T’as changé tes plaquettes ?

« T’as changé tes plaquettes ? » Il y a peu de chance d’entendre cette remarque lors de notre sortie dominicale à vélo et pourtant… Le salon Pro Days confirme son ambition de devenir l’événement professionnel français majeur pour le marché du cycle. C’était pour Bike Café l’occasion d’y retrouver quelques exposants qui ont une histoire intéressante. C’est le cas d’Elvedes.

Depuis 1965, cette entreprise équipe, entre autre, la majorité du parc vélo hollandais en patins de freins. À la pointe de la technologie, elle fabrique  aussi des câbles pour la marque américaine de motos Harley Davidson, et bien sûr des plaquettes de frein. Dans son catalogue, c’est sur un poster que sont présentées pas moins de 55 références de plaquettes couvrant 15 marques d’équipementiers de freinage avec plusieurs variantes. Pas facile de s’y retrouver. Notre visite sur le stand nous a donné l’occasion de creuser un peu le sujet.

Le freinage disque a fait ses preuves en VTT. Il a conquis le gravel et le vélo voyage avant de déferler maintenant sur la route. Avec la pratique du gravel, assez proche du cyclo cross, mais différente du VTT, le choix des plaquettes alimente les discussions sur les réseaux sociaux. Nous avons soumis nos questions à Fred d’Elvedes, qui possède une sérieuse expertise dans ce domaine. Pour être complets, nous avons également pris d’autres avis auprès de graveleux confirmés et de vélocistes.

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Le freinage sur un vélo

Le freinage d’un vélo consiste tout simplement à dissiper une énergie cinétique sous forme de chaleur. Si la décélération est ressentie, la chaleur dégagée ne se traduit pas uniquement par une diminution de la vitesse, mais aussi par l’usure du système de freinage. Ce qui entraîne le coût du remplacement des patins ou des plaquettes, du disque voire pire de la jante.

L’efficacité du freinage est jugée sur la rapidité d’arrêt en rotation des roues ; on parle de « mordant ». C’est la puissance et la rapidité du pincement lié à l’équipement que l’on va juger. La progressivité de freinage restant une affaire de pilotage : « Vous avez déjà essayé de freiner votre voiture avec le pied gauche ? » nous rappelle Fred. Freinage plus ou moins puissant, sa progressivité doit rester sans surprise à conditions stables.

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Le freinage sur disque

Le  freinage sur disque contribue à une meilleure efficacité. Système intégré, le disque remplace la jante de la roue. Côté commande, le levier actionne soit une commande hydraulique, soit mécanique avec câble ou encore hybride câble/hydraulique. Sur nos vélos de gravel équipés de drop bar, le levier est combiné avec la commande de dérailleur, à la différence du VTT. Les plaquettes, logées dans l’étrier suivant la forme imposée par l’équipementier, sont actionnées par le(les) piston(s) : elles coulissent dans l’étrier et viennent serrer par un effet de pince un disque en acier. L’étrier est fixé sur le cadre et le disque sur le moyeu (standard 6 trous ou Center lock).

Le dispositif de freinage sur jante est simple, relativement efficace, léger et économique à fabriquer. Il accuse aujourd’hui quelques limites avec l’évolution des matières et des formes de la jante. Il est désormais concurrencé sur tous ces points par son homologue disques/plaquettes.

C’est quoi une plaquette de frein ?

La plaquette de frein, qui vient remplacer le traditionnel patin, se compose d’une garniture et d’un support métallique. Les plaquettes sont livrées par jeu, avec les ressorts  permettant leur dégagement du disque  hors freinage.

Trois grandes familles de garniture constituent l’offre des fabricants. Si ces trois grandes familles ont des qualités propres, en réalité chaque fabricant y va de sa propre  « cuisine »  au gré d’essais et d’expériences. La terminologie reste d’autant plus floue que l’on retrouve sur les catalogues tantôt des termes en anglais tantôt en français.

L’équipementier fournit la première monte de plaquettes. Dans le cas de produits compatibles, le respect des tolérances de forme doit garantir le bon fonctionnement. Attention donc à la provenance de certaines plaquettes « exotiques ».

Résines organiques / Organic/Resin : constituées d’additifs non métalliques  (caoutchouc, fibre de verre, carbone, Kevlar..)

Métalliques / Sintered : constituées de poudres métalliques (aciers, cuivre, …) fortement pressées à chaud avant fusion, process du frittage.

Résine-Metal / Semi metal : résultat d’une association de poudres métalliques et de résines organiques. Lorsque la résine carbone est prédominante elle est baptisée métallique carbone, c’est le cas sur le catalogue d’Elvedes.

On utilise parfois dans la pratique VTT des garnitures différentes entre l’avant et l’arrière  justifiées par des freins différents (diamètre du disque, simple ou doubles pistons) ou par le souhait d’obtenir plus de touché à l’avant et de mordant à l’arrière.

Support

Il est soit en acier soit en aluminium. L’aluminium possède les avantages du poids et de la dissipation de chaleur, mais il est moins rigide que l’acier. Shimano a développé des plaquettes ventilées sur lesquelles le support alu porte des ailettes de refroidissement et des disques acier également avec ailettes contribuant à une meilleure dissipation thermique.

