Tous les vélos, à l’exception des penny-farthings, sont montés entre le boîtier de pédalier et la roue arrière. La plupart des vélos incluent une gamme de vitesses afin que vous puissiez en choisir une qui convient à l’endroit où vous roulez : une vitesse inférieure et plus facile pour monter une colline, et une vitesse plus élevée et plus dure pour rouler sur du plat ou en descente.
C’est simple jusqu’ici, mais les choses se compliquent vite quand on considère le fonctionnement des engrenages et les différents systèmes disponibles. C’est encore plus complexe lorsque l’on prend en compte la compatibilité (ou l’absence de compatibilité) entre différentes marques.
Les engrenages font partie d’un groupe qui comprend également les freins et les leviers de frein. Les marques vendront une hiérarchie de groupes, avec plus d’argent pour acheter généralement plus de vitesses, un meilleur design et moins de poids.
Dans ce guide, nous examinerons le fonctionnement des différents systèmes d’engrenages, comment les faire fonctionner, ainsi qu’un bref aperçu de la façon d’entretenir les engrenages de votre vélo et du moment où des pièces pourraient devoir être remplacées.
Manette de vitesse
La plupart des vélos utilisent un système de dérailleur. Il comprend une série de pignons de différentes tailles fixés au moyeu arrière, formant un groupe appelé cassette. Dans les systèmes modernes, le système de roue libre est intégré à la roue, mais sur les vélos de spécifications inférieures ou plus anciennes, il fait partie du groupe d’engrenages.
La chaîne du vélo passe par un dérailleur arrière suspendu sous l’essieu arrière et se déplace latéralement sur la cassette en réponse à l’action du cycliste. Lorsque le dérailleur pousse la chaîne latéralement, elle déraille du pignon actuel et passe à un pignon plus grand ou plus petit.
Le dérailleur est doté d’un mécanisme à ressort qui supporte une paire de roues jockey et maintient la chaîne tendue, quel que soit le pignon sélectionné. Les pignons sont généralement conçus avec de petites rampes et des profils de dents intelligents qui favorisent un changement de vitesse rapide et fluide.
Le changement de vitesse modifie le rapport de démultiplication, c’est-à-dire le nombre de tours effectués par la roue arrière pour chaque tour de manivelle. Passer à un pignon plus grand rend la conduite plus facile, tandis que passer à un pignon plus petit le rend plus difficile.
La cassette peut comprendre entre sept et 13 pignons, selon le modèle du groupe.
En plus du dérailleur arrière, de nombreux vélos sont équipés d’un dérailleur avant et comprennent deux ou trois plateaux de tailles différentes, bien que les configurations à plateau unique (souvent appelées un par un ou 1x) soient courantes sur les vélos de montagne. On les retrouve également sur de nombreux vélos de banlieue et de gravel et occasionnellement sur les vélos de route.
Bien que la chaîne ne soit pas en prise permanente avec le dérailleur avant, elle fonctionne de la même manière que le dérailleur arrière, poussant la chaîne entre les plateaux lorsque le cycliste initie un changement de vitesse avant.
Que signifie « vitesses » ?
Vous verrez souvent des « vitesses » mentionnées lorsque vous lisez des informations sur les groupes de vélo. Cela fait référence au nombre de pignons dans la cassette, ce qui signifie qu’un groupe à 11 vitesses aura 11 pignons. Cependant, le nombre réel de vitesses discrètes disponibles dans les groupes à double plateau avant est le double, alors qu’il est trois fois supérieur au nombre de vitesses avec un triple pédalier.
En réalité, il y a généralement un chevauchement important entre les rapports de démultiplication lors de l’utilisation de chaînes différentes, de sorte que le nombre de rapports de démultiplication différents réellement utiles sera inférieur à cela.
Un croisement extrême entre la plus grande chaîne et le plus grand pignon ou entre la plus petite chaîne et le plus petit pignon peut ne pas être efficace et peut conduire à une usure plus rapide de la chaîne et doit donc être évité, réduisant ainsi encore le nombre de combinaisons de vitesses disponibles.
Engrenage à une vitesse
Tous les vélos n’ont pas plusieurs rapports de démultiplication ; certains ont des vitesses simples, où le plateau relie un seul plateau à un seul pignon arrière.
Dans certains cas, le pignon peut incorporer un mécanisme de roue libre, permettant d’arrêter de pédaler pendant que le vélo avance encore, tandis que dans d’autres, il est fixé de manière rigide à la roue arrière de sorte que lorsque le vélo est en mouvement, il doit continuer à pédaler.
Les transmissions à roue libre à une vitesse sont souvent présentes sur les vélos pour enfants et populaires sur les vélos de ville. Les vélos de piste, quant à eux, ont une transmission fixe, tout comme certains vélos hybrides « fixie » à usage urbain.
Une variante de l’engrenage à vitesse unique entraîné par chaîne est un entraînement par courroie, dont le Gates Carbon Drive est le plus couramment utilisé. Celui-ci utilise une courroie en fibre de carbone pour transférer la puissance à la roue arrière et présente l’avantage d’être sans entretien et silencieux, bien qu’il ne puisse pas fonctionner avec un système de dérailleur.
