Cyclotourisme, ni compétition, ni tourisme pur, mais sport universel - Charles ANTONIN, premier président de la FFCT.
Cyclotourisme : Tandem noir raconte ses voyages et randonnées à vélo, en tandem, le plus souvent en cyclo-camping.

 

 

La lettre F (page 2)

H

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Montage d'un double frein à l'arrière d'un tandem Singer en 1953

Freinage

La qualité et la sécurité du freinage sont deux points très importants pour rouler en confiance sur un tandem. Le poids de l'équipage avec le tandem peut grimper allègrement au-delà de 150 kg. Lancé à 70 km/h, en descente par exemple, l'énergie cinétique de l'ensemble peut donc atteindre :

C'est donc une énergie de près de 3 tonnes-mètre qu'il faut absorber pour arrêter un tandem, soit plus de 90 % de ce qu'il faudrait freiner sur une bicyclette. Le freinage est donc un point essentiel de la sécurité.

Freins sur jante ou sur moyeu

Le principe de deux patins de frein se resserrant de chaque côté de la jante n'a guère varié depuis les années 1900. Compte-tenu de sa simplicité et de son faible poids, il représente la solution de base en freinage.
Le frein à tambour a beaucoup été utilisé sur les tandems en guise de complément indispensable des freins sur jante. Il présente quelques avantages : une efficacité inchangée par temps de pluie et un dégagement de chaleur ne se communiquant pas aux pneumatiques (donc limitation du risque d'éclatement). Au regard de ces avantages appréciables, il présente l'inconvénient d'un démontage délicat, un renforcement du cadre et de la fourche aux points d'attache et il ferait travailler davantage les rayons soumis à des contraintes alternées.
Sur les tandems, suite à la mode du VTT, les freins à disque font de plus en plus leur apparition. Ils présentent l'avantage d'un poids réduit par rapport à un tambour et sont moins sensibles au "fading". Par contre, comme les freins sur moyeux, ils nécessitent un renforcement du cadre.

Freins sur jante

Pour les freins sur jante, plusieurs solutions sont possibles : les freins à tirage latéral, les freins à tirage central et les freins hydrauliques.

Frein à tirage latéral CAMPAGNOLO en 1976. Dessin de D. REBOUR.

 

Dessin de principe d'un frein "tenaille"  illustrant l'article de J. LEGRAND paru dans Le Cycliste de janvier 1948

 

Frein à tirage latéral

Les freins à tirage latéral sont le système le plus répandu, car issus du monde de la course cycliste. Les deux branches porte-patins s'articulent sur un axe commun central. Le câble opère la traction sur l'extrémité d'une branche et la gaine prend appui sur l'autre branche. On peut reprocher à la commande latérale de n'assurer que très rarement un serrage simultané des deux patins. D'autre part, le principe de l'articulation unique ne permet pas d'obtenir la démultiplication nécessaire.

Le rapport entre l'effort de freinage sur la jante et la tension dans le câble est directement proportionnel au rapport de la longueur CV avec la hauteur de l'axe du frein à la jante. Il y a donc intérêt à diminuer au maximum la hauteur de dégagement entre la jante et l'entretoise pour obtenir une force de freinage importante. Ainsi, les freins "haut de gamme" à tirage latéral ne sont généralement disponibles que pour des hauteurs relativement faibles. Le Campagnolo Record, par exemple, n'est pas compatible avec l'utilisation d'un garde-boue.

J. Legrand dans un article intitulé "Les freins" dans "Le Cycliste" de janvier 1948 a bien décrit le fonctionnement de ce type de frein : "Pour un fonctionnement correct il faut que l'extrémité de la gaine puisse se déplacer librement, en effet, avec ce système, si la poignée a imprimé au câble un déplacement de longueur e, chaque branche aux points A et B se déplacera d'une longueur e/2. Si, par suite d'un montage défectueux, la gaine se trouve bridée et ne peut jouer librement, on observe que la branche reliée au câble se déplace la première jusqu'à ce que son patin vienne en contact avec la jante puis, seulement grâce à un effort supplémentaire sur la poignée, la deuxième branche se met en mouvement. Quand il en est ainsi, le freinage est toujours peu efficace et nécessite un effort considérable sur la poignée."

A noter que les modèles de freins à tirage latéral les plus performants ne sont plus vraiment à tirage latéral. Les freins Campagnolo Record, par exemple, utilisent une double articulation. Cette double articulation est en fait un artifice pour assurer un fonctionnement symétrique des deux branches.

J. Legrand conclut son exposé : "Nous voyons que ce type de frein, en général robuste et sûr, ne demande pour assurer un bon service qu'un minimum d'attention ; il présente le gros avantage de n'exercer aucune réaction sur les fourches ; par contre, il exige une assez grande course de la poignée".

Dessin d'un frein symétrique à deux pivots illustrant l'article de J. LEGRAND paru dans Le Cycliste de janvier 1948

 

 

 

 

 

 

 

 

Commande de frein hydraulique DAREM présentée au salon de Bruxelles en 1948. Dessin de D. REBOUR.

 

 

 

Publicité parue dans le Cycliste de février 1951 montrant la démultiplication du frein sur une réalisation Alex SINGER.

