La butée de gaine est un composant essentiel du système de câbles Bowden sur un vélo. Elle assure la transmission fiable des forces entre le câble et le cadre, permettant ainsi le fonctionnement correct des freins et des dérailleurs. Cet article explore en détail la définition, les types, le rôle et l'importance de la butée de gaine, ainsi que les problèmes potentiels et les solutions associées.
Introduction au câble Bowden et à la gaine
Le câble Bowden est un système de transmission mécanique flexible inventé en 1902 par Frank Bowden. Il est largement utilisé dans les vélos pour actionner les freins et les dérailleurs. Le système se compose d'un câble interne coulissant à l'intérieur d'une gaine externe. La gaine permet au câble de suivre une trajectoire courbe lorsque cela est nécessaire.
Lorsqu'une portion du câble suit une ligne droite, le long d'un tube du cadre de la bicyclette, il est préférable d'interrompre la gaine si elle est de médiocre qualité, et de laisser le câble à nu pour limiter les frottements.
Définition de la butée de gaine
La butée de gaine, également appelée arrêt de gaine (cable stop, housing stop or nipple), est un élément essentiel du câble Bowden. Elle relaie la force de réaction du cadre à la gaine selon la troisième loi de Newton. Si une gaine n'est plus en butée, le câble agit dans le vide et la traction auquel il est soumis ne peut plus être transmise. Les butées de gaine sont souvent brasées sur le cadre. Ce sont de petits cylindres en général fendus, dans lequel va se mettre en butée l'une des extrémités de la gaine. Ils sont en général assez large pour accueillir le diamètre supérieur de l'embout de gaine, mais ce n'est malheureusement pas toujours le cas.
Types de gaines de vélo
Il existe plusieurs types de gaines de vélo, chacune étant conçue pour une application spécifique :
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Gaine à structure hélicoïdale (helical housing or wound housing)
Appelée le plus souvent gaine de frein (brake housing), la gaine à structure hélicoïdale (helical housing or wound housing) possède une carcasse torsadée constituée d'un seul ruban métallique enroulé en spirale. Cette structure est parfois visible lorsque la couche superficielle de plastique n'est pas très épaisse. Elle permet à la gaine de supporter sans dommage la puissance du freinage. C'est donc ce type de gaine qui est recommandée pour accompagner les câbles de frein. En général, elles sont plus souples que les gaines de dérailleur et leur diamètre est légèrement supérieur. Toutefois, avant l'apparition de la gaine Shimano SIS conçue pour les changements de vitesse indexés, les gaines de dérailleurs avaient la même structure spiralée. Ces dernières ont en général une section moindre et fonctionnent plus ou moins bien sur les dérailleurs à friction. À noter que paradoxalement, Shimano propose de nouveau des gaines à structure hélicoïdale pour câble de dérailleur. Lors de la coupe d'une gaine de ce type, à l'aide d'une pince coupe-câble, il arrive souvent que l'extrémité du ruban métallique forme une pointe qui risque d'empêcher le bon coulissement du câble, voire de le détériorer. Il faut alors meuler cette pointe à la lime plate avant d'enfiler le câble.
Gaine à structure longitudinale (compressionless housing)
Appelée le plus souvent gaine de dérailleur (derailleur housing), la gaine à structure longitudinale (compressionless housing) garde une longueur constante en toute occasion, elle est dite incompressible. Attention, sa structure ne supporte pas une forte pression : ce type de gaine ne doit jamais être utilisée sur des freins la gaine risquant d'éclater suite à un freinage puissant. Les gaines à structure hélicoïdale ne sont pas adaptées aux changements de vitesses indexés, car leur longueur varie légèrement lorsque la gaine se courbe. Cette variation de longueur fausse l'indexation et peut rendre le changement de vitesse imprécis, voire un changement de vitesse automatique lorsqu'on tourne brusquement le guidon. Shimano a inventé la gaine SIS, première gaine à structure longitudinale, pour résoudre ce problème. Leur carcasse est constituée d'un faisceau de fils métalliques parallèles à la gaine qui sont maintenus en sandwich entre deux couches de plastiques. C'est cette structure qui permet à la gaine de conserver la même longueur lorsque la courbe de la gaine change. En général, elles sont plus rigides que les gaines de frein et leur diamètre est légèrement inférieur. Contrairement à ce que trop de personnes croient, il est parfois possible de faire entrer un câble de frein à l'intérieur d'une gaine à structure longitudinale : assurez-vous toujours qu'une gaine de récup' possède une structure torsadée avant de l'utiliser sur un câble de frein. La gaine du dérailleur arrière est fortement incurvée. Si vous coupez la gaine lorsqu'elle est droite, le faisceau de fils métalliques de la carcasse va former un biseau quand elle sera courbée lors de son installation. Cette forme en biseau va fragiliser l'extrémité de la gaine en butée contre le dérailleur. C'est pourquoi il faut donner à la gaine une courbe similaire à celle qu'elle aura une fois installée avant de la couper à l'aide d'une pince coupe-câble.
