Mécanique Pratique

Bien choisir les plaquettes de frein de son vélo !

2021 Plaquettes de frein à disque vélo

L’arrivée du disque a “simplifié” le choix des garnitures de freinage en les rendant indépendantes de la nature de la jante. Mais est-ce aussi simple qu’on le croit ?

A priori, le freinage à disque est un système complet et indépendant des roues et de leur nature. Mais dans les faits, ce n’est pas aussi simple. Loin de là, même. Car il y a bon nombre de questions qui se posent sur leur nature et leur choix. Peut-on améliorer le freinage de son vélo en changeant de plaquettes de frein ? Peut-on avoir plus de réactivité ? D’endurance ? Les solutions d’origine sont-elles les meilleures ? Peut-on utiliser des plaquettes compatibles ? Des questions que l’on peut se poser…

Comment ça marche ?

Pour freiner et s’arrêter le cas échéant, il faut transformer l’énergie cinétique et donc la vitesse en énergie calorifique. Freins à patins ou à disque, c’est pareil. La différence, c’est que dans le premier cas on agit sur la jante, dont le matériau peut varier avec la nature de la roue, dans le second sur un disque, où on reste sur la même matière quelle que soit la nature de la roue. Le frein froid n’existe donc pas… Et de là découle un certain nombre de problèmes et contraintes. Pour les patins : pneu qui explose, boyau qui se décolle, jante carbone qui se délite, se déforme etc. Pour le disque : c’est juste la montée en température du système qui pose problème, et ce n’est pas rien…

Ça chauffe !

Car le fonctionnement du disque combine de nombreuses propriétés antagonistes. Le disque a besoin d’être “chaud” pour fonctionner de manière optimale, cela tombe bien car la friction des plaquettes sur le disque fait monter en température l’ensemble et ses performances par conséquent. Mais pour pouvoir continuer à freiner, il faut que le fluide hydraulique reste en deçà de sa température d’ébullition sous peine de créer des bulles de gaz et donc des pertes de puissance, le fameux fading. Les liquides de freins bouillent entre 170º C et 300 ºC, un disque peut monter nettement plus haut en température en atteignant les 400 ºC, voire plus… La problématique est donc d’éviter le transfert de température du disque vers l’huile… et ce qu’il y a entre l’huile et le disque, ce sont les plaquettes. Les matériaux de la plaquette et le support de la garniture influent sur ce transfert de chaleur. Certaines plaquettes sont donc revêtues d’une protection thermique qui limite ce passage. Les plaquettes de frein destinées au vélo sont de trois sortes : les organiques, les semi-frittées et les métal frittées. Chaque marque développe ses “mélanges”, ce qui conduit à des comportements et des niveaux de performances parfois très différents. Comme avec des patins en somme !

Les plaquettes “organiques”

2021 Plaquettes de frein à disque vélo
Les marques de freins proposent des plaquettes organiques pour “faciliter” la prise en main du frein à disque. Crédit Frédéric Iehl

Les plaquettes de base livrées avec les freins sont des organiques également appelées résines. Elles sont constituées de résine à base de pétrole et se comportent comme les patins en élastomère avec des décélérations disponibles dès les plus basses vitesses. En raison de cette nature, on peut avoir une odeur de caoutchouc brulé lors de gros freinages. Ces plaquettes organiques ou résines travaillent très bien à froid. Elles limitent également la diffusion de la chaleur vers le piston.

2021 Plaquettes de frein à disque vélo
Cette paire de plaquettes organiques est constituée de gomme au final. Crédit Brakco

Mais dès lors qu’on sort de ce cadre, qu’il y a du poids, des vitesses élevées, des freinages très longs et très puissants et que la température du disque dépasse les 200 °C, elles perdent de leur pouvoir d’accroche. On freine donc encore plus fort, plus longtemps et le système surchauffe alors. Cet excédent de chaleur passe alors du disque à la plaquette, puis au piston et enfin au fluide hydraulique. Cela peut dès lors entrainer ébullition et fading en conditions extrêmes ! Les plaquettes organiques sont sensibles au sable et à la boue qui les usent assez rapidement. Comme les patins traditionnels. Maintenant si votre freinage vous convient et que vous n’avez pas de souci, pourquoi changer ?

Les plaquettes semi-frittées

2021 Plaquettes de frein à disque vélo
Les plaquettes organiques peuvent aussi être associées à de la céramique. Crédit

Les semi-frittées associent à cette résine base de pétrole des particules métalliques ou de céramiques. Cela permet d’élargir la gamme de températures d’utilisation. On reste efficace à basse température (premier freinage) et on l’est encore à haute vitesse (descente de col). La dégradation de l’accroche de la plaquette sur la jante intervient plus tard qu’avec des organiques.

