Chaîne

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Description

La chaîne en cyclisme est un élément mécanique fermé constitué d'un assemblage d'une suite d'éléments métalliques (maillon) servant à transmettre un mouvement sans glissement entre le pédalier et la roue arrière dite motrice.

Maillon

Contrairement à ce qu'on pourrait croire, le maillon d'une chaîne n'est pas constitué seulement d'un élément mâle ou d'un élément femelle de la chaîne. C'est bien l'assemblage d'un élément femelle avec un élément mâle qui forme le maillon. Par conséquent, la longueur d'un maillon ne se calcule pas entre 2 rivets adjacents mais en "sautant" un rivet sur 2, elle est donc d'un pouce (2 pas d'un demi-pouce).

Un maillon est constitué de 8 ou 10 composants suivant s'il est muni de bagues ou non [1][2] :

  • 2 plaques externes, appelées aussi plaquettes, plateaux ou flasques externes (outer plate en anglais). Elles supportent les rivets pour constituer la partie femelle du maillon.
  • 2 rivets, appelés aussi axes (pin). Ils sont frettés sur les plaques externes et maintiennent ensemble les autres composants du maillon.
  • 2 plaques internes (inner plate). Elles constituent la partie mâle du maillon. Leur aspect varie selon que la chaîne comporte ou non des bagues :
    • Avec bague, les plaques internes sont plates.
    • Sans bague (bushingless), les plaques internes sont munis d'épaulements arrondis tournés vers l'intérieur et enserrant les rivets. Cet épaulement a la même fonction que la bague.
  • 2 bagues lorsque la chaîne n'est pas bushingless, appelées aussi douilles ou manchons (bushing). Elles sont frettées aux plaques internes, s'interposent entre les rouleaux et les rivets pour protèger ces derniers d'une usure trop rapide.
  • 2 rouleaux (roller). Ils roulent au contact des roues dentées de la cassette ou du pédalier.

Il existe aussi des demi-maillons qui jouent à la fois le rôle de plaque externe sur un des rivets et de plaque interne de l'autre côté. Ils permettent d'ajuster la longueur de la chaîne d'un demi pouce. On les retrouve en général sur les chaînes demi-maillon.

Il y a toujours un léger jeu entre les différents éléments d'un maillon, même lorsque la chaîne est neuve. Ce jeu augmente avec l'usure [3].

Variantes

Histoire de la chaîne

La première bicyclette à chaîne fut inventée en 1869 par Guilmet et Meyer [4]. Sur les premières chaînes (chaîne pleine ou à maillons plats), les maillons étaient formés de blocs reliés entre eux par 2 plaques externes. Le maillon comportait alors 5 éléments : un bloc, 2 plaques externes et 2 rivets. Le pas des roues dentées (la distance entre chaque dent) étaient alors d'un pouce. Ces chaînes ne fonctionnaient pas très bien : elles se bloquaient souvent, s'usaient rapidement et rompaient facilement [5][6].

Elles furent rapidement remplacées par des chaînes à rouleaux. La chaîne à rouleaux (roller chain) fut inventée en 1880 par Hans Renold, mais Léonard de Vinci avait déjà conçu le principe au XVIe siècle. L'ajout de rouleaux lubrifiés a pu diminuer l'usure en diminuant considérablement les frottements [7].

Comme les roues dentées existantes avaient un pas de 1 pouce, les vélocipèdes furent d'abord équipés de chaînes à double rouleaux (skip-link chain) : le bloc de la chaîne pleine est remplacé par 2 cylindres rapprochés et munis de rouleaux. Ce type de chaîne est devenu obsolète dans les années 1950, lorsque les chaînes à simples rouleaux furent d'usage courant [5].

Avec les chaînes à simples rouleaux, la distance entre les rivets devint égale au pas des roues dentées (pitch) et passa donc au demi-pouce actuel. Le maillon comportait alors 10 éléments : 2 plaques externes reliées entre elles par 2 rivets, 2 plaques internes reliées entre elles par 2 bagues entourées de 2 rouleaux [2][8].

Dans les années 1980, Sedis conçoit des chaînes sans bagues (bushingless) : les plaques internes sont embouties pour créer un congé qui, tourné vers l'intérieur, maintient le rouleau à la place des bagues devenues inutiles. Outre un prix de revient réduit, ce procédé donne à la chaîne une plus grande souplesse latérale qui facilite les changements de vitesse et diminue l'usure lorsque la chaîne est croisée. En revanche, l'entretien de la chaîne doit être effectué plus souvent : la saleté pénètre plus facilement à l'intérieur des maillons et le lubrifiant est plus facilement chassé par la pluie ou lors du nettoyage. Par contre, lubrifier l'intérieur des rouleaux se fait plus facilement [2][9].

Avec la chaîne bushingless, il devient alors possible d'augmenter le nombre de pignons des cassettes (9 vitesses ou plus). La largeur externe des maillons est alors diminuée pour éviter que la chaîne ne frotte contre le pignon adjacent de la cassette. Plusieurs procédés sont utilisés [2][10] :

  • Le rivet est frappé afin qu'il ne déborde moins des plaques externes. Des rivets spéciaux (connecting pin) ou des maillons rapides (master link) sont alors utilisés pour permettre le remontage de la chaîne.
  • L'épaisseur des plaques est rétrécie. Pour éviter de fragiliser la chaîne, les plaques sont soumises à un traitement de surface les rendant plus résistantes à la corrosion.
  • La largeur interne des maillons est diminuée.

Compatibilité

Les chaînes se différencient surtout par leurs largeurs.

Entre 5 et 8 pignons toutes les chaînes sont compatibles. Pour les chaînes de 9 vitesses et plus, c'est un peu plus compliqué :

  • La compatibilité est indiquée sur l'emballage d'une chaîne neuve sous la forme 9v, 10v ou 11v ou bien 9s, 10s ou 11s. Il faut aussi s'assurer que les roues dentées soient compatibles ou de même marque [11] :
    • SRAM et Shimano sont compatibles jusqu'à 10 vitesses mais pas pour 11 pignons.
    • Campagnolo n'est pas compatible avec les autres marques.