Gaine à structure annulaire (string-of-pearls housing)
La Gaine à structure annulaire (string-of-pearls housing) est constituée d'une série d'anneaux métalliques enfilés comme un collier de perles dans une sous-gaine en plastique téflonnée. Les gaines de ce type peuvent aussi bien être utilisées sur des freins que sur des dérailleurs indexés. Elles sont réputées être mixtes mais c'est rarement vrai. Parfois, il s'agit juste d'une surcouche supplémentaire de fils en polymères, qui va renforcer la couche périphérique en plastique. Cette surcouche cache la structure réelle de la gaine : hélicoïdale ou longitudinale. En général, ces gaines sont vendues comme gaines de dérailleur.
Gaine à structure réticulaire
Les gaines à structure réticulaire sont souvent des gaines incompressibles pour frein à disque mécanique. Ce sont des gaines qui bénéficient d'une bonne résistance à la puissance de freinage mais restent aussi de longueur constante malgré les coups de guidon.
Rôle et importance de la butée de gaine
La butée de gaine joue un rôle crucial dans le fonctionnement du système de câbles Bowden. Elle sert de point d'appui pour la gaine, permettant ainsi de transmettre la force de traction du câble interne au mécanisme de freinage ou de dérailleur. Sans une butée de gaine fonctionnelle, la force appliquée au levier de frein ou à la manette de dérailleur ne serait pas transmise efficacement, ce qui entraînerait un mauvais fonctionnement du système.
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Plus précisément, la butée de gaine remplit les fonctions suivantes :
- Transmission de la force : Elle transmet la force de réaction du cadre à la gaine, assurant ainsi que la force de traction du câble est convertie en mouvement du mécanisme de frein ou de dérailleur.
- Maintien de la tension : Elle maintient la tension dans le câble, ce qui est essentiel pour un fonctionnement précis et réactif du système.
- Positionnement précis : Elle assure un positionnement précis de la gaine, ce qui est particulièrement important pour les systèmes de dérailleur indexés.
Types de butées de gaine
Il existe différents types de butées de gaine, chacun étant conçu pour s'adapter à un type de cadre et de système de câbles spécifique :
- Butées brasées : Ce sont des cylindres métalliques fixés directement sur le cadre par brasage. Elles sont souvent fendues pour faciliter l'insertion de la gaine.
- Supports de butée : Ce sont de simples trous dans le cadre qui servent de supports pour des butées amovibles.
- Butées amovibles : Ce sont des pièces intermédiaires qui se logent dans les supports de butée et accueillent la gaine. Elles peuvent être fixes ou réglables.
- Butées réglables (barillets) : Ce sont des dispositifs qui permettent d'ajuster la tension du câble. Ils sont souvent utilisés sur les dérailleurs, les étriers de frein et les manettes de commande.
Composants associés à la butée de gaine
Plusieurs composants sont associés à la butée de gaine et contribuent au bon fonctionnement du système de câbles Bowden :
- Embouts de gaine : Ce sont de petits capuchons en métal ou en plastique qui se fixent aux extrémités de la gaine pour prévenir la détérioration et limiter l'infiltration d'eau.
- Guides-gaine : Ce sont des dispositifs qui maintiennent la gaine le long du cadre pour éviter qu'elle ne se déloge de ses butées.
- Coudes V-Brake (noodles) : Ce sont des pièces coudées qui font tampon entre la gaine et l'une des mâchoires d'un frein V-Brake.
Problèmes potentiels liés à la butée de gaine
Plusieurs problèmes peuvent affecter la butée de gaine et compromettre le fonctionnement du système de câbles Bowden :
- Corrosion : La rouille peut affecter la butée de gaine et empêcher le câble de coulisser correctement.
