Remplacer des freins patins par des freins à disque : étapes et matériel nécessaire

Après des décennies de freinage sur patins et, encore récemment malgré de nombreuses voix opposées, le vélo de route a finalement imité le VTT en s’équipant d’un freinage à disque !
Le freinage à disque augmente facilement ses parts de marché car tous les vélos de milieu et haut de gamme sont maintenant équipés de disques d’office par les constructeurs.

Et avec l’arrivée massive des vélos électriques, le freinage à patins a du mal à survivre.

Voyons ensemble étape par étape comment remplacer notre bon “vieux” freinage à patins en freinage à disque !

Caractéristiques des freins à patins et des freins à disque

Il est utile de comprendre d’abord ce que sont les freins à patins et les freins à disque.

Freins à patins

Les patins sont habituellement en caoutchouc, sont positionnés de part et d’autre de la roue sur un étrier. Pour améliorer le freinage, les patins frottent sur une piste de frein un peu rugueuse.
Ainsi quand le cycliste appuie sur le levier de frein, le câble de frein se tend et la mâchoire des étriers de frein se ferme sur la route.
Et lorsque les patins frottent sur la route, alors la roue est freinée et le vélo ralentit !

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Freins à disque

Les freins à disque destinés aux vélos fonctionnent grâce à un mécanisme de friction entre des plaquettes de frein comme les voitures ou motos.

Il existe 2 types de frein à disques : 

• mécanique (par câble et moins cher)
• hydraulique (avec liquide de frein et plus précis)

Version mécanique

La force du freinage pour un frein à disque mécanique est transmise via un câble.

Ainsi, quand le cycliste appuie sur le levier de frein, le câble se tend, ce qui déplace l’étrier de frein et exerce une pression sur les plaquettes de frein pour les amener contre le rotor. À la différence du frein à disque hydraulique, le frein à disque mécanique n’utilise pas de liquide hydraulique pour transférer la force de freinage.

Cela simplifie l’entretien et la maintenance, étant donné qu’il n’est pas nécessaire de purger le liquide hydraulique.
Bien que les freins à disque mécaniques offrent une puissance de freinage supérieure à celle des freins à patins traditionnels, ils sont moins puissants que les freins à disque hydrauliques et la force de puissance de freinage que l’on souhaite appliquer (en anglais le feeling) est un peu moins précise.

Version hydraulique

Les freins à disque hydrauliques reposent sur un liquide de frein pour transmettre la puissance de freinage.

Ainsi, quand le cycliste appuie sur le levier de frein fixé au guidon, il serre un piston qui pousse le liquide hydraulique à travers une durite de frein jusqu’à l’étrier de frein.

Les plaquettes de frein constituent des garnitures en composite ou en métal installées à l’intérieur de l’étrier de frein. En atteignant l’étrier, le liquide hydraulique pousse les plaquettes de frein contre le rotor, ce qui crée une force de friction ralentissant la rotation de la roue.

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Pourquoi installer des freins à disque

Le passage des freins à patins aux freins à disque offre un certain nombre d’avantages non négligeables.

Puissance et précision de freinage

Les freins à disque restent plus efficaces par temps de pluie ou humide que les freins à patins !
En effet, le disque de frein est au centre de la roue et reste loin des projections d’eau, de plus comme le disque est plus petit, les plaquettes vont chasser l’eau plus vite de la piste de frein.

Les freins à disque assurent une modulation précise de la force de freinage, ce qui permet de mieux doser la puissance de freinage rendant ainsi le contrôle du vélo plus facile en particulier dans les situations nécessitant un freinage brusque.

Personnellement, lors de mes courses vélos sous la pluie bordelaise intense, j’ai regretté d’avoir un vélo équipé de patins car je n’arrivais pas à ralentir rapidement !

Flexibilité dans le choix de la largeur des pneus

Les étriers des freins à patins limitent autour des 25 mm la section maximale du pneu compatible avec votre vélo, alors que les freins à disque échappent à cette limite !
Puisque les disques de frein sont placés sur le moyeu de la roue, la largeur du pneu n’a aucune incidence sur le système de freinage.

Ainsi, il est possible de choisir des pneus plus larges pour une meilleure adhérence et un plus grand confort, sans devoir se préoccuper de la compatibilité avec les freins.

Durabilité des roues

Les freins à patins exercent une pression au niveau de la piste de frein sur la jante pour ralentir, ce qui provoque une usure de celle-ci au fil des milliers de kilomètres ainsi qu’un échauffement qui peut la déformer lors des grandes descentes de cols par exemple.
Les freins à disque, en revanche, effectuent une pression sur le rotor monté sur le moyeu de la roue et ne touche donc pas la roue.

Ainsi, avec le système de freinage à disque, c’est uniquement le disque qui s’use.

Gamme élargie au niveau du cadre

De plus en plus de fabricants de vélos imposent des cadres spécialement conçus pour les freins à disque. 

Les freins à disque peuvent être montés sur des cadres en aluminium, en acier ou en carbone, ce qui laisse aux cyclistes la possibilité de sélectionner le matériau qui répond le mieux à leurs besoins en termes de performances, de confort et de poids.

Le matériel nécessaire pour remplacer les freins à patins par des freins à disque

Les principaux équipements nécessaires au remplacement de vos freins sont énumérés ci-dessous.