Engrenages de moyeu
Une transmission externe à une seule vitesse peut être associée à un système de moyeux. Ici, les vitesses du vélo sont entièrement enfermées dans le moyeu arrière et peuvent fournir entre deux et 14 rapports de démultiplication. Les moyeux ont l’avantage de nécessiter peu d’entretien et d’être protégés contre les chocs et les dommages, mais sont généralement plus lourds que les systèmes de dérailleur équivalents.
Les engrenages de moyeu utilisent des systèmes d’engrenages planétaires comme ceux utilisés dans de nombreuses voitures équipées de transmissions automatiques. Les vitesses à l’intérieur du moyeu sont engagées en permanence afin que vous puissiez passer les vitesses en position debout, contrairement à un système de dérailleur. Alors que la plupart des moyeux offrent des rapports discrets, certains moyeux à engrenages offrent un engrenage à variation continue sans pas entre les engrenages, comme l’Enviolo et le Pinion.
Sélection de vitesse
Dans la grande majorité des systèmes, le cycliste sélectionne sa vitesse à l’aide de leviers montés sur le guidon, même si dans le passé, les dérailleurs des vélos de route étaient fixés au tube diagonal du vélo. Il est intéressant de noter que pour l’utilisation des vélos électriques en ville et en montagne, Shimano propose un système de changement de vitesse automatique, qui sélectionnera le rapport pour vous sans intervention.
Les dérailleurs des vélos à barre plate sont séparés des leviers de frein, bien qu’ils soient généralement montés à proximité de ceux-ci. Certains vélos à barre plate intègrent le mécanisme de changement de vitesse dans le guidon du vélo, le changement de vitesse étant initié en tournant le guidon.
En revanche, les dérailleurs des vélos à barre abaissée sont généralement intégrés aux leviers de frein pour les rendre plus faciles à utiliser. Vous pouvez également trouver des manettes de changement de vitesse pour barres de suspension, bien qu’il s’agisse d’un article de niche.
La plupart des systèmes de dérailleur intègrent désormais un changement d’index, ce qui signifie que les dérailleurs fonctionnent avec des bruits discrets lorsque vous changez de vitesse, permettant un mouvement précis entre les vitesses. En revanche, les anciens leviers de vitesses à tube diagonal étaient variables en continu, il fallait donc affiner la position du levier de vitesses après le changement de vitesse.
Modifications mécaniques et électroniques
Dans la grande majorité des systèmes de dérailleur, un câble tressé qui traverse ou à l’extérieur du tube du cadre du vélo relie physiquement les dérailleurs du vélo au mécanisme de changement de vitesse. Le câble est enfermé dans une gaine de câble externe, qui peut englober toute la longueur du câble de transmission, bien que sur certains vélos, le câblage puisse inclure des sections partiellement creuses.
Les systèmes de changement de vitesse mécaniques sont simples, bien qu’ils puissent être sujets à la contamination, à l’usure et doivent être maintenus propres et lubrifiés pour fonctionner efficacement. Les câbles s’étirent également, des ajustements périodiques peuvent donc être nécessaires.
Un développement plus récent pour les grands groupes est le passage à la commutation électronique. Ici, le signal est transmis électroniquement d’un levier à l’autre. Dans Shimano et d’autres systèmes, une batterie centrale à l’intérieur du vélo alimente un moteur dans chaque dérailleur pour changer de vitesse. Les derniers systèmes de changement de vitesse électroniques de SRAM et Campagnolo, quant à eux, disposent d’une petite batterie exclusive fixée à chaque dérailleur.
Les premiers systèmes de changement de vitesse électronique de Shimano et Campagnolo avaient des fils électriques physiques reliant les manettes de vitesse du guidon aux dérailleurs (et dans le cas de Shimano, ses engrenages électroniques étaient également câblés), mais les derniers systèmes utilisent la transmission de signal sans fil. Les batteries rondes des manettes de vitesse alimentent leur électronique. L’électronique SRAM a toujours utilisé la signalisation sans fil.
Initialement réservée aux groupes les plus chers, le virage électronique s’étend progressivement aux modèles les moins chers. C’est quand même cher, mais moins.
Quels sont les avantages des systèmes électroniques ?
Alors que les systèmes mécaniques limitent la logique de changement de vitesse à monter ou descendre la gamme de vitesses, le changement de vitesse électronique ouvre des possibilités supplémentaires. Par exemple, un cycliste peut configurer un changement de vitesse séquentiel où, dans un système à double plateau, il lui suffit de choisir de monter ou de descendre, le groupe initiant lui-même un changement de chaîne avant si nécessaire pour éviter une chaîne croisée.
Il est également possible de régler les dérailleurs de manière à ce que le dérailleur arrière déplace automatiquement quelques pignons vers le haut ou vers le bas de la cassette lorsque le cycliste choisit de changer de plateau. Cela évite la tendance du pilote à se retrouver soit en train de tourner trop vite, soit en grinçant trop lentement après un changement de vitesse avant.
