Les étriers de frein vélo et leurs compatibilités

Les étriers de frein font partie des composants essentiels d’un vélo, notamment pour la sécurité du cycliste. Peu à peu, chaque pratique a développé un modèle spécifique d’étrier de frein adapté pour une utilisation spécifique. Difficile de s"y retrouver pour un novice. Abordons alors ici les différents étriers de frein que l'on peut retrouver sur un vélo, sans oublier de traiter les compatibilités entre les étriers, les leviers de frein, les câbles et les patins de freins.

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1. Présentation générale

2. Les étriers - freins sur jante

3. Les étriers - freins sur moyeu

4. Les patins et cartouches

5. La compatibilité entre patins et étriers

6. Les leviers de frein et les compatibilités avec les étriers

7. Informations utiles sur les câbles et gaines

1. Présentation générale

Le freinage et son importance

Du vélo de route au vélo de ville en passant par le VTT, le vélo électrique, le VTC ou le BMX : chaque vélo est muni d’un système de freinage à l’avant comme à l’arrière étant indépendant l’un de l’autre. Quand on parle de système de freinage, on évoque l'ensemble du système, c’est-à-dire l’étrier de frein, le levier de frein, les patins ou les cartouches, les câbles et les gaines.

Un dispositif de freinage est destiné à ralentir le vélo du cycliste ou à l'arrêter. Cet élément est crucial pour la sécurité à vélo, autant pour l'utilisateur que pour les autres personnes l’entourant. C’est un des éléments à ne pas négliger sur un vélo et à entretenir régulièrement.

Pourquoi choisir un système de frein adapté à son vélo et à son utilisation est-il si important ? D’une part, c’est votre sécurité est jeu. Imaginez un dysfonctionnement de votre système de freinage en pleine descente… D’autre part, le système de freinage doit être adapté à votre utilisation et à votre pratique pour de meilleures performances et plus de confort de pilotage.

Petit rappel : le freinage sur jante est différent sur sol sec et sur sol humide. Ce système de frein est puissant et efficace, mais lorsque la pluie se mêle à une sortie vélo ou à une balade, la qualité de freinage peut diminuer. Il est préférable de toujours freiner avec anticipation sur sol humide.

Tout cycliste se doit également de vérifier régulièrement son système de freinage, de l’usure des patins à l’état des câbles et des gaines. On aborde dans cette fiche-conseil les étriers de frein et ses comptabilités, mais aussi les leviers de frein, les patins et les cartouches.

Les différents étriers de frein

Étriers à tirage central, étriers caliper, étriers cantilever, étriers V-brake, étriers Direct Mount, étriers delta, étriers U-brake, freins à tambour, freins à rétropédalage et freins à disque mécanique ou hydraulique (système traité dans une autre fiche-conseil) : nous allons passer en revue les différents modèles d'étriers de frein. Certains ont presque disparu, d’autres sont toujours montés sur les vélos actuels et d’autres encore sont arrivés sur le marché il y a quelques années seulement.

À chaque type d’étrier de frein ses patins et cartouches de frein ! Il faut garder en tête que les sabots (éléments permettant aux patins d"être fixés à l’étrier) sont différents selon les modèles d’étrier de frein, sans oublier les différentes gommes, à choisir selon son système de freinage, mais aussi selon sa pratique.

2. Les étriers - freins sur jante

Les étriers de frein sur jante utilisent des patins en caoutchouc venant s’appuyer sur la paroi de la jante. Ce sont généralement des systèmes de freinage compacts, légers et accessibles.

Les étriers cantilever

Les étriers cantilever sont composés de deux bras indépendants en forme de « L ». Ils sont fixés sur des tasseaux qui sont eux-mêmes soudés ou brasés sur le cadre ou sur la fourche. Un système de triangle spécifique aux mâchoires de freins cantilever ou un ensemble de câble et de pont de fixation permettent de transmettre la force exercée sur le câble de frein aux deux mâchoires. La particularité des freins cantilever ? Les patins sont fixés sur des portes-patins articulés.

Crédit photo : Yuya Tamai

Les freins cantilever ont connu un grand succès dans le monde du VTT jusqu'à l’apparition des freins V-brake, dans les années 90. Ils sont actuellement encore utilisés sur les vélos de cyclocross. Les patins restent éloignés de la jante lorsqu'on ne freine pas. C’est un détail apprécié en cyclocross pour éviter le blocage des roues avec la boue notamment comme les étriers de frein cantilever cyclocross.