2021 Plaquettes de frein à disque vélo
Il y a quelques plaquettes de frein semi-frittées pour le vélo. Crédit Galfer

Il s’agit donc d’un bon compromis. Néanmoins en utilisation extrême, poids important, freinages fréquents et longs, on atteindra les limites de température d’utilisation et les problèmes de fading mentionnés pour les plaquettes organiques. Les plaquettes semi-frittées sont dès lors utiles à des gabarits légers et moyens qui pilotent agressivement et commencent à ressentir des limites dans leur freinage. En conditions boueuses, leur usure est un peu plus modérée que celle des organiques, ce sont les disques qui peuvent souffrir plus.

Les plaquettes “métal fritté”

La plaquette en métal fritté est en fait réalisée dans un matériau composite qui comprend divers métaux et matières. Il y a d’un côté des matériaux actifs qui assurent la friction et de l’autre des liants qui donnent au mélange son intégrité et sa résistance. Au total il peut y avoir une dizaine de composants. Les matériaux en poudre sont compressés et cuits à très haute température ce qui va leur donner leur cohésion. Dans les matériaux actifs, on trouve donc des métaux, mais il peut également y avoir des céramiques. Suivant le comportement voulu par les ingénieurs, les matériaux intégrés et leur pourcentage seront différents d’une plaquette à l’autre. Aux métaux, on peut donc adjoindre des céramiques. Les céramiques fonctionnent dès que le disque est à 100 °C et assurent donc les freinages “courants”, alors que les métaux prennent le relais à partir de 200°C jusqu’à 400 °C. Ou plus…

2021 Plaquettes de frein à disque vélo
Les plaquettes frittées sont plus “dures” que les organiques. Elles s’usent moins vite aussi… Crédéot BBB

Le ressenti à froid de ce type de plaquettes de frein peut surprendre, un peu comme quand on freine sous l’eau avec son vélo équipé de jantes carbone… Il y a un petit temps de latence pour faire chauffer le disque, et à basse vitesse l’anticipation est nécessaire. Il faut faire attention ensuite car dès que le disque est chaud, la puissance arrive très vite ! Avec l’adjonction de céramiques dans le mélange, ce temps devient nettement plus court, voire quasi-nul, on se rapproche du ressenti des plaquettes organiques. Après la partie “métal” permet de conserver sa puissance de freinage même avec de très fortes sollicitations. Un atout pour les montagnards, les cyclistes lourds qui roulent fort en descente, les pratiquants du bikepacking et du gravel… Bref, tous ceux qui tirent le maximum de leur vélo et de leur plaquettes de frein.

Compatibilité

Les marques de freins préconisent, comme pour tous les autres consommables, de rester sur leurs produits. La raison invoquée est la suivante : la montée en température du système par le freinage a été calculée pour les pièces d’origine. Avec d’autres éléments, le fabricant ne répond plus de rien… Pas de panique, les marques réputées ont procédé aux dits tests et même éventuellement amélioré l’a situation... Alors si vous optez pour des plaquettes non référencées dans leur catalogue, il y a quelques règles à respecter. Assurez-vous que les disques que vous allez utiliser sont compatibles avec vos plaquettes. Car tous les disques ne “supportent” les plaquettes métal fritté ou semi-frittées. Certains modèles ne conviennent que pour les plaquettes organiques ou résines, et c’est généralement indiqué. Si on est dans ce cas, on verra le disque s’user à toute vitesse avec une plaquette métal… Autre chose dont il faut tenir compte, c’est de l’épaisseur des disques quand vous les changerez. En 140 mm et 160 mm on va de 1,8 à 1,95 mm… Le mieux est donc d’utiliser des disques de la marque des plaquettes. On sera ainsi sûr que rien ne viendra frotter. Enfin trop frotter… Il faudra aussi penser à équiper toutes ses roues de disques compatibles !

Quelques marques de plaquettes et disques…

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2 comments on “Bien choisir les plaquettes de frein de son vélo !

  1. Golfenberg

    Bonjour,
    Où est donc passé Shimano ???

    • Shimano, Campagnolo, FSA et Sram ne sont pas dans la liste car il s’agit des matériels d’origine. Pour la route l’offre des fabricants de freins se limite généralement aux seules plaquettes Organiques et bien sûr à leurs spécifications. Les marques citées ici font du compatible, pour toutes les marques ou presque, et qui permet de personnaliser son freinage avec différents types de plaquettes.

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