Les patins de frein : « Mystère et bout de gomme »

Accessoire de petite taille mais de grande importance, ils sont cartouche, à tige, monobloc ou asymétriques, à gomme tendre ou dure. Quel est donc leur secret ?

Situé tout au bout de la chaîne « freinage », le patin a tendance à se faire oublier lors de l’entretien du vélo et il faut qu’un beau jour il se mette à couiner lors d’un brusque coup de frein pour se rappeler désagréablement à notre bon souvenir. Pourtant, ce petit bout de gomme mérite grandement notre attention, ne serait-ce que parce que nous lui confions nos vies et notre sécurité. Dans cet article sur le freins, nous avons volontairement exclu les freins à disques qui feront l’objet d’un article complet dans les semaines à venir. Pour l’instant, nous nous concentrons sur les freins « classiques ». 

L’usure du couple


Lors du freinage, pour ralentir le vélo ou pour l’arrêter, jante et patin supportent des contraintes physiques fortes dont les principales sont :

  • l’usure de l’un et de l’autre par frottements ; à la longue, les patins diminuent d’épaisseur ainsi que les flancs de la jante qui tendent à se creuser ;
  • la transformation de l’énergie cinétique, due à la vitesse, en énergie thermique qui se traduit par une élévation de la température du métal, rapidement dissipée après l’arrêt du freinage. Dans les cas extrêmes (longs freinages, vélos lourdement chargés, etc.), cette élévation de température peut conduire au décollement du manchon de la chambre à air ou celui des éventuelles rustines.

La vie du patin de frein est donc étroitement liée à celle de la jante. Ce couple indissociable est appelé à connaître des aventures communes et doivent donc être faits l’un pour l’autre. Les jantes de nos roues sont en général en alliage d’aluminium, muni ou pas d’un revêtement destiné à en durcir la surface ou couche dure, les jantes les plus récentes pouvant être en carbone, matériau dur par excellence. À l’identique, les patins peuvent être faits de matière plus ou moins tendre, plus ou moins abrasive. Cette spécificité des patins (jantes alu ou carbone) est clairement indiquée sur les patins ou leurs emballages et doit donc être respectée.

 

Mon beau patin


À l’origine à base de caoutchouc, le matériau composant les patins a évolué au fil des ans et des usages. Aujourd’hui et comme pour les pneus, on peut trouver différents mélanges pour des patins performants, par exemple des composites à base d’élastomères avec des renforts d’aramide ou bien des surfaces de patins à base de carbone. Les fabricants proposent maintenant des articles de qualité composés parfois de deux ou trois sortes de gomme sur un même patin, des dispositifs destinés à éliminer l’eau ou des dessins de surface destinés à un meilleur accrochage.

Enfin, la quasi-totalité des patins proposés comportent un témoin d’usure – ou « wear-line » –, seuil en dessous duquel il faut renouveler le patin.

 

Le réglage


Pour fonctionner convenablement et efficacement, les patins doivent être bien positionnés par rapport à la jante. Voyons les deux réglages principaux.
La hauteur du patin : il doit entrer en contact avec la jante sur le milieu du flanc, à égale distance du bord supérieur et du bord inférieur, et ce sur toute sa longueur
Le pincement : lors du freinage, il est préférable que la partie avant du patin (sens de rotation de la roue) entre la première en contact avec la jante. Il s’agit d’un décalage d’un millimètre maximum.

Avant de passer au réglage proprement dit, il est indispensable de s’intéresser au frein lui-même ainsi qu’à la façon dont le patin est fixé au frein. Il existe trois types de freins. 

  • Les freins à étrier (dual-pivot ou autres)

  • Les freins Cantilever à l’origine présents sur tous les VTT et qui équipent maintenant quelques vélos de randonnée.

  • Les freins V-Brakes encore présents sur quelques VTT et courants sur les VTC par exemple.

Il faut savoir également que le patin est placé sur un support, lui-même fixé sur le frein. Voici quelques exemples, juste pour se familiariser avec le vocabulaire « frein ».

Patin monobloc : le patin est indissociable de son support. En cas d’usure, on change le tout.

Patin à cartouche : le patin peut être retiré de son support. Lorsqu’il est usé on peut alors le changer pour un modèle identique ou pour monter un patin plus performant ou mieux adapté à la jante.

Patin à tige : concerne les freins Cantilever. Le système de fixation fait partie du frein lui-même et le patin à tige ne peut donc équiper que ce type de frein. Il peut être monobloc ou à cartouche.

Patin multi-positions : concerne certains freins Cantilever et la totalité des V-Brakes. Le système de fixation est associé au porte-patin. Il propose plusieurs ajustements à l’aide rondelles d’épaisseurs différentes afin de régler le patin au plus près de la jante, en fonction de l’écartement de la fourche.

Patins longs et/ou asymétriques : Cantilever ou VTT. Ils proposent une plus grande surface de freinage, leur forme épouse la courbure de la jante. Ils sont asymétriques lorsque l’axe de fixation est décalé.

Sens de montage : les patins et leur support ont la plupart du temps un sens de montage. Ils peuvent être spécialisés côté droit ou côté gauche. Ces indications sont portées sur le patin lui-même ou sur le support.

Et pour terminer…


Les patins doivent être régulièrement inspectés. Ceci concerne leur position mais aussi leur propreté et l’intrusion de micro-objets dans leur surface interne. Dès que leur usure atteint le repère, il faut les changer sans tarder car ils perdent rapidement leur efficacité.

Ne pas oublier que l’élément du frein le plus efficace est le… freineur lui-même. Aucun patin ne vous sauvera lors d’un freinage d’urgence, non prévu et non maîtrisé. Ici, la prudence et l’anticipation sont de rigueur.

Texte et photos issues de la revue Cyclotourisme n° 643 de février 2015 – Jean-Pierre Giorgi
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