Les avantages de l'étrier cantilever

• Puissance de freinage
• Freinage progressif
• Adapté aux pneus larges
• Agréable à utiliser

Les inconvénients de l'étrier cantilever

• Patins relativement difficiles à régler (réglage de la profondeur et de l’orientation du patin à la fois)

Sur quels vélos retrouve-t-on des étriers cantilever ?

• Vélos cyclocross
• VTT des années 80/90

Le montage d'un étrier cantilever
Les freins cantilever sont fixés sur les tasseaux de freins. Une clé Allen suffit pour les monter/démonter. Le réglage des ressorts (pour centrer l’étrier par rapport à la jante) s’effectue grâce à une petite vis sur le côté de l’étrier, parfois présent d’un seul côté.

Les étriers V-brake

Les étriers V-brake, également appelés étriers à tirage linéaire représentent une véritable innovation dans le monde du VTT au cours des années 90. Ces freins très puissants grâce à de longs bras sont fixés sur des tasseaux, comme les freins cantilever.

Pourquoi préfère-t-on des étriers V-brake aux étriers cantilever ? Ce système de frein est plus efficace, mais aussi plus simple et plus facile à régler. Il ne dispose pas de cavalier ni de pont de fixation (pas de séparation du câble en deux) puisque le câble passe par un coude métallique, par le premier bras, puis vient se fixer sur le second bras. Les butées de gaine ne sont pas non plus obligatoires sur le cadre.

Les avantages de l'étrier V-brake

• Très puissant
• Facile à régler
• Facile à déclipser pour enlever une roue, grâce au coude métallique servant de butée
• Rigide et résistant

Les inconvénients de l'étrier V-brake

• Moins de progressivité dans le freinage
• Patin proche de la jante : une jante voilée touchera plus facilement le patin. En effet, les patins de V-brake doivent être placés près de la jante pour un freinage optimal.

Sur quels vélos retrouve-t-on des étriers V-brake ?

• VTT
• Vélos trekking
• VAE
• Vélos urbains

Crédit photo : Epakai

Le montage d'un étrier V-brake
Monter/démonter un frein V-brake n'a rien de sorcier. Il suffit de se munir d’un jeu de clé Allen et de visser/dévisser les vis de fixation sans oublier la fixation du câble. Le réglage de ressort de chaque bras de l’étrier V-brake se fait par le biais d’une petite vis située sur le côté. C’est grâce à ce réglage que le centrage du frein par rapport à la jante est possible.

Les étriers à tirage central

Les étriers à tirage central ne sont rien de moins que les ancêtres des freins modernes.  Les plus connus en France proviennent certainement de la marque Mafac. Ces étriers à pivot central sont composés de deux bras symétriques se croisant et d’un pont de fixation accompagné de son câble. On retrouve des étriers à tirage central uniquement sur des vélos anciens tels que les vélos randonneurs, les vélos demi-course ou encore certains vélos urbains.

Crédit photo : JRG

Les avantages de l'étrier à tirage central

• Résistant et fiable
• Peu d'entretien
• Permet de rouler avec une jante voilée, le patin reste assez éloigné de la jante

Les inconvénients de l'étrier à tirage central

• Besoin de butées sur le cadre pour maintenir la gaine
• Nécessite un bon réglage pour un frein puissant (puissance générée grâce à une démultiplication de l'effort)

Crédit photo : JRG

Sur quels vélos retrouve-t-on des étriers à tirage central ?

• Vélos anciens

Montage d’un étrier à tirage central
L'étrier à tirage central est fixé au cadre par le biais d'une tige filetée traversant le cadre entre les haubans ou la tête de fourche. Pour monter/démonter un étrier, vissez ou dévissez simplement l’écrou en bout de tige filetée.

Les étriers caliper (ou à tirage latéral)

Grands classiques dans le monde du vélo, les étriers caliper sont composés de deux bras pivotant sur un ou deux pivots selon les modèles. Le câble vient se fixer sur le côté de l’étrier. Le frein caliper est toujours le modèle de référence en vélo de route, notamment l'étrier caliper double pivot qui donne plus de force au freinage. On retrouve encore des étriers à tirage latéral plus basiques sur des vélos urbains plutôt bas de gamme et sur des vélos anciens.

Les avantages de l'étrier caliper

• Réactivité de freinage (grâce au tirage latéral : mouvement limité de la poignée de frein par rapport à la course du câble)
• Simple à régler
• Compact

Les inconvénients de l’étrier caliper

• Moins de progressivité de freinage qu’un étrier à tirage central
• Centrage de l‘étrier à régler de temps en temps
• Manque de rigidité (selon les modèles)

Sur quels vélos retrouve-t-on des étriers caliper ?