Chaîne demi-maillon

Sur une chaîne normale, lors du réglage de la longueur de chaîne, chaque ajout ou suppression d'un maillon entraîne une élongation ou un raccourcissement d'un pouce. Lorsque le vélo n'est muni d'aucun tendeur de chaîne, une bonne longueur de chaîne est essentielle pour permettre un réglage correct de la tension de la chaîne. Mais ce réglage peut s'avérer impossible lorsque les pattes arrières sont trop courtes ou verticales. À ce moment-là, une chaîne demi-maillon devient indispensable : sa longueur d'ajustement est seulement d'un demi-pouce au lieu du pouce entier habituel.

Chaîne de liaison

La chaîne de liaison (timing chain ou synchronizing chain en anglais) est la chaîne qui, sur un tandem, transmet la force motrice entre les différents pédaliers au contraire de la chaîne de transmission (primary chain) qui, comme sur un vélo ordinaire, propage cette force à la roue arrière. On appelle ligne de chaîne, la méthode employée pour combiner ces deux chaînes. Il existe plusieurs solutions [12][13] :

  • Les deux chaînes sont à droite (single side rear drive). La chaîne de liaison est située à droite, comme la chaîne de transmission. Elle relie le pédalier avant au grand plateau du pédalier arrière droite.
    • Principaux avantages :
      • Le boîtier de pédalier arrière ne subit pas les effets de torsion des lignes de chaîne croisées puisque le tirage des deux chaînes tend à s'équilibrer.
      • N'importe quel pédalier ordinaire à 2 ou 3 plateaux peut faire l'affaire.
      • Il y a moins de risque de se salir en manipulant le tandem, puisqu'il n'y a pas de chaîne à gauche.
    • Principaux inconvénients :
      • Le grand plateau n'est plus disponible pour la chaîne de transmission. Mais il est possible de monter un quatrième plateau supplémentaire [14].
      • Le nombre de vitesses du dérailleur avant est limité à deux et son utilisation s'avère moins aisée.
  • La ligne de chaîne est croisée vers l'arrière (crossover rear drive). La chaîne de liaison est située à gauche. Le pédalier avant est à gauche et le pédalier arrière comporte un plateau à gauche en plus des couronnes habituelles de droite. C'est la moins bonne des configurations et malheureusement celle qu'on retrouve le plus souvent, notamment pour les tandems fabriqués en usine.
    • Principaux inconvénients :
      • Le boîtier de pédalier est soumis à de fortes torsions. Celles-ci fragilisent ses composants et augmentent les frottements entraînant alors une perte du rendement et une accélération de son usure.
      • Il faut des pédaliers spéciaux. En effet, les deux manivelles de gauche doivent être munies à la fois d'un plateau et d'un filetage à gauche pour la pédale. Il existe une solution alternative moins onéreuse mais moins sûre. Elle consiste à inverser la direction des pédales (3 de gauche et 1 de droite). Comme le filetage n'est plus dans le bon sens, les pédales auront tendance à se dévisser lors du pédalage. Il faut alors sécuriser leur fixation, au minimum à l'aide d'un frein filet. Une autre solution est de refaire le filetage dans l'autre sens à l'aide d'un filet rapporté. Toutes les pédales ne conviennent pas, car leur forme doit autoriser l'inversion.
  • La ligne de chaîne croisée vers l'avant (crossover front drive). Dans cette configuration moins fréquente, la chaîne de liaison est toujours située à gauche, mais la chaîne de transmission relie la roue arrière au pédalier avant, au lieu du pédalier arrière.
    • Principaux avantages :
      • Le boîtier de pédalier subit moins de torsions que sur une ligne de chaîne croisée à l'arrière mais plus que sur une ligne de chaîne parallèle.
      • Le changement de vitesse fonctionne mieux dans le cas où les manettes sont placées à l'avant.
    • Principaux inconvénients :
      • Il faut toujours des pédaliers spéciaux, comme lorsque la ligne de chaîne est croisée à l'arrière.
      • La chaîne de transmission est très longue et donc plus lourde. Le ressort du tendeur du dérailleur arrière doit être assez puissant pour supporter le poids excédentaire. La tension de la chaîne peut aussi poser problème.
      • Il faut faire attention à ce que le pédalier arrière du co-pilote ne puisse pas toucher la longue chaîne de transmission.
  • Il existe une dernière solution encore plus marginale, sans chaîne de liaison mais avec deux chaînes de transmission. Elle consiste là aussi à relier le pédalier avant directement sur la roue arrière, le pédalier arrière sera également raccordé à cette roue, mais de l'autre côté.

Le réglage de la tension de la chaîne de liaison mérite une attention particulière. Il n'y a pas de dérailleur arrière qui tend automatiquement la chaîne et il n'est pas possible de tirer sur un des axes comme on le fait sur les vélos ordinaires pourvus d'un seul pignon. La solution la plus courante consiste à installer un excentrique sur l'un des boîtiers de pédalier. Cette solution pose notamment deux problèmes :

  • La boîte de pédalier doit être plus large que d'ordinaire [15].
  • Le réglage de l'excentrique peut s'avérer plutôt fastidieux si les plateaux sont ovalisés, même légèrement.

Chaîne à plaques évidées

Sur les chaînes récentes, les plaques sont parfois évidées en leur centre pour alléger la chaîne, mais aussi pour faciliter l'évacuation de la saleté lorsque la chaîne s'enroule autour des roues dentées.

Chaîne à joints toriques

Les joints toriques garantissent l'étanchéité entre le rouleau et la bague des maillons. Comme les éléments internes ne sont plus pollués par l'extérieur, la lubrification devient plus facile, moins fréquente et la durée de vie est prolongée.

Les joints toriques récents sont en acrylonitrile butadiène styrène. C'est une matière souple, résistant bien aux chocs et aux huiles minérales. Malheureusement elle ne supporte pas certains solvants et additifs qu'on retrouve dans la plupart des lubrifiants. Elle devient cassante en hiver, est altérée par le soleil et vieillit très mal est présence d'oxygène. L'extérieur de la chaîne doit donc être constamment lubrifié pour prémunir les joints toriques de tout contact avec l'air [16][17].

Une chaîne à joints toriques est donc à éviter pendant les saisons extrêmes, en été mais surtout en hiver. Elle est par contre intéressante par temps doux, lorsque la pluie est fréquente et l'environnement salissant. Son entretien est délicat : les solvants et détergents ordinaires abîment les joints et il faut éviter à tout prix de sécher la chaîne après le nettoyage car cela laisserait les joints à l'air libre, sans leur film protecteur d'huile.