- Délogement : La gaine peut se déloger de la butée, ce qui entraîne une perte de tension et un mauvais fonctionnement du système.
- Usure : La butée de gaine peut s'user avec le temps, ce qui peut entraîner un jeu excessif et un mauvais fonctionnement.
- Mauvais réglage : Un mauvais réglage de la butée de gaine peut entraîner une tension incorrecte du câble et un mauvais fonctionnement du système.
Solutions aux problèmes liés à la butée de gaine
Plusieurs solutions peuvent être mises en œuvre pour résoudre les problèmes liés à la butée de gaine :
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- Nettoyage et lubrification : Nettoyer et lubrifier régulièrement la butée de gaine pour prévenir la corrosion et assurer un coulissement fluide du câble.
- Remplacement : Remplacer la butée de gaine si elle est corrodée, usée ou endommagée.
- Réglage : Ajuster la tension du câble en utilisant le barillet de réglage si nécessaire.
- Vérification de l'alignement : S'assurer que la gaine est correctement alignée avec la butée pour éviter les frottements et le délogement.
Importance du choix des composants de transmission
Le choix des composants de transmission, y compris les gaines et les butées de gaine, est crucial pour assurer un fonctionnement optimal du vélo. Il est important de choisir des composants de qualité adaptés à l'usage prévu et de les entretenir régulièrement.
Transmission et démultiplication de la force
La transmission d'un vélo a pour objectif de transmettre l'énergie fournie par le cycliste à la roue motrice pour faire avancer le vélo. La transmission d'un vélo multi-vitesses est un bras de levier variable qui permet de moduler l'effort musculaire pour déplacer le vélo : soit on appuie beaucoup sur les pédales mais on pédale lentement, soit on appuie peu à condition de pédaler plus vite.
Le braquet est le rapport de démultiplication de la transmission. Vous changez votre braquet à chaque fois que vous changez de vitesse ou de plateau. A cadence égale, plus le braquet est grand plus on avance vite mais on doit aussi pousser plus fort sur les pédales. Changer de braquet permet de moduler l'effort pour pouvoir parcourir des distances importantes sans trop se fatiguer.
Le développement, exprimé en mètre par tour, est la distance que parcourt le vélo pour un tour complet du pédalier. Le développement minimal est un critère important dans le choix d'une transmission pour votre vélo de voyage. Il est conseillé de s'assurer d'avoir un développement minimum de moins de 2 mètres.
Composants de la transmission
Les principaux composants de la transmission d'un vélo sont les suivants :
- Pignons : Les pignons, groupés sous forme de cassette ou de roue libre, sont les anneaux dentés qui permettent d'entraîner la chaîne sur la roue arrière.
- Chaîne : Elle relie tous les éléments de la transmission.
- Manettes de vitesse : Elles permettent au cycliste d'actionner les dérailleurs de son vélo.
- Plateaux : Ce sont des anneaux dentés qui peuvent être sertis au pédalier ou vissés sur le pédalier.
- Manivelle : C'est le nom donné au bras du pédalier sur lequel est vissée la pédale.
- Dérailleur avant : Il permet de changer de plateaux.
- Dérailleur arrière : Il permet de changer de vitesse et de maintenir la tension de chaîne.
Marques de transmission
Plusieurs marques proposent des systèmes de transmission pour vélos, notamment :
- Shimano
- Sram
- Campagnolo
- MicroShift
Chaque marque propose différentes gammes de transmission pour chaque usage : route, gravel ou VTT.
Réglage du dérailleur
Le réglage du dérailleur est une étape cruciale pour assurer un passage de vitesses fluide et précis. Il est important de suivre les indications du fabricant et de procéder à des ajustements précis des vis H et L ainsi que de la tension du câble.
Vis H et L
Les vis H et L sont des vis de butée qui limitent le mouvement du dérailleur aux extrémités de la cassette. La vis H (High speed) correspond au réglage en butée pour la plus petite vitesse, soit le pignon le plus grand. La vis H (High speed) correspond au réglage en butée pour la plus grande vitesse, soit le pignon le plus petit.
Tension du câble
La tension du câble est un facteur important pour un passage de vitesses optimal. Il faut ajuster la tension du câble en utilisant le barillet de réglage situé sur la manette de vitesse ou sur le dérailleur.
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