Frein à tirage central

Les freins à tirage central, modèle dit à "Cantilever" agissent par l'intermédiaire de deux basculeurs porte-patins indépendants et symétriques. Chacun est articulé sur un axe brasé au cadre et actionné par un câble placé en cavalier sur une chape centrale. Ce modèle est évidemment le plus léger et ne présente aucun des inconvénients du tirage latéral exposés plus haut. Le modèle emblématique de ce type de frein fut le Mafac Critérium. Depuis quelques années, Shimano en a commercialisé une variante avec des bras de levier augmentés, le V-Brake. Ce frein, très adapté aux poignées de type VTT, n'est malheureusement pas vraiment adapté à la poignée de frein classique de type course. La course au niveau du levier est trop faible et exige l'utilisation d'une modification pour multiplier la course.

L'effort sur la jante devient dans ce cas très tributaire des différents angles en plus du rapport des longeurs des branches du basculeur. En effet, un coefficient égal à cos(b).[cos(b)+tg(a).sin(b)] est à prendre en compte. Si la branche du basculeur reliée au câble est horizontale, alors ce coefficient est égal à 1. De même si les angles a et b sont les mêmes, ce coefficient est égal à 1. Par contre, si sa position est légèrement différente, il y a une perte de rendement, qui peut être compensée par l'angle a.

J. Legrand dans le même article déjà cité, a détaillé son fonctionnement : Le "principal défaut de ce genre de frein : son extrême sensibilité au réglage des patins qui ne peuvent, du fait des dimensions réduites des basculeurs, avoir un grand débattement.
Un autre défaut, commun du reste à la majorité des freins symétriques, est de provoquer sur les fourches un effort de flexion dû à la réaction de F' sur le pivot C ; il est particulièrement apparent à l'arrière (...) du fait que les tasseaux sont soudés sensiblement au milieu des haubans."

Par contre, de nombreux constructeurs, pour augmenter la puissance de freinage de ces freins, réalisent un moufflage du câble entraînement. En particulier à l'arrière. Il en résulte presque un doublement de l'effort, mais au détriment de la course. C'est ce type d'astuce que nous disposons sur un de nos vélos de cyclo-camping. Le freinage est sans égal, sauf peut-être avec les freins hydrauliques.

Le meilleur freinage sur jante est obtenu à ce jour avec les freins Magura hydrauliques HS 66. Il s'agit d'un modèle assez proche du freinage central : chaque porte-patins est indépendant. La commande est hydraulique. Il n'y a donc pas de déperdition de l'effort, un liquide étant par définition incompressible. A l'inverse, une commande par câble peut s'allonger sous l'effort de traction. Le montage de ce type de frein nécessite par contre une augmentation de la section des haubans pour encaisser la poussée latérale lors du freinage. L'inconvénient de ce type de frein est son poids et l'impossibilité de l'utiliser avec des commandes de changement de vitesses intégrées à la poignée de frein. Un autre inconvénient plus retors est le fait que l'on s'habitue à des distances de freinage raccourcies par temps sec ; et malheureusement par temps de pluie il faut rester vigilant car les distances augmentent comme dans tout type de freinage.

La société suisse Sticha construit un adaptateur nommé Discjokey à monter sur la potence. Il permet de relayer la commande par câble issue d'une poignée de type Ergo-Power avec les freins hydrauliques (sur jante ou sur disque). Ce type de produit est tout à fait adapté au tandem.

Moufle

Une moufle correspond à l'assemblage de poulie dans une même chape. Cette technique a été beaucoup utilisée, dans les années 1950, pour démultiplier l'effort de serrage (au prix de l'allongement de la course) sur les freins à tirage central. Tous les artisans constructeurs proposaient cette amélioration : Singer, Routens, Goëland, Dejouannet et bien d'autres. En particulier sur tandem, l'usage d'une poulie de renvoi apporte une efficacité indéniable dans le freinage. Il est dommage que cette habitude n'ait pas été pérénnisée par les jeunes artisans.

Freins sur moyeu

Les freins sur moyeu viennent soit en complément du frein sur jante soit en mode indépendant. Dans ce dernier cas, on trouve le freinage à disque monté sur les cadres VTT ou sur le modèle de base de Gilles Berthoud. Le montage sur la fourche avant nécessite une fourche renforcée pour éviter la rupture.
Généralement, le frein sur moyeu vient en complément du freinage sur jante et n'équipe que le moyeu arrière. Autrefois, le freinage au moyeu était actionné par une poignée au guidon du pilote, l'autre poignée était double et permettait d'actionner simultanément les deux freins sur jante. De nos jours, nous ne disposons plus de poignées doubles. Le frein sur moyeu est généralement utilisé comme ralentisseur en montagne. Il est actionné par le (ou la) co-pilote à l'arrière.
Le frein à tambour est de plus en plus abandonné au profit du frein à disque (de marque Magura ou autre). Le frein à disque présente, par contre, une difficulté de réglage. La distance entre les plaquettes et le disque devant être minime, le réglage en devient délicat. Le frein peut être commandé par câble ou hydrauliquement.

Mise à jour : 14.04.2005