Dimensions de la chaîne

Le pas (pitch) de la chaîne est identique à celui des roues dentées : c'est la distance entre les 2 rivets d'un demi-maillon. Elle est la même pour toutes les chaînes (sauf très anciennes) : d'un demi-pouce (1/2"), donc de 12…7 mm. Les rouleaux d'une chaîne moderne ont un diamètre extérieur de 5/16" soit 7,94 mm.

Largeur de chaîne

Les chaînes se différencient par leurs largeurs. Il y a deux largeurs différentes :

  1. La largeur interne correspond à la largeur du rouleau. Elle varie selon le type de vélo. Pour les cassettes de plus de 9 vitesses, elle varie suivant le modèle ou le fabricant de la chaîne. Plus le rouleau est étroit, plus la chaîne s'use rapidement.
  2. La largeur externe correspond à la longueur du rivet. Elle n'est significative que pour les cassettes de plus de 9 vitesses où elle doit être suffisamment étroite pour éviter tout frottement contre le pignon adjacent de la cassette. La valeur maximale admise varie suivant le modèle et le fabricant.
Largeurs de chaîne
Type de vélo Largeur du rouleau Longueur du rivet
Largeur interne Largeur externe
en pouce en mm en mm
Vélos anciens, certains BMX 3/16" 4,76
Tricycles et porteurs 5/32" 3,97
Sans dérailleur arrière ou jusqu'à trois pignons 1/8" 3,18
Avec dérailleur arrière, de 5 à 8 pignons 3/32" 2,38 de 6,6 à 7,8
Avec dérailleur arrière, 9 pignons ou plus 3/32" ou 11/128" ou 5/64" 2,38 ou 2,18 ou 1,98
• 9 pignons de 6,5 à 6,8
• 10 pignons de 5,88 à 6,2
• 11 pignons 5,5

Longueur de chaîne

La longueur de la chaîne dépend de la grandeur des différents composants de la transmission : les plateaux, les pignons et, le cas échéant, le tendeur du dérailleur arrière. Elle peut donc évoluer lorsqu'un de ces éléments change de taille [18].

Son calcul varie suivant le type de vélo :

  • Si le vélo est équipé d'un dérailleur arrière, la chaîne doit être suffisamment longue pour qu'on puisse accéder au grand pignon ou au grand plateau mais suffisamment courte pour la chaîne soit assez tendue lorsqu'elle est sur le petit pignon ou le petit plateau. Si la chaîne est trop courte, le changement de vitesse risque de se bloquer lorsqu'on tente d'accéder à une roue dentée plus grande. Il y a alors danger d'esquinter le dérailleur. Si la chaîne est trop longue, elle peut être insuffisamment tendue dans les plus petites combinaisons, entraînant alors divers problèmes, certes moins graves, mais tout de même gênant : saut de chaîne, chain suck et perte de rendement. Il existe plusieurs méthodes de calcul :
    • Avant d'ajuster la longueur, la méthode la plus simple consiste à faire passer la chaîne sur le grand plateau et le grand pignon mais sans passer par le dérailleur et d'ajouter la longueur d'un maillon (un pouce) [18].
    • Pour vérifier la longueur, il faut s'assurer que le passage de vitesse s'effectue correctement pour les combinaisons les plus extrêmes. La position de la chape du dérailleur est souvent significative [19] :
      • Sur petit braquet, l'angle formé depuis l'horizontale avec la ligne partant de l'axe du galet inférieur et le pivot de la chape doit être environ de 45°.
      • Sur grand braquet, l'angle formé depuis l'horizontale avec la ligne reliant les axes des 2 galets doit être environ de 90°.
  • Si la bicyclette est dépourvue de tendeur à galet (monovitesse ou vitesse dans le moyeu), la longueur doit être encore plus précise, et on est parfois contraint d'utiliser une chaîne à demi-maillons. Pour l'estimer, il faut prendre en compte ces deux éléments :
    • On doit pouvoir déchaîner lorsqu'on veut démonter la roue arrière.
    • Et il faut que la chaîne puisse être suffisamment tendue lorsqu'on remonte cette roue.
  • Si le vélo est doté d'une suspension à l'arrière, il faut d'abord trouver à quelle position la chaîne peut atteindre sa longueur maximale, habituellement lorsque la suspension est à son plus grand débattement [19].

Entretien

L'entretien de la chaîne est un des sujets qui fait le plus controverse dans le monde de la mécanique vélo. Une des raisons de ces disputes est sans doute ceci : peut-on imaginer qu'un cycliste occasionnel ne sortant son fixie que lors de ses vacances et par beau temps ait les mêmes contraintes en terme de nettoyage et de lubrification qu'un vététiste pratiquant assidûment les compétitions, été comme hiver et quelque soit le temps ? Il n'y aurait alors pas une seule bonne façon d'entretenir sa chaîne mais plusieurs manières différentes qui ont chacune leurs avantages et leurs inconvénients. C'est donc selon l'usage qu'on fait de sa bicyclette, qu'on choisira la méthode la plus appropriée. Et si vous avez un doute sur celle-ci, le mieux est sans doute d'observer, saison par saison, ce que font les mécanicien-ne-s qui pratiquent le même type de cyclisme que vous.

Il y a toutefois une règle qui reste incontournable : on ne peut lubrifier une chaîne sans l'avoir au préalable nettoyée et on ne peut nettoyer une chaîne sans ensuite la lubrifier. Pour résumer : nettoyer puis lubrifier.

Nettoyage de la chaîne

Nettoyage superficiel ou en profondeur ?

Le nettoyage d'une chaîne peut être plus ou moins profond [20][10] :

  • Un nettoyage superficiel a pour but d'enlever toute la crasse qui couvre les parties extérieures de la chaîne. C'est le préalable indispensable à toute autre opération d'entretien : il permet d'éviter que les saletés pénètrent les parties internes des maillons lors de la lubrification ou d'un lavage plus poussé. S'il est effectué correctement, il peut être répété autant de fois que nécessaire, sans risquer d'endommager la chaîne.
  • Lors d'un nettoyage approfondi, on cherchera en plus à chasser le cambouis et les particules indésirables qui se cachent à l'intérieur de la chaîne. Mais il délicat de le faire sans déloger en même temps le lubrifiant qui s'y trouve.
  • C'est pourquoi un dégraissage complet est souvent préféré. Malheureusement, l'opération peut endommager les éléments internes les plus fragiles de la chaîne et ne devrait être effectuée que dans les rares cas où elle est vraiment nécessaire, par exemple après une période de fortes averses, lorsqu'on craint la présence de sel dans les portées ou bien dans le cas où le nouveau lubrifiant serait incompatible avec l'ancien.

