante sont " actionnés par câble ", ce qui signifie que les leviers sont reliés à l'étrier par des câbles en acier tressé (câbles Bowden, pour utiliser le terme technique) qui glissent à travers une sorte de boîtier.

Vous tirez sur le levier, qui tire ensuite sur le câble, ce qui force alors l'étrier à se serrer sur la jante.

Les freins à disque sont le plus souvent de la variété entièrement hydraulique, où le câble et le boîtier sont remplacés par un fluide non compressible et un tuyau dans un système entièrement scellé.

Lorsque vous tirez sur le levier d'un frein hydraulique, il pousse un piston dans un "maître-cylindre", qui pousse ensuite ce fluide à travers un tuyau jusqu'à l'étrier à l'autre extrémité. Cette pression hydraulique est ce qui pousse les pistons de l'étrier et serre les plaquettes de frein à disque sur le rotor.

Comme un frein sur jante, un frein à disque actionné par câble a un fil allant jusqu'au mécanisme de frein, mais dans ce cas, le câble tire ensemble une ou deux des plaquettes de l'étrier pour les presser contre le rotor.

Les freins à disque actionnés par câble sont moins chers et légèrement moins efficaces que les freins à disque hydrauliques en raison du frottement et de l'étirement des câbles, et se trouvent normalement sur les vélos à bas prix.

SRAM a été le premier à commercialiser un groupe de vélo de route spécifique au disque, bien qu'il y ait eu des options de freins à disque mécaniques d'Avid et d'autres disponibles avant l'arrivée de son Red Hydro R 2012.

Cela a été suivi en 2013 par Shimano et enfin en 2016 par Campagnolo, vous pouvez donc désormais trouver des options de tous les principaux fabricants de groupes de route.

Au départ, les options de freins à disque étaient limitées, mais les trois marques ont désormais intégré des freins à disque hydrauliques comme alternative aux freins sur jante dans bon nombre de leurs groupes. Ils font également partie des groupes conçus pour les vélos de gravier, y compris Shimano GRX et Campagnolo Ekar, et des transmissions à plateau unique.

Cela signifie que vous pouvez trouver des freins à disque dans une large gamme de prix, y compris les groupes haut de gamme Dura-Ace, Red et Super Record pour Shimano, SRAM et Campagnolo respectivement.

La technologie est également désormais disponible jusqu'à des options moins chères : Apex 1 pour SRAM, Tiagra pour Shimano et Chorus pour Campagnolo. Shimano propose également une option de frein à disque mécanique pour Sora.

Outre les freins à disque hydrauliques des trois grands, vous pouvez souvent trouver des freins à disque mécaniques sur des vélos à bas prix : TRP (qui fabrique également l'étrier hybride mécanique/hydraulique Hy/Rd), Hayes et la marque Avid de SRAM sont des options courantes.

Les freins à disque offrent plusieurs avantages clés par rapport aux freins sur jante.

Premièrement, ils génèrent beaucoup plus de puissance de freinage, ce qui signifie qu'il faut moins de force au levier pour générer la même quantité de décélération que sur un frein sur jante.

Cela peut être d'une grande aide dans les descentes longues et raides où la "pompe à bras" peut éventuellement s'installer, ou pour les cyclistes plus lourds qui ont eu du mal à trouver suffisamment de puissance des freins traditionnels (le même problème s'applique aux vélos plus lourds, tels que les vélos de tourisme et les tandems ).

Un avantage supplémentaire est que la puissance de freinage peut être augmentée (ou tempérée, selon vos préférences) en modifiant la taille des rotors. Un rotor plus grand augmentera l'effet de levier mécanique et la dissipation de chaleur tandis qu'un plus petit permettra d'économiser du poids pour les cyclistes qui n'ont tout simplement pas besoin de la force de freinage supplémentaire.

Certes, la puissance de freinage de tout véhicule à roues est intrinsèquement limitée par la traction. Et comme beaucoup d'entre vous le savent (peut-être par expérience douloureuse), il est déjà assez facile de bloquer une roue sur un vélo avec des freins sur jante - ce qui nous apporte l'avantage numéro deux : le contrôle.