Les systèmes électroniques peuvent même transmettre des informations sur les vitesses à un ordinateur de vélo et vous pouvez configurer de petits leviers de vitesses satellites afin que sur un vélo à suspension, vous puissiez passer des chutes ou des pointes ainsi que des changements de vitesses. Ceux-ci peuvent être ajustés à l’aide d’une application pour smartphone et fournissent également des statistiques sur l’utilisation des équipements. Ils peuvent même être entièrement reprogrammés si vous souhaitez que chaque bouton fonctionne différemment.
L’inconvénient de la commutation électronique est la nécessité de garantir que les batteries restent chargées, même si elles doivent rarement être rechargées. S’ils paient pendant un trajet, ils sont conçus pour réduire progressivement les changements de vitesse disponibles afin que vous n’ayez pas de chance avec un vélo à une seule vitesse.
Entretien du matériel de vélo
Les engrenages de vélo sont, dans une plus ou moins grande mesure, exposés aux éléments, même dans les systèmes à une seule vitesse. Les pignons, les dérailleurs et la chaîne se salissent et les chaînes ont tendance à rouiller lorsqu’elles sont mouillées.
Il est important de maintenir les systèmes d’engrenages lubrifiés à l’aide d’un lubrifiant approprié pour chaîne de vélo et de nettoyer régulièrement la chaîne pour que tout fonctionne efficacement. Dans un système mécanique, gardez également les câbles lubrifiés et remplacez-les s’il y a des signes d’usure.
Les câbles sont particulièrement susceptibles d’être endommagés à l’intérieur des manettes de vitesse, où ils sont obligés de s’enrouler dans des angles serrés.
Quand dois-je remplacer mes vitesses de vélo ?
La première partie à porter est généralement la chaîne, qui s’étire avec l’usage. Vous pouvez acheter un contrôle d’usure de la chaîne ou le faire vérifier dans un magasin. En règle générale, les chaînes doivent être remplacées lorsqu’elles atteignent 0,75 % de leur étirement, comme indiqué sur le vérificateur de chaîne.
L’usure de la chaîne peut entraîner un mauvais changement de vitesse qui n’est pas net. Cela use également vos pignons arrière et, dans une moindre mesure, vos plateaux. Il est courant de remplacer la cassette en même temps que la chaîne pour rétablir un changement de vitesse fluide.
Vous pouvez également avoir un mauvais changement de vitesse en raison de l’étirement et de l’usure du câble ou de la contamination et devoir être remplacé.
Les engrenages du dérailleur doivent souvent être réglés avec précision, soit en utilisant le dispositif de réglage du barillet du dérailleur pour garantir que le dérailleur est correctement positionné sous chaque pignon, soit en ajustant les vis de limite du dérailleur si la chaîne ne parvient pas à engager le pignon le plus petit ou le plus grand, ou si elle tombe. chaque extrémité de la cassette.
Une autre cause d’un mauvais changement de vitesse est le désalignement du support de dérailleur, qui doit généralement être résolu par un atelier, qui disposera des outils nécessaires.
Remplacement des composants des engrenages
À moins que vous ne remplaciez quelque chose de similaire, tout remplacement de composants du système d’engrenages entraîne rapidement des problèmes de compatibilité.
Tout d’abord, les rapports doivent correspondre : on ne peut pas utiliser une boîte de vitesses à 11 rapports avec un système à dix rapports, par exemple. Vous pouvez généralement échanger des éléments entre différents niveaux dans une hiérarchie de groupe s’ils ont le même nombre d’engrenages. Comme SRAM Force et Red, ou Shimano 105 et Ultegra.
Les dérailleurs ont également une portée maximale, vous ne pouvez donc pas, par exemple, installer une cassette de 11 à 42 dents sur un système à double plateau, mais une seule conçue spécifiquement pour les plateaux simples. De nombreux équipements de vélo de route sont incompatibles avec les composants de VTT et vice versa.
Avec les systèmes mécaniques, la compatibilité entre les marques de groupes est également limitée. Les dérailleurs SRAM ne fonctionneront pas avec les dérailleurs Shimano, par exemple, bien que vous puissiez utiliser soit la cassette et la chaîne de la marque, soit des équivalents tiers s’ils ont 11 vitesses ou moins.
Et enfin, les systèmes électroniques haut de gamme sont encore moins compatibles entre marques. Encore une fois, il existe généralement la possibilité de passer à une hiérarchie de groupes si vous le souhaitez. Ainsi, par exemple, vous pouvez utiliser une cassette SRAM Rival à 12 vitesses dans votre système SRAM Red, ou un composant Ultegra à 12 vitesses avec Dura-Ace à 12 vitesses.
Nous espérons que cela vous a aidé à répondre à vos questions et à vos questions sur l’équipement, mais laissez-nous un commentaire ci-dessous si vous n’êtes toujours pas sûr. Sinon, sortez et utilisez vos nouvelles connaissances.