Quel produit pour nettoyer la chaîne ?

Habituellement, un nettoyage comporte trois étapes :

  • D'abord le nettoyage proprement dit où la saleté est taillée en pièce;
  • puis lors du rinçage, la saleté sera chassée avec l'éventuel agent nettoyant;
  • enfin, après le séchage, on s'assure qu'il ne subsiste plus du produit utilisé lors du rinçage.

Mais, suivant les produits utilisés, certaines étapes peuvent devenir inutiles :

  • Avec un dégraissant ordinaire, un détergent par exemple, le rinçage devra être effectué avec soin, de préférence en plusieurs passes. Pour ne pas abîmer les composants de la chaîne, le dégraissant choisi doit impérativement n'être ni acide ni alcalin (pH neutre) [20][21]. Un liquide pour vaisselle à la main, amphotère ou non ionique peut faire l'affaire. C'est évidemment la solution qui convient le plus à un dégraissage complet, mais on peut aussi utiliser un dégraissant lors d'un nettoyage superficiel lorsque la chaîne est particulièrement sale. Mais il faut alors s'assurer que le produit pénètre le moins possible entre les rouleaux de la chaîne. Pour rincer, certains utilisent de l'alcool, mais c'est un luxe inutile : de l'eau ordinaire, au pH neutre, peut tout à fait convenir. Elle ne risque pas de polluer le lubrifiant puisqu'il y en a plus et si un séchage rapide est immédiatement effectué les parties internes des maillons risquent peu la corrosion [22].
  • Normalement, les solvants n'exigent ni rinçage ni séchage, mais ils posent un certain nombre de problèmes :
    • Tout d'abord, ils doivent être apolaire et aprotique (donc sans pH), comme le kérosène, l'essence ou le white-spirit pour ne pas abîmer les portées de roulement.
    • Du fait de leur pouvoir dégraissant, ils doivent être utilisés dans les mêmes limites qu'un produit nettoyant ordinaire, comme décrit auparavant [23].
    • En général d'origine fossile, ils sont inflammables, leurs vapeurs sont toxiques, et ils sont nocifs pour l'environnement. On peut toutefois les utiliser plusieurs fois en les filtrant après usage avec un filtre à café ou du coton. Sinon ils ne doivent pas être jetés, ni à l'égout ni dans la nature, mais déposés en déchetterie d'où ils pourront être recyclés ou neutralisés.
    • Fortement volatils, ils sèchent rapidement, mais ce n'est pas forcément un avantage : ils peuvent laisser en s'évaporant une fine couche de vernis qui nuira aux effets recherchés d'un additif antiusure (AW), extrême pression (EP) ou d'un lubrifiant solide comme le PTFE.
    • Lubrifier immédiatement, sans attendre le séchage, peut avoir des effets encore plus néfastes : le lubrifiant sera dilué et partira trop vite à l'usage, surtout par temps pluvieux.
    • Les solvants ne sont donc pas recommandés pour une huile (comme un lubrifiant wet) mais sont par contre appropriés pour les lubrifiants "à solvant" (dry ou wax). Dans ce cas, le mieux est d'utiliser le lubrifiant final comme agent de rinçage, sans effectuer de séchage, ce qui équivaut alors à lubrifier en plusieurs passes.
  • La dernière solution consiste à utiliser tout simplement le lubrifiant lui-même comme agent de nettoyage. C'est notamment le cas avec les lubrifiants one-step ou trois-en-un qui lubrifient et nettoient en même temps. L'entretien est alors simplifié à l'extrême : une seule passe effectue tout à la fois le nettoyage, le rinçage sans séchage et la lubrification. On peut aussi utiliser un procédé similaire lorsqu'on huile la chaîne. L'huile doit alors être suffisamment fluide pour pénétrer rapidement à l'intérieur des maillons et chasser la saleté (huile de vaseline) [24]. Il est également possible d'augmenter sa fluidité en la chauffant légèrement mais le procédé est plutôt fastidieux. Une autre solution est de la diluer avec un solvant, comme un dégrippant. Dans ce cas, il faudra lubrifier en plusieurs passes, comme avec les solvants, en utilisant le lubrifiant final comme agent de rinçage.

Si vous utilisez un spray, n'oubliez pas d'y joindre un embout pour un travail plus soigneux et moins de gaspillage.

Brosse ou chiffon ?

Dans tout nettoyage, une action mécanique est aussi nécessaire pour chasser au plus vite la saleté.

  • Pour un nettoyage superficiel, le plus simple est de frotter la chaîne en utilisant
    • un chiffon propre ou tout autre tissu suffisamment rugueux (microfibre, chaussette...) [25];
    • et éventuellement, une brosse à poil souple comme un pinceau, plutôt qu'une brosse à dent, pour ôter la boue ou le sable ainsi que la crasse qui resterait coincée entre les plaques internes des maillons [20]. En aucun cas, il ne faut utiliser une brosse pour tenter de nettoyer les parties internes : ce serait d'abord vain, puisque seule une faible portion de la saleté peut ainsi être délogée [9], mais surtout dangereux puisque cela abîmerait les composants les plus fragiles.
  • Pour un nettoyage en profondeur, il faut également remuer vigoureusement les produits de nettoyage et de rinçage pour augmenter leur efficacité et mieux chasser la saleté :
    • Si la chaîne est restée sur la bicyclette, on utilise la force centrifuge en tournant le pédalier. Comme pour une lubrification, le produit devra être introduit au niveau des rouleaux sur la partie supérieure du bas de la chaîne. Grâce à la force centrifuge, il parviendra alors plus facilement à l'intérieur et sortira de l'autre côté avec la saleté, par contre, s'il est mis sur l'autre face, il sera plus rapidement chassé et n'aura pas le temps d'agir.
    • Si la chaîne est démontée, on peut la mettre avec le produit de nettoyage ou de rinçage dans un récipient muni d'un couvercle ou d'un bouchon. On pourra alors secouer vivement la chaîne dans son bain sans risquer les éclaboussures.
  • Il existe aussi des petits boîtiers munis de brosses dans lesquels on peut mettre un peu de dégraissant pour nettoyer la chaîne sans la démonter. Avant d'utiliser ces nettoyeurs de chaîne (chain scrubber en anglais), il faut d'abord s'assurer que les poils des brosses soient suffisamment souples et bien orientés de manière à ce qu'ils ne puissent pas détériorer les éléments internes des maillons, ce qui est rarement le cas.