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Un choix fait de compromis

La plaquette de frein, sans être le maillon faible du dispositif de freinage, reste le premier  élément d’usure, bien avant le disque ou le liquide de frein. Le choix de celles-ci est déterminant dans l’efficacité du freinage quelques soient les conditions. Ce choix reste néanmoins un compromis

Le guide de choix plaquettes de frein Elvedes

Les propositions d’Elvedes en matière de choix, s’établissent en précisant les pratiques appropriées, et suivant trois conditions :

• conditions humides voir boueuses : plaquettes métalliques.
• conditions sèches : plaquettes résines organiques.
• conditions mixtes sèches/humides : plaquettes métal/carbone soit support métal ou aluminium.
• les pratique route/gravel assez sont proches en terme de freinage pourtant Ils différent du VTT par un moindre fractionnement (on/off) avec des freinages plus longs en descentes pénalisés par un montage de disques plus petits.

Quelques facteurs méritent des précisions

Température de fonctionnement

Chaque type de garniture est prévu de fonctionner entre une température mini et maxi. Une trop forte température va entraîner une destruction plus ou moins rapide pour certaines garnitures, une déformation du disque voire une ébullition du liquide de frein.

Liquide de frein : imposé par le constructeur il peut être minéral ou synthétique (organique). Comme les deux types sont incompatibles, toujours respecter les préconisation du constructeur sous peine  d’endommager les joints et autres composants non métalliques.

Le liquide synthétique supporte une plus forte température que le minéral (DOT 5.1 : 260°). Inconvénients : il est très agressif, se charge facilement d’humidité nécessitant une purge régulière : c’est le choix de SRAM. Le liquide minéral a beaucoup évolué et il est moins contraignant en terme d’équipement mais supporte un peu moins les températures élevées : c’est le choix de Shimano.

Une température trop basse va se traduire par une perte de mordant malgré une pression plus forte avec le levier pour certaines garnitures. La montée en température de la plaquette est d’abord la conséquence du freinage et donc aussi du type de parcours (dénivelé), du style de pilotage, parfois à des conditions extrêmes de météo chaleur ou froid,  pluie,  vent.

La vitesse de déplacement influencera le refroidissement. La garniture résine supportera moins bien une forte température que la garniture métallique.

Usure :

Nous l’avons dit, freiner c’est « enlever » des parties de matière de la garniture mais aussi du disque. Alors que la garniture organique va s’user plus vite en conditions humides en se chargeant de sable et de boue, la garniture métallique durera plus longtemps.

La contrepartie du changement plus fréquent de garniture organique au profit d’une garniture métallique est aussi une affaire de coût. Le surcoût d’un jeu de plaquettes métallique est de 25% par rapport à un jeu de plaquettes organique.

Le remplacement d’un jeu de plaquette est une opération assez simple qui se fait avec un minimum d’expérience. Sur des sorties au long cours il sera prudent de glisser un jeu de plaquettes de rechanges dans le sac pour faire face aux aléas.

Équipement :

Tous les équipements de frein ne se valent pas : suivant le type de commande, la  capacité de refroidissement, d’évacuation de l’eau et de la boue, de la rigidité de l’étrier, de la fixation du disque et au delà de la fourche ou des moyeux, de leurs  axes. Quelque soit sa qualité, il faut aussi s’assurer de l’état du système de freinage global qui pourra entraîner une usure plus rapide, du bruit, une perte d’efficacité. Un contrôle de l’usure des plaquettes et du disque, une vérification de l’alignement de l’étrier, le contrôle du retour du piston, s’imposent régulièrement.

Bruit :

Le serrage des garnitures sur le disque provoque une fréquence sonore plus bruyante avec les plaquettes métalliques. D’autres  facteurs, mauvais alignement disque plaquettes, usure particulière du disque ou des plaquettes, disque trop ajouré, température, présence de gravier ou autres peuvent contribuer à un bruit supplémentaire.

Glaçage :

Le phénomène de glaçage se traduit par une perte d’efficacité totale de freinage. Il est renforcé par un freinage constant. L’une des solutions est a minima un déglaçage à la toile émeri, voire le remplacement des plaquettes. En conditions difficiles cela se produira d’abord avec les plaquettes organiques, cela n’exclue pas le phénomène avec des plaquettes métalliques.

Rodage :

On rappelle dans les instructions de montage les précautions à prendre pour la phase de rodage. Les plaquettes sont livrées pré-rodées. Les précautions à prendre aux premiers tours de roues ne sont qu’une affaire de bon sens même si le risque de contamination lors du montage (présence de gras notamment) n’est pas à négliger.

En résumé pour une pratique gravel ou cyclo-cross

Plaquettes organiques

Les plus :

• Bon freinage même à froid
• N’occasionne pas beaucoup d’usure du disque

Les moins :

• Perte de freinage à forte température
• Usure rapide

Plaquettes métalliques

Les plus :

• Garde un bon freinage à haute température
• Usure lente même en conditions dégradées

Les moins :

• Freinage moindre à froid
• Peuvent être bruyantes
• Occasionne une usure plus rapide du disque

Plaquettes semi-métalliques

Les plus :

• Garde un bon freinage à une température supérieure aux plaquettes organiques
• Peuvent être moins bruyantes que les plaquettes métalliques
• Freinage acceptable à froid

Les moins :

• Freinage moins efficace à une température plus basse que pour les plaquettes métalliques
• Légèrement plus bruyantes que les plaquettes organiques

En conclusion

La plupart des vélos de gravel, quelque soit l’équipementier des freins, sont équipés de base en plaquettes organiques.

L’amélioration de dissipation de chaleur tel que celui proposé par Shimano permet de pallier l’un des points faibles de la garniture organique. Concernant l’autre point faible face aux conditions humides, il suffit d’éviter les sorties vélo lorsque les conditions sont dantesques … ou de ne pas freiner dans ces conditions ! …