• Vélos de route
• Vélos urbains

Montage d'un étrier caliper
L’étrier caliper est fixé au cadre par le biais d’une tige filetée traversant le cadre entre les haubans ou la tête de fourche. Pour monter/démonter un étrier, visser ou dévisser simplement l’écrou en bout de tige filetée.

Les étriers U-brake

Les étriers U-brake sont présents sur les BMX freestyle uniquement (Les BMX race étant tous équipés de V-Brake). Ce type de frein est proche d’un frein à tirage central. L'étrier U-brake est composé de deux mâchoires se croisant, mais ne se touchant pas. Chacune d’elle est positionnée sur un tasseau soudé au cadre ou à la fourche.

Pourquoi utilise-t-on des freins U-brake en BMX freestyle ? Tout simplement parce que l'étrier ne dépasse pas du cadre ou de la fourche (contrairement au V-brake ou cantilever) : il ne risque pas de gêner ou de blesser le pratiquant, et il est mieux protégé des chocs.

Attention, un étrier U-brake se monte uniquement sur des cadres de BMX conçus pour ce système de frein. Il est impossible de les monter sur des tasseaux prévus pour V-brake ou cantilever, la distance entre les tasseaux et la jante étant différente.

Les avantages de l'étrier U-brake

• Compact
• Résistant
• Freinage progressif
• Ne gêne pas le pratiquant

Les inconvénients de l’étrier U-brake

• Puissance de freinage limitée

Sur quels vélos retrouve-t-on des étriers U-brake ?

• BMX freestyle

Montage d’un étrier U-brake
Une vis maintient chaque bras de l’étrier U-brake sur le tasseau, comme pour un frein V-brake ou cantilever. Le réglage du ressort se fait par le biais de l’écrou situé au niveau de la vis de fixation.

Bon à savoir : il existe un système d'arceau « Brake booster » permettant de rigidifier le cadre au niveau des tasseaux, ce qui rend le freinage plus puissant. Attention, ce système est réservé aux étriers de freins se montant sur des tasseaux.

Les étrier delta

Les étriers delta font partie des modèles d'étrier dont la fabrication a été abandonnée. Ce sont des freins haut de gamme pour vélo de route tirant leur nom de leur forme triangulaire atypique et reconnaissable. Malgré son poids important et son manque de performance, il reste très prisé par les collectionneurs du fait de sa rareté.

Les avantages de l'étrier delta

• Look avant-gardiste

Les inconvénients de l’étrier delta

• Poids
• Manque de performance

Sur quels vélos retrouve-t-on des étriers delta ?

• Vélos de route anciens

Crédit photo : Ragnar Jensen

Les étriers Direct Mount

Les étriers Direct Mount sont les nouveaux venus dans le monde du freinage pour vélos de route. Ce sont en quelques sortes des freins caliper améliorés. Ils sont plus aérodynamiques, plus légers (même si la différence est minime), et ils sont dotés d’un système de fixation différent. En effet, la fixation n’est plus centrale. Les étriers sont intégrés au cadre et à la fourche pour plus de rigidité. Les étriers Direct Mount sont réservés aux vélos de route haut de gamme et aux vélos de route de compétition.

Crédit photo : Glory Cycles

Les avantages de l’étrier Direct Mount

• Plus puissant
• Plus de modularité (freinage plus progressif)
• Meilleur aérodynamisme
• Poids réduit
• Réglage de chaque bras indépendamment
• Possibilité d’utiliser des pneus plus larges

Les inconvénients de l’étrier Direct Mount

• Cadre et fourches impérativement équipés de supports Direct Mount

Sur quels vélos retrouve-t-on des étriers Direct Mount ?

• Vélos de route

VAE : quels étriers de frein ?

Sur les VAE, on retrouve généralement des systèmes de freins adaptés à la pratique pour laquelle le vélo est conçu, c'est-à-dire un étrier identique à un étrier monté sur un vélo classique. Cependant, certains cyclistes préfèrent opter pour des systèmes de freinage plus performants ou plus rigides en VAE. Pourquoi ? Un vélo à assistance électrique est plus rapide, plus lourd et son utilisation est souvent prolongée et plus régulière, quel que soit le temps. Le freinage doit pouvoir s'effectuer en toute sécurité quelles que soient la vitesse (max 25 km/h) et les conditions de circulation.

Il recommandé d'utiliser des patins de frein spécifiques pour VAE, consolidés et composés de caoutchouc plus résistant à la chaleur.