Faut-il ouvrir la chaîne pour la nettoyer ?

Pour un nettoyage en profondeur et si la chaîne est munie d'un maillon-rapide, il peut être opportun d'ouvrir la chaîne : les produits nettoyants et le lubrifiant final pénètreront plus facilement si la chaîne est totalement détendue.

Par contre, il vaut mieux l'éviter dans les cas contraires : vous risquerez plus d'endommager la chaîne en l'ouvrant et la fermant trop souvent [2].

Nettoyer le reste de la transmission

Quelque soit la manière dont vous nettoyez votre chaîne, n'oubliez jamais de nettoyer aussi le reste de la transmission : les plateaux, les pignons et les galets du tendeur de chaîne [10].

Faut-il nettoyer les chaînes neuves ?

Les chaînes neuves sont déjà lubrifiées avec un lubrifiant de grande qualité. Une erreur commune est de dégraisser ce lubrifiant avant d'installer la chaîne, mais ce n'est surtout pas à faire. Il faut juste frotter la chaîne neuve au chiffon pour éviter qu'elle n'attire la saleté [20]. Il n'est pas nécessaire de lubrifier une chaîne neuve avant plusieurs centaines de kilomètres parcourus, sauf si c'est clairement nécessaire (chaîne sèche).

La nature du lubrifiant utilisée sur les chaînes neuves varie suivant le fabricant. Ce peut être de l'huile, de la cire ou de la graisse. En fait la graisse pourrait être le meilleur des lubrifiants pour une chaîne de vélo : elle est plus étanche, plus tenace et résiste donc mieux aux intrusions d'eau et de saleté. Malheureusement, comme il est impossible de faire pénétrer la graisse à l'intérieur d'une chaîne déjà assemblée elle ne peut être utilisée qu'une seule fois, lors de la fabrication de la chaîne.

Quelques méthodes de nettoyage

Pour nettoyer une chaîne très encrassée il existe des petits boîtiers munis de brosses dans lesquels on peut mettre un peu de solvant et faire passer la chaîne sans la démonter. Sans ce dispositif, on peut procéder comme suit:

  • Démonter la chaîne en déclipsant le maillon rapide ou avec un dérive-chaine
  • Utiliser une paire de vielles chaussettes épaisses (à jeter) et en mettre une sur chaque main
  • Tenir fermement d'une main une extrémité de la chaîne et de l'autre essuyer en serrant avec la chaussette toute la longueur de la chaîne. Répéter l'opération autant de fois que nécessaire, dans un sens puis dans l'autre en frottant bien jusqu'à ce que la chaîne soit la plus propre possible.
  • Pour finir ce nettoyage à sec, tenir dans chaque main une extrémité de la chaîne et la secouer fortement latéralement pour évacuer les saletés restées coincées entre les plaquettes.
  • Si il reste de la crasse durcie entre les maillons un nettoyage plus complet doit se faire avec du solvant :

Deux méthodes pour utiliser le moins possible de produit:

  1. Prendre un récipient large (type bac de glace 1 litre) et placer la chaîne bien lovée à plat au fond. Recouvrir la chaîne de solvant (essence F) ou autre solvant moins toxique. Juste la quantité nécessaire. Les vapeurs de l'essence F sont toxiques, replacer le couvercle du bac et laisser agir quelques minutes. Rouvrir puis décoller la crasse en frottant avec une brosse à dent. Retourner la chaine comme une crêpe pour nettoyer l'autre face. Secouer latéralement le bac pour finir le nettoyage. Sortir la chaîne et répéter les opération de nettoyage avec la paire de chaussettes comme décrit ci-dessus. Ne pas jeter le solvant, il est nocif pour l'environnement. En refermant la boite et laissant pendant une journée la crasse se déposer au fond on peut filtrer le solvant avec un filtre à café ou du coton et le réutiliser. Si on ne réutilise pas le solvant, le laisser s'évaporer en extérieur; ne pas le jeter à l'égout ni dans la nature.
  2. Prendre un flacon en plastique ou en verre (pot de confiture) qui puisse fermer hermétiquement, placer la chaîne pliée dedans remplir au 1/3 de solvant, bien refermer puis secouer quelques minutes. Avec les secousses le plus gros de la crasse sera parti et le solvant l'aura au moins imprégnée. Ressortir la chaîne et procéder au nettoyage à la chaussette comme décrit plus haut. Lorsque la chaîne est sèche et propre, ne pas oublier de faire les secousses latérales pour expulser les saletés et grains de sables restés coincés entre les plaquettes.

Une fois le nettoyage terminé, remonter la chaîne sur le vélo et bien la huiler jusqu'à ce qu'elle ne couine plus. Puis essuyer l'extérieur de la chaîne avec un chiffon (ou une chaussette propre) pour retirer tout excès d'huile.

Lubrification

Il est conseillé d'entretenir régulièrement une chaîne en la lubrifiant. Pour cela utiliser de l'huile, mais pas de graisse, en effet la graisse est trop pâteuse, elle freine le fonctionnement de la transmission et surtout elle va "accrocher" sable et autres saletés qui vont venir user prématurément tous le éléments: la chaîne, les pignons et les plateaux. Les lubrifiants-dégrippants en bombe contiennent des solvants et sont à réserver aux chaines grippées par la rouille. Leur pouvoir lubrifiant n'est pas assez durable et ils ne conviennent pas pour l'entretien normal d'une chaine en bon état. De plus on a tendance à en mettre plus à côté de la chaîne que dessus, y compris dans ses poumons en respirant l'aérosol... Les lubrifiants téflonnés sont à éviter comme ils finissent par constituer une épaisseur poisseuse sur la chaine. L'huile de vaseline est d'origine minérale (pétrole) et non biodégradable. Il existe des huiles à base végétale, beaucoup plus coûteuses mais non polluantes, spécialement conçues pour un usage sur chaîne de vélo (Green-Oil et d'autres marques) qui offrent de bonnes performances. Surtout ne pas utiliser n'importe quelle huile alimentaire, elles se dégradent rapidement et peuvent devenir terriblement poisseuses et salissantes.