• clé Allen : outil utilisé pour manipuler des vis, des têtes de boulons ou toute autre pièce dotée d’une douille hexagonale creuse. Elle est parfois désignée sous le nom de clé mâle à six pans, BTR, CHC ou HC
• tournevis : est un outil manuel utilisé, entre autres, pour insérer et retirer des vis dans des matériaux
• clé dynamométrique : instrument permettant de vérifier le couple de serrage des écrous et des vis afin qu’ils soient fixés de manière optimale.

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Est-ce bien raisonnable financièrement ?

Le transformation du freinage à patins vers un freinage à disques coûte relativement cher car il faut du matériel :

• une paire de roues compatibles pour disques de frein : 100 à 200 euros la paire
• étriers avant et arrière avec des plaquettes : 70 à 100 euros
• gaines pour câble ou durite de frein (si hydraulique) : 20 euros
• leviers de freins pour disques : 50 à 80 euros

Vérifier précisément la compatibilité de votre vélo

La fourche doit posséder des fixations pour l’étrier de frein avant : 

Le cadre doit avoir des fixations pour l’étrier de frein arrière :

Vous devez changer de paire de roue pour pouvoir y fixer un disque au milieu de chacune des roues :

Si vous êtes sur un système de freinage par câble, alors vous pourrez réutiliser sans problème les passages de câbles actuels :

En revanche, pour un système de freinage hydraulique, alors il faudra bien vérifier que tout passe sans problème.

Les différentes étapes à suivre

Démontage des freins à patins

Pour démonter les freins à patins de votre vélo, la procédure est plutôt facile :

• situés en haut de la fourche ou sous le hauban dans le cas du frein arrière
• cherchez un boulon ou une vis qui fixent le bras du frein à patins au cadre ou à la fourche. Une clé Allen peut s’avérer nécessaire pour desserrer ce boulon. 
• une fois la vis desserrée, vous pouvez dégager le bras de frein de son support (vous pouvez désormais retirer les patins de frein de la cartouche qui les maintient en place)

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Montage des freins à disque

Le montage des freins à disque sur un vélo peut s’avérer plus complexe par rapport au montage des freins à patins.

Si votre vélo ne comporte pas de fixation intégrée pour les étriers de freins à disque, vous devrez installer un convertisseur (ou adaptateur) pour monter les étriers sur votre cadre ou votre fourche. Les pièces d’adaptation servent à décaler les étriers de frein de manière à aligner correctement les plaquettes de frein aux disques de frein. Veillez à vous procurer les bons adaptateurs selon la configuration de votre vélo.

Pour ma part, c’est la partie la plus critique à réaliser car elle va déterminer la fiabilité et l’efficacité de toute l’opération !

Si votre vélo comporte des fixations alors vous n’aurez pas trop à vous poser de questions car il faut simplement accrocher les étriers de frein au bon endroit :

Veillez à ce que les vis soient convenablement serrées, en respectant les indications du fabricant et en utilisant une clé dynamométrique.
La clé dynamométrique permet de serrer avec la bonne force de serrage et d’être certain que les étriers soient bien fixés, ne bougeront pas et assureront convenablement votre sécurité !

Pour certaines plaquettes de frein, les pistons doivent être ajustés pour s’adapter parfaitement au disque de frein. Si nécessaire, une lame de tournevis peut être utilisée pour effectuer ce réglage.

Mécanique

Faites passer les câbles dans les gaines et les leviers de frein, en prenant soin de suivre le cheminement correct pour éviter les frictions.

Veillez à ce que les câbles soient suffisamment tendus pour un freinage efficace. 

Le câble doit ensuite être fixé sur l’étrier.

Coupez ensuite l’excédent de câble en laissant une marge de quelques centimètres pour ne pas à avoir à changer le câble si lors du réglage de la tension vous vous rendez compte que vous l’avez trop réduit.

Hydraulique

Examinez les conduites hydrauliques pour vérifier qu’elles sont bien installées et qu’elles fonctionnent normalement. 

Connectez les durites de frein du levier jusqu’à l’étrier.

Remplir le système de liquide de frein.

Roder les disques

C’est l’étape la plus facile de cette opération : 

• prenez de la vitesse puis freiner pour atteindre les 5 km/h sans s’arrêter ni trop appuyer sur le levier
  Cette opération va faire chauffer les freins et que les plaquettes déposent leur revêtement sur la piste de frein du disque
• répétez l’opération 20 fois

roulez quelques minutes pour refroidir les disques

Conclusion

L’installation de freins à disques à la place de freins à patins exige d’avoir du matériel compatible et l’opération peut coûter plus cher que le vélo que l’on cherche à remplacer.

Il est donc nécessaire de bien calculer le prix du matériel que vous pouvez commander même s’il est possible d’acheter du matériel neuf et ainsi faire baisser la facture par exemple les étriers, les leviers et les roues peuvent être de “seconde main”.

L’opération n’est pas forcément très complexe si vous avez bien tout le matériel et si tous les composants du vélo sont bien compatibles, je pense notamment à la fourche et au cadre pour valider qu’ils sont bien prévus pour recevoir les étriers pour disques.

Personnellement, je comparerai la note globale de la transformation avec le prix de votre vélo actuel et bien se demander s’il n’est pas préférable de passer sur un vélo déjà prévu en freins à disque.