3. Les étriers - freins sur moyeu

Les freins à tambour

Les freins à tambour vélo sont utilisés principalement sur les vélos de ville et les vélos hollandais, étant donné leur qualité de freinage dans toutes les conditions et leur faible entretien. Un câble vient actionner des mâchoires sur lesquelles sont fixées des garnitures. Ces dernières s’écartent et viennent frotter l’intérieur du moyeu pour assurer le freinage. L'ensemble du système de frein se trouve à l'intérieur du moyeu.

Crédit photo : Paul.

Les avantages du frein à tambour

• Faible entretien
• Freinage souple
• Efficace dans toutes les conditions
• Longue durée de vie

Les inconvénients du frein à tambour

• Démontage de la roue plus long
• Freins lourds
• Moins efficace que des étriers sur jante type V-brake

Sur quels vélos retrouve-t-on des freins à tambour ?

• Vélos hollandais
• Vélos urbains
• Vélos utilitaires
• Vélos triporteurs

Crédit photo : Cardiff Cycle Workshop

Montage d'un frein à tambour
Pour monter un frein à tambour, il est nécessaire de visser dans un premier temps la patte de fixation du tambour. On serre ensuite la roue, sans oublier de positionner et régler la butée de câble.

Les freins à rétropédalage

Les freins à rétropédalage utilisent un système de frein à tambour intégré à l'intérieur du moyeu arrière du vélo. Ils sont également dotés d'un système de roue libre interne spécifique permettant de freiner en pédalant en arrière. Les freins à rétropédalage n'utilisent pas de levier de frein, de câble et de gaine.

Crédit photo : Roman Boed

Les avantages du frein à rétropédalage

• Faible entretien
• Freinage souple
• Efficace dans toutes les conditions
• Longue durée de vie
• Une manette de frein en moins sur le cintre

Les inconvénients du frein à rétropédalage

• Démontage de la roue plus long
• Freins lourds
• Moins efficace que des étriers sur jante
• Plus difficile à réparer
• Anticipation de la position des pédales lorsqu’on s’arrête

Compatibilité du frein à rétropédalage
Un frein à rétropédalage n’est pas compatible avec une transmission par dérailleur. Le vélo doit disposer d’une transmission monovitesse ou d’une roue avec moyeu à vitesses intégrées à rétropédalage.

Sur quels vélos retrouve-t-on un frein à rétropédalage ?

• Vélos hollandais
• Vélos urbains

Crédit photo : Andy Mangold

Montage d'un frein à rétropédalage
Pour monter un frein à rétropédalage, il est nécessaire de visser dans un premier temps la patte de fixation du tambour. On serre ensuite la roue, sans oublier de positionner et régler la butée de câble.

Crédit photo : Daniel Oines

4. Les patins et cartouches

Patins de frein

À chaque étrier son patin (ou presque). On retrouve différentes sortes de sabots :
‎• Patins avec fixation par écrou : ce sont les patins V-brake par excellence, également utilisés sur des étriers caliper et des étriers U-brake
‎• Patins à tige se fixant sur des portes-patins : ce sont les patins cantilever
‎• Patins à cartouche avec fixation par écrou : pour les étriers caliper de vélos de route ou les étriers V-Brake. Ils permettent le remplacement de la gomme uniquement.
‎• Patins anciens (patins courts à fixation par écrou), pour étriers caliper ou étriers à tirage central

Cartouches de frein

• La longueur

On distingue 3 longueurs de patins différentes :
• Patins courts de 45 à 53 mm : pour étriers caliper de vélos anciens ou pour étriers U-brake de BMX
• Patins ou cartouches 55 mm : pour étriers caliper de vélos de route (et quelques fois sur des étriers V-brake ou Cantilever)
• Patins ou cartouches 72 mm : pour étriers V-brake ou étriers cantilever

• Le type de gomme

La gomme est très importante pour un patin de frein. En effet, elle a son rôle à jouer dans le dosage, mais aussi dans la puissance de freinage, surtout dans des conditions difficiles. Tout se joue dans la dureté de la gomme. On retrouve des patins de frein mono gomme, des patins double gomme (ou bidensité) ou des patins triple gomme. Pour distinguer facilement les différences de gomme, les fabricants ont l’habitude d’utiliser différentes couleurs.

Un patin triple-densité aura donc trois couleurs et trois types de gomme. Par exemple, un premier tiers assure un bon freinage sur route mouillé, un deuxième tiers permet de bonnes performances sur route sèche et un troisième tiers évite les bruits des patins frottant sur la jante lorsqu'on freine.