Réparations

Usure de la chaîne

Durée de vie

La durée de vie d'une chaîne dépend de son usage et de son entretien. Elle peut varier entre moins de mille kilomètre (VTT en montagne, par tout temps) à une dizaine de milliers de kilomètres (chaîne haut de gamme, pas de dérailleur, carter intégral).

Allongement de la chaîne

L'allongement de la chaîne n'est pas à un étirement des plaques mais à son usure. L'usure de la chaîne s'effectue lorsqu'elle entre et sort d'une roue dentée, elle se matérialise essentiellement de 2 manières [1][26] :

  • Le rivet frotte contre la bague. Si la chaîne est dépourvue de bague, le rivet s'use contre l'épaulement intérieur de la plaque interne. L'usure est alors répartie de façon inégale le long du rivet, et celui-ci se fragilise plus rapidement. Par contre lorsqu'il y a une bague, la zone de contact entre la bague et le rivet étant plus difficile d'accès elle est souvent moins bien lubrifiée et l'usure du rivet et de la bague est alors plus rapide. C'est cette usure qui est responsable de l'allongement de la chaîne.
  • Le rouleau frotte contre la bague ou l'épaulement de la plaque interne. L'usure du rouleau, par contre, ne provoque aucun allongement.

Causes de l'usure

Les principales causes d'usure sont avant tout :

  • La saleté, lorsque des substances abrasives ou corrosives, comme le sable, la poussière, les particules métalliques, le sel ou la pluie (qui est acide) pénètrent entre les éléments des maillons [27][9].
  • Et une mauvaise lubrification (insuffisante ou inadéquate) [28][29].

Mais d'autres circonstances peuvent aussi aggraver l'usure, lorsque la chaîne est

  • soumise à de fortes charges [20],
  • mal tendue [26],
  • ou croisée trop souvent [20][26].

Par ailleurs, plus la chaîne est étroite, plus elle s'use rapidement [27]. En s'usant, les roues dentées en aluminium produisent des particules d'oxydes d'aluminium qui pourraient, elles aussi accroître l'usure. Toutefois, cette raison est fortement discutée : cette poussière serait beaucoup trop fine pour avoir un effet significatif.

Mesurer l'usure

Il y a plusieurs façons de mesurer l'usure :

  • Le plus simple est d'utiliser un comparateur d'usure de chaîne. Cette jauge possède le plus souvent deux témoins :
    • le premier indique que l'allongement est suffisant pour qu'il soit nécessaire de changer la chaîne;
    • et le second précise que si l'allongement devient trop important, les pignons voire les plateaux sont vraisemblablement trop usés et devraient eux aussi être changés.
  • On peut aussi mesurer la distance entre 2 axes, autant éloignés que possible, à l'aide d'une règle graduée et de comparer cette mesure avec la distance théorique correspondante.

Malheureusement, les deux méthodes ne permettent que des mesures imprécises [1][2] :

  • La plupart des comparateurs mesurent aussi l'usure des deux rouleaux sur lesquels vont s'appuyer les extrémités de la jauge. Or seule l'usure des rivets provoque l'allongement qu'on souhaite évaluer.
  • Lorsqu'on mesure à l'aide d'une règle, il est difficile de maintenir celle-ci avec la précision nécessaire. De plus, la mesure pouvant varier suivant le degré de tension de la chaîne, il vaut mieux que celle-ci reste sur la bicyclette. Il n'est alors plus possible de la mesurer sur toute sa longueur.

L'usure n'est pas uniforme sur toute la chaîne, il est donc préférable d'effectuer plusieurs mesures, à des endroits différents [10]. Le plus malheureux c'est que personne n'est d'accord sur les conséquences de la mesure : si la majorité des indicateurs estiment qu'avec un allongement de 0,5 % (environ 0,075 mm par demi-maillon), la chaîne devrait être remplacée certains mécanicien-ne-s le font pour un taux de 0,3 % (0,045  mm), de 0,7 % (0,1  mm), de 0,8 % (0,12  mm), voire de 1,5 % (0,23 mm). On a de même une large disparité quand il s'agit d'estimer l'usure des pignons (de 0,7 à 3 %, soit de 0,  mm).

Il existe d'autres méthodes, beaucoup moins précises mais qui permettent d'estimer rapidement l'usure, sans avoir besoin d'appareil de mesure :

  • On peut tirer sur le rivet d'un maillon enroulé autour du grand plateau. Si la chaîne est en bon état, cette action ne doit déplacer que les 2 maillons de part et d'autre de l'axe. Mais cette méthode n'est plus appropriée si la bicyclette est dépourvue de dérailleur, car elle sert alors à contrôler la tension de la chaîne.
  • On peut aussi évaluer la souplesse latérale de la chaîne ou le jeu qu'il y a entre chaque maillon. Une des façons de faire est d'étudier l'amplitude de l'arc de cercle formée par la chaîne lorsqu'on la tire sur le côté : plus la chaîne est usée, plus elle a de jeu et plus l'arc est serré. Mais il faut savoir auparavant si la chaîne est dotée ou non de bagues, puisqu'une chaîne bushingless est toujours plus flexible.

Conséquences de l'usure

Lorsque le pas de la chaîne s'allonge, il ne correspond plus parfaitement à celui des roues dentées et les rouleaux ne seront plus au fond des gorges qui séparent chaque dent. Ils seront alors plus en hauteur, en appui contre les dents des couronnes. Ils vont alors les meuler et leur donner une forme en aile de requin caractéristique, signe qu'il est urgent de changer la chaîne [30][2][1] . Dans ce cas, bien sûr, il faudra aussi remplacer les pignons ou les plateaux usés. Ce décalage nuit aussi au rendement de la transmission et peut même, lorsque l'usure est prononcée, provoquer des sauts de chaîne [7].

Faut-il changer toute la transmission lorsqu'on remplace la chaîne ?