Les freins à disque offrent une meilleure modulation que les freins sur jante, ce qui signifie qu'il est plus facile pour le cycliste de mesurer avec précision la puissance de serrage générée. La puissance de freinage maximale se produit juste avant le point de blocage, et les vélos équipés de disques sont mieux équipés pour flirter avec ce bord sans traverser.

La puissance des freins à disque a également tendance à être plus linéaire et prévisible que sur les freins sur jante, et elle est beaucoup plus cohérente dans des conditions météorologiques variables, en particulier par rapport à l'utilisation de freins sur jante sur des jantes en carbone - une combinaison qui donne des performances notoirement médiocres sur le mouillé, mais est également sujet à la surchauffe lorsqu'il est sec.

Un autre avantage des freins à disque hydrauliques exploités par les fabricants de vélos est que vous obtiendrez la même efficacité de freinage, quel que soit le degré de torsion et de rotation du flexible de frein.

Cela a permis aux marques de vélos de développer un routage interne complexe et d'augmenter l'intégration frontale, avec des câbles et des tuyaux cachés allant des leviers de frein au point d'action, et des améliorations aérodynamiques associées.

Les jantes de frein à disque peuvent également être plus légères que les roues de frein sur jante. Dans une conception de frein sur jante, la nécessité de gérer la force de compression des plaquettes de frein, la force d'expansion du pneu et la chaleur générée par le freinage nécessitent une plus grande résistance et une dissipation thermique qu'une jante de frein à disque, où c'est juste la pression du pneu qui a besoin A prendre en charge. Il est également plus facile d'optimiser l'aérodynamisme de la jante lors de la conception de freins à disque.

De même, les cadres de freins à disque peuvent être construits différemment des cadres de freins sur jante. Bien qu'il soit nécessaire de renforcer la jambe de fourche gauche et la base gauche, il y a moins de force agissant sur d'autres parties du cadre, qui peuvent être amincies.

Les fabricants de vélos ont également appris à rendre les vélos à freins à disque aussi aérodynamiques ou plus que les vélos à freins sur jante.

Le plus grand avantage des freins sur jante est le poids. Bien que les composants des freins à disque et sur jante eux-mêmes ne soient pas très différents en termes de poids, une fois que vous avez ajouté le rotor, le poids du système d'une configuration de frein à disque est généralement supérieur de quelques centaines de grammes.

Cependant, comme nous l'avons vu dans la section précédente, les roues et les cadres de la dernière génération de vélos peuvent compenser cela.

La simplicité des freins sur jante actionnés par câble présente cependant de nombreux avantages. Les pièces sont généralement bon marché et largement disponibles, il existe un très haut degré de compatibilité entre plusieurs marques et millésimes.

Les systèmes de freinage sur jante sont faciles à réparer en cas de besoin, même sur le bord de la route ou au milieu de nulle part avec une disponibilité limitée de pièces de rechange. Les freins sur jante sont également faciles à régler, contrairement à certains systèmes de freins à disque, où le frottement et le grincement des freins à disque peuvent être des problèmes persistants.

En plus de cela, il convient de souligner que les derniers systèmes de freinage sur jante sont meilleurs que jamais, en particulier sur les groupes de milieu à haut de gamme, et offrent une puissance de freinage suffisante.

Il y avait un argument esthétique selon lequel les vélos à freins sur jante sont en quelque sorte plus beaux que ceux à freins à disque, ce qui était largement répandu lorsque les vélos de route à freins à disque ont commencé à apparaître.

Nous dirions que cet argument est maintenant moins pertinent. Les lignes épurées que permettent les freins à disque et l'acheminement interne, en particulier autour de l'avant du vélo, compensent largement le rotor.

Mettez de côté les diverses théories du complot expliquant pourquoi l'industrie du vélo semble si chaude sur les freins à disque. Bien sûr, les entreprises aimeraient vendre plus de vélos et d'équipements qu'elles ne le font actuellement - cela va sans dire.

Cependant, l'histoire a démontré à plusieurs reprises que des changements majeurs dans la technologie des vélos n'ont fait que modifier les types de vélos et d'équipements que les gens achètent, et non le grand total.

Le fait est que l'industrie du vélo considère le mouvement des disques de route comme un moyen de faire progresser la technologie du vélo de manière significative en une seule grande étape. Les vélos équipés de freins qui fonctionnent mieux sont plus sûrs, point final (jeu de mots).

Sans avoir à se soucier d'accueillir un étrier, les vélos de route équipés de disques peuvent plus facilement s'adapter à des pneus plus volumineux et à des jantes plus larges pour une traction et des performances améliorées sur un mélange de terrains plus diversifié.

Cela a ouvert la possibilité aux cyclistes sur route de monter des pneus beaucoup plus larges, 28 mm ou plus étant désormais la norme sur de nombreux vélos de route, à la place des pneus de 23 mm vus il y a quelques années à peine. C'est un changement qui peut rendre la conduite beaucoup plus confortable et plus adhérente, sans inconvénient significatif en termes de vitesse ou d'aérodynamisme.

Étant donné que les haubans n'ont plus besoin d'être renforcés pour accueillir un frein sur jante, ils peuvent également être rendus plus flexibles, ce qui augmente également le confort.

Ces changements entraînent également le boom des vélos de gravier et des vélos d'endurance plus performants.

Le passage aux freins à disque s'est accompagné d'une transition simultanée vers les axes traversants. Bien qu'il soit encore plus rapide d'installer et de retirer une roue sur un vélo à frein à disque avec des brochettes à dégagement rapide, il y a encore trop de variabilité dans la façon dont les roues s'intègrent dans le cadre et la fourche.

Cela peut entraîner des problèmes allant de gênants (frottements des plaquettes sur les rotors) à terrifiants (éjections de roues imprévues lors d'un freinage brusque).

Les axes traversants utilisent à la place des pattes fermées qui placent plus systématiquement la roue au même endroit par rapport à l'étrier de frein, et sont plus sûrs à utiliser en général avec moins de risque d'erreur de l'utilisateur.

Ils fournissent également une connexion plus rigide entre la roue et le cadre que les moyeux à dégagement rapide, de sorte qu'un cadre peut être plus léger sans perdre en rigidité.

Le passage aux freins à disque signifie que les fabricants de vélos ont conçu des cadres généralement incompatibles avec les freins sur jante ; vous ne pouvez pas installer de freins à disque sur un cadre de frein sur jante et vous ne pouvez pas passer des disques aux freins sur jante, sauf dans quelques cas, comme le Wilier Cento10 NDR, qui a été conçu pour vous permettre d'adapter l'un ou l'autre type de frein.

Les freins à disque nécessitent non seulement des raccords dédiés sur le cadre et la fourche pour l'étrier, mais, idéalement, des renforts localisés pour gérer les contraintes supplémentaires appliquées.

Pendant ce temps, les roues nécessitent des moyeux avec une interface cannelée à six boulons ou Centerlock pour fixer un rotor. Aucun de ceux-ci ne peut simplement être ajouté après coup.

Il n'y a pratiquement aucun mélange et assortiment autorisé entre les marques de freins à disque non plus, du moins en ce qui concerne les options hydrauliques. Il existe une certaine flexibilité pour combiner différentes marques et modèles de freins sur jante, en particulier lorsque vous tenez compte des petites marques de rechange, alors que les freins à disque sont beaucoup plus restrictifs.

Les étriers de frein à disque hydrauliques SRAM ne peuvent être associés qu'avec des leviers SRAM, par exemple, et il en va de même pour Shimano et Campagnolo.

Les freins à disque actionnés par câble de TRP, Paul Components, SRAM / Avid, Hayes et autres offrent plus de flexibilité, mais même dans ce cas, des rapports de traction de câble différents entre les différentes marques, modèles et même des années de leviers doivent être pris en compte pour une fonctionnalité optimale.

Les freins à disque hydrauliques pour VTT sont depuis longtemps largement acceptés sur le marché du tout-terrain, il y a donc beaucoup d'histoire à poursuivre en termes d'entretien et de facilité d'entretien à long terme, et c'est un sac mélangé.

D'une part, les freins à disque hydrauliques sont entièrement étanches aux éléments et nécessitent peu ou pas d'entretien quotidien - la plupart du temps (l'entretien des freins à disque actionnés par câble est plus conforme aux freins sur jante conventionnels). Il n'y a pas non plus de boîtier dans lequel le grain peut pénétrer et aucun câble à effilocher.

En prime, ils s'ajustent même automatiquement à l'usure des plaquettes afin que la traction du levier reste constante au fil du temps. Mis à part le fait de purger occasionnellement le système avec du liquide frais (la plupart des entreprises recommandent de le faire environ une fois par an), il n'y a pas grand-chose à faire.

La purge des systèmes hydrauliques nécessite des outils spéciaux, avec un kit maison complet d'environ 45 £ / 55 $ (plus quelques suppléments pour le liquide par an). Alternativement, faire faire cela par un magasin coûtera environ 40 £ / 60 $ par an, plus ou moins.

Les plaquettes de frein à disque ont également tendance à être légèrement plus chères (environ 50 £ / 80 $ contre 40 £ / 60 $ par jeu complet de bonnes), mais les différences dans le monde réel sont assez mineures lorsque vous tenez compte de la longévité dans l'équation. Gardez à l'esprit, cependant, que rouler régulièrement dans des conditions humides et granuleuses peut fausser considérablement ces chiffres.

Le câble et le boîtier de frein sur jante conventionnels sont cependant loin d'être bon marché, surtout si vous préférez utiliser des matériaux de qualité supérieure (comme vous le devriez…), donc bien que les freins sur jante aient un avantage ici, les différences ne sont pas aussi dramatiques qu'elles pourraient le sembler.

Si quelque chose se casse, cependant, les freins sur jante ont un gros avantage car il est beaucoup plus facile de diagnostiquer – et de réparer – un problème.

Pour la plupart des utilisateurs, les freins à disque hydrauliques s'apparentent à un équipement électronique : bien que vous puissiez souvent résoudre un problème par vous-même, la plupart des cyclistes n'ont pas l'équipement ou les connaissances nécessaires pour le faire.

Si vous êtes du genre à enfoncer les choses dans le sol, gardez à l'esprit qu'il y a des avantages certains à ne pas soumettre vos jantes à une usure régulière.

Alors qu'il est très coûteux de remplacer une jante usée par un freinage prolongé, les freins à disque ne nécessitent qu'un nouveau disque. En parlant de cela, ces rotors sont également moins susceptibles de se déformer qu'une jante.

Les freins à disque remplaceront-ils complètement les freins sur jante ? Peut-être pas. À tout le moins, les freins sur jante vivront probablement avec des marques plus petites et des applications de niche, mais avec les marques grand public, la marée se tourne vers les disques depuis un certain temps maintenant.

Paul écrit sur la technologie du vélo et passe en revue tout ce qui concerne le cyclisme depuis près d'une décennie. Il a passé cinq ans à Cycling Weekly et a également écrit pour des titres tels que CyclingNews, Cyclist et BikePerfect, tout en étant un contributeur régulier à BikeRadar. Sur le plan technique, il a tout couvert, de la largeur de la jante aux derniers ordinateurs de vélo. Il a passé en revue certains des premiers vélos électriques pour Cycling Weekly et a couvert leur développement dans les machines sophistiquées qu'ils sont aujourd'hui, devenant ainsi un expert de tout ce qui est électrique. Paul était dans le gravier avant même qu'il ne soit inventé, faisant du vélo de cyclo-cross à travers les South Downs et le long de sentiers boueux à travers les Chilterns. Il s'est également essayé au VTT cross-country. Il est le plus fier d'avoir parcouru la longueur du South Downs Way sur un crosser et de réaliser son ambition de longue date de gravir le Monte Grappa sur un vélo de route.

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