• La jante du vélo

On choisit aussi ses patins ou ses cartouches de frein en fonction du matériau de ses jantes (acier, alu, carbone). Pour un freinage sur jante en aluminium, les patins pour jantes en alu assurent un bon contrôle du dosage tout en maintenant une bonne force de freinage. Pour un freinage sur jante en carbone, on utilise des gommes à la surface de freinage renforcée offrant une meilleure dissipation de la chaleur.

Choisir des patins ou des cartouches selon sa pratique

Les cyclistes roulant beaucoup sous la pluie ont intérêt à opter pour des patins prévus pour tous les temps, généralement double ou triple gomme. Pour assurer la sécurité du cycliste, la qualité et la dureté de la gomme sont importantes, surtout sous la pluie.

5. La compatibilité entre patins et étriers

6. Les leviers de frein et les compatibilités avec les étriers

Le levier de frein est la manette qui va actionner le câble et l’étrier grâce à la force de la main du cycliste. On distingue plusieurs types de leviers, se différenciant par leur forme et par leur tirage. Le levier de frein peut être seul ou combiné avec la manette de changement de vitesses.

Forme des leviers de frein

• Levier pour cintre plat

Les leviers pour cintre plat sont les leviers classiques, utilisés sur les vélos VTT, les vélos trekking et la plupart des vélos urbains. Ils disposent d’un levier presque parallèle au guidon.

• Levier pour cintre route

Le levier pour cintre route est spécialement conçu pour les cintres de vélo de route. Le levier de frein ne dispose pas du même emplacement que le levier pour VTT.

• Levier pour cintre type facteur

On retrouve des leviers pour cintre type facteur sur des guidons de vélo hollandais par exemple. Vos mains se trouvent inclinées à 45° pour plus de confort en ville.

Tirage des leviers de frein

Peu de cyclistes connaissent les différences entre les leviers, pourtant importantes. Il existe deux types de leviers de frein :

• Le levier 25 mm

C'est un levier standard, pour étrier caliper, étrier cantilever, étrier à tirage central et étrier U-brake.

• Le levier 35 mm

Le levier 35 mm est adapté aux freins V-brake dits à tirage linéaire.

Pourquoi cette différence dans les leviers ? Un frein à tirage linéaire nécessite une plus longue course de câble qu’un levier cantilever par exemple. C’est pourquoi il permet de déplacer le câble de 35 mm au lieu de 25 mm.

Quelles sont les conséquences d’un mauvais montage ?
‎• Montage de leviers 25 mm avec des étriers V-brake : manque de course pour actionner correctement le frein
‎• Montage de leviers 35 mm avec des étriers caliper : dur à freiner et manque de puissance

7. Informations utiles sur les câbles et gaines

Diamètre du câble et de la gaine de frein

Le câble de frein peut être constitué d’acier, d’acier inoxydable ou encore enduit d’une matière antifriction. Son diamètre est de 1,5 mm, contre 1,2 mm pour les câbles de dérailleur.

On retrouve une boule à une extrémité du câble qui permet de rendre solidaire le câble au levier de frein. Deux types de boules existent :
‎• Embout type course de 6x8 mm
‎• Embout type VTT de 7x8 mm

La gaine de frein est quant à elle faite de fils métalliques enveloppés de plastique. Elle permet de protéger le câble. Sa conception en spirale permet plus de progressivité dans le freinage. Un revêtement intérieur en téflon peut être appliqué pour permettre un meilleur coulissement du câble. Les gaines pour frein sont d'un diamètre de 5 mm, alors que celles de dérailleurs mesurent 4 mm de diamètre.

Usure et remplacement

Les deux éléments d’un frein à câble nécessitant un remplacement régulier sont les patins de frein et les câbles.

• Usure des patins

Des stries pour l’évacuation de l’eau entre le patin et la jante permettent de se rendre compte du niveau d’usure du patin. Un patin usé doit être remplacé sans tarder. Le risque ? User la totalité de la gomme et freiner fer contre fer. Dans ce cas-là, c’est votre jante que vous allez abîmer. De plus, l’eau ne s’évacuera pas convenablement : votre freinage manquera d’efficacité, sans parler du risque de ne pouvoir s’arrêter en temps voulu.

• Usure des câbles

Procédez à un contrôle régulier de l’état de vos câbles de frein, notamment au niveau du boulon de fixation du câble (sur l'étrier) et au niveau du levier de frein (après la boule). Un câble effiloché est à remplacer sans tarder.