Lorsqu'on change les pignons ou les plateaux, il est vivement recommandé de remplacer aussi la chaîne. Par contre, faut-il aussi changer les pignons et les plateaux lorsqu'on renouvelle la chaîne ? Certains mécanos utilisent des abaques, comme par exemple, "lorsqu'on a changé 4 fois la chaîne, on aura changé 2 fois les pignons et 1 fois les plateaux"; ou bien encore, "si on change 10 fois la chaîne, il faut alors changer 3 fois les pignons et 1 fois les plateaux". Mais d'autre affirment qu'il faut systématiquement changer les pignons, voire les plateaux, lorsque la chaîne est renouvelée. Pourquoi ? Est-ce parce que l'usure de la chaîne va s'accélérer quand les roues dentées sont élimées ? Non, car ce n'est pas une raison suffisante pour les remplacer : une chaîne neuve est beaucoup moins chère qu'une cassette ou qu'un pédalier.

La raison est toute autre : quand les plateaux sont trop usés la chaîne peut avoir tendance à s'enrouler au bas du plateau provoquant ce que certains adeptes de VTT craignent, un chain suck. De même, lorsque les pignons sont trop émoussés, la chaîne risque de sauter. Ces deux phénomènes sont assez similaires : ils surviennent plus facilement sur le petit pignon ou le petit plateau, quand on force sur les pédales en montée au moment du changement de vitesse ou lorsque la transmission est particulièrement encrassée. Il n'y a alors qu'un seul remède : il faut changer au plus vite les roues dentées concernées. Mais ce qu'il faut savoir c'est que lorsque la chaîne est neuve, ces problèmes vont s'aggraver. Il est donc tout à fait possible que ces pépins ne surgissent qu'au moment où la chaîne est renouvelée [31][32]. De plus, la façon dont les dents s'usent rend le diagnostic particulièrement difficile. Au début, l'usure commence par creuser les gorges entre chaque dent. Par malheur, cette érosion est d'abord imperceptible. Puis, avec le temps, les dents finissent par ressembler à des vagues, des ailerons de requin, mais, à ce moment là, il est déjà trop tard : la couronne est beaucoup trop usée !

En conséquence de quoi, après avoir installé une chaîne neuve, pour une compétition, une pratique sportive ou dangereuse et si les pignons ou les plateaux commencent à dater, il peut être opportun de les changer. Si l'usure est particulièrement visible, la question ne se pose plus : le remplacement s'impose. Dans les autres cas, le mieux est d'essayer la transmission sur un parcours difficile, en montée de préférence, et de ne remplacer les pignons ou les plateaux que si des chain suck ou des sauts de chaîne surviennent.

Montage et démontage

Pour ouvrir une chaîne, il faut chasser partiellement un axe d'un maillon à l'aide d'un dérive-chaîne. Attention à ne pas le chasser complètement, pour pouvoir le remettre en place ultérieurement il faut le laisser encore riveté sur la plaquette arrière du maillon. Si la chaîne comporte un maillon spécial attache-rapide, celui-ci peut être ôté plus facilement encore, sans dérive-chaîne. La plupart des chaînes de vélos hollandais comportent un maillon rapide, de même que les chaînes récentes de vélos de course.

Pour fermer une chaîne, on utilise de la même façon le dérive-chaîne pour remettre en place l'axe du maillon dérivé ou on replace l'attache-rapide.

Réglage de la longueur

Le réglage de la longueur est expliqué dans le chapitre Dimensions de la chaîne.

Tension de la chaîne

La chaîne doit être correctement tendue pour minimiser l'usure sur toute la transmission [9][28] :

  • Pas assez tendue, elle s'engage mal sur les pignons comme si elle était trop usée. Elle peut aussi sauter et abîmer les éléments de la transmission.
  • Trop tendue, le film lubrifiant peut être rompu augmentant alors le frottement et donc l'usure de la chaîne. Le pédalage demande aussi plus d'effort.

Pour régler la tension sur un vélo à pignon unique, il faut tirer la roue vers l'arrière pour tendre la chaîne avant de l'arrimer sur les pattes du cadre. L'opération est assez délicate, car il faut s'assurer en même temps que la roue reste bien centrée et garder la chaîne sous tension pendant qu'on resserre les écrous d'axe. Si la roue est muni d'un frein dans le moyeu, il faudra d'abord desserrer le bras de rappel. Pour vérifier la tension de la chaîne :

  • Si la chaîne n'est pas assez tendue, elle risque de dérailler lorsqu'on tire latéralement la chaîne, environ à mi-distance entre le pignon et le plateau. On peut aussi tirer sur un maillon au niveau du plateau, comme si on vérifiait l'usure de la chaîne sur un vélo doté d'un dérailleur. La chaîne n'est pas assez tendue s'il est possible d'extraire le maillon de la dent.
  • Si la chaîne est trop tendue, le pédalage deviendra pénible et elle émettra des cliquetis assez bruyants.

Sur une bicyclette dotée d'un dérailleur, la chaîne est en général suffisamment tendue. Toutefois, lorsque la chaîne se met à claquer contre les bases alors qu'elle n'est pas trop usée, il est temps de la retendre en révisant les pivots du dérailleur. La tension du pivot du haut, celui qui est monté sur la vis de fixation, permet de régler la position du galet supérieur par rapport aux pignons. Par contre, pour régler la tension de la chaîne, c'est le pivot du bas qui nous intéresse, celui qui relie le parallélogramme à la chape des galets. Le problème, c'est que les deux pivots agissent l'un contre l'autre : pour augmenter la tension du pivot inférieur, il sera d'abord nécessaire d'accroître celle du pivot supérieur. Si celui-ci est parfois pourvu d'une vis de réglage, c'est très rarement le cas sur le pivot inférieur. Il faut alors démonter le pivot à l'aide d'une vis ou d'un circlip en forme de C. La base du pivot comporte en général plusieurs trous où va s'ancrer le ressort, comme sur les tasseaux de frein. Pour régler la tension du ressort, il suffit de changer de trou. On peut aussi remplacer le ressort s'il est fatigué, ou le dérailleur entier [33].

Il existe d'autres solutions pour régler la tension de la chaîne :

  • Un galet simple. On règle la tension en faisant coulisser sa fixation sur la base du cadre.
  • Un excentrique, en général dans les boîtiers de pédalier, utilisé surtout pour régler la chaîne de liaison d'un tandem. En faisant tourner l'excentrique, on éloigne plus ou moins l'axe du pédalier de l'autre axe [15].
  • Une glissière à vis, intégrée à la patte arrière peut aussi faciliter le réglage sur un vélo monovitesse ou avec vitesse dans le moyeu. Seul ce type de tendeur peut convenir pour un pignon fixe ou un frein à rétropédalage.

Lorsqu'on fait du vélo, la chaîne est toujours plus lâche dans sa partie inférieure (slack en anglais) que dans son segment supérieur (span) où elle est tirée par le pédalage. Lorque le slack est trop important, la chaîne peut avoir tendance à rester collée quelque temps au bas du plateau. Chez les vététistes, ce phénomène, plus connu sous le terme de chain suck, révèle en général une usure trop prononcée des dents du plateau. Il peut également être provoqué par des frottements trop importants (chaîne sale ou mal lubrifiée) ou un composant endommagé (dent tordue, plateau voilé, chaîne vrillée, maillon dur) [34]. Mais un slack excessif peut aussi en être responsable, notamment lorsqu'il s'agit d'une transmission particulière : sur des vélos couchés ou porteurs, lorsque la distance entre les axes du pédalier et de la roue arrière est trop longue (un mètre ou plus) ou sur les vélos géants, lorsque la chaîne du pédalier est trop inclinée. Il faut alors ajouter un tendeur, par exemple à galet simple, pour résoudre le problème [28].

Réparer les points durs

Suite à un réglage de chaîne ou à la pose d'une chaîne avec une pince dérive-chaîne, il arrive qu il y ait un point dur entre 2 maillons d'une chaîne. Cela provoque un bruit, en particulier lorsque la chaîne passe dans le dérailleur arrière, et cela provoque aussi des sauts sur les pignons de vitesse.

Pour l'enlever, il faut repérer l'emplacement de ce point dur, puis redonner du jeu au niveau du rivet. Pour cela, mettre une goutte d'huile au niveau du rivet. Puis tenir la chaîne avec les pouces de part et d'autre du point dur, et effectuer des torsions sur la chaîne latéralement en alternant dans les 2 sens et aussi dans le sens de la longueur. Voir si le point dur a disparu sinon retordre la chaîne.

Rangement

Pour une technique de rangement des chaines dans un atelier, voir : Chaînes (Rangement)

Notes

  1. 1,0, 1,1, 1,2 et 1,3 (en) pardo.net : Chain Wear Measuring Tools (consulté le 7 juillet 2016).
  2. 2,0, 2,1, 2,2, 2,3, 2,4, 2,5 et 2,6 (en) Sheldon Brown : Chain maintenance (consulté le 25 juin 2015).
  3. (en) Park Tool : Chain Installation--Derailleur Bikes (consulté le 29 mai 2016).
  4. (en) Conservatoire National des Arts et Métiers : Bicycle by Guilmet and Meyer, 1869 (consulté le 12 juillet 2016).
  5. 5,0 et 5,1 (en) Dave's vintage bicycles : Vintage Bicycle Chain (consulté le 12 juillet 2016).
  6. (fr) Musée Auto Moto Vélo de Châtellerault : La transmission du mouvement (consulté le 18 juillet 2016).
  7. 7,0 et 7,1 (fr) Tandem noir : Chaîne (consulté le 15 août 2015).
  8. (en) The Complete Guide to Chain : Bicycle chain (consulté le 12 juillet 2016).
  9. 9,0, 9,1, 9,2 et 9,3 (en) Jobst Brandt : Chain care, wear and skipping (consulté le 4 juillet 2015).
  10. 10,0, 10,1, 10,2 et 10,3 (en) Rohloff : Assembly of derailleur chains (consulté le 20 juillet 2016).
  11. (en) Bikes Tires Direct : Chain Compatibility (consulté le 7 juillet 2016).
  12. (en) Sheldon Brown : Home-Built Tandem Bicycles (consulté le 25 juin 2015).
  13. (fr) Tandem Noir : Transmission (consulté le 15 août 2015).
  14. (en) John S. Allen : How to build up your own tandem crankset (consulté le 25 juin 2015).
  15. 15,0 et 15,1 (fr) Tandem Noir : Excentrique (consulté le 15 août 2015).
  16. (en) The Complete Guide to Chain : Sealed-roller-chain (consulté le 12 juillet 2016).
  17. (fr) Elastotech : joints toriques (consulté le 9 août 2016).
  18. 18,0 et 18,1 (en) Sheldon Brown : Derailer adjustment (consulté le 25 juin 2015).
  19. 19,0 et 19,1 "Le guide du vélo" de Mark Story, éd. E-T-A-I, 2015 (traduit par Jean-Pierre Daullac).
  20. 20,0, 20,1, 20,2, 20,3, 20,4 et 20,5 (en) KMC : Maintenance (consulté le 17 octobre 2015).
  21. (en) SRAM : Cassettes and chains (consulté le 12 juillet 2016).
  22. (en) Timken : Classic bearing damage modes (consulté le 8 septembre 2016).
  23. (en) Guide to chain : Wear of working parts (consulté le 12 juillet 2016).
  24. (en) Machinery Lubrication : Improving Chain Lubrication (consulté le 12 juillet 2016).
  25. (en) Trek Bike Store : Tech Tips Clean and Lube your Chain (consulté le 12 juillet 2016).
  26. 26,0, 26,1 et 26,2 (en) Machine Design : Getting more life from roller chain (consulté le 16 juillet 2016).
  27. 27,0 et 27,1 (en) The Complete Guide to Chain : Use in Abrasive Conditions (consulté le 16 juillet 2016).
  28. 28,0, 28,1 et 28,2 (en) Tsubaki Chain Group : Drive chains and sprockets (consulté le 16 juillet 2016).
  29. (en)(pdf) SRAM : Power Chain, instructions d'utilisation (consulté le 12 juillet 2016).
  30. Les roues dentées s'usent plus ou moins vite selon la matière (un plateau en aluminium s'usera plus vite qu'un plateau en acier), le nombre de dents (le petit pignon s'usera plus vite que le grand), et l'usure de la chaîne (qui accélère alors celle des roues dentées).
  31. Le rouleau de la chaîne a tendance à s'élever sur les dents si elle sont usées et lorsque la charge augmente. A cause de cette élévation, le pas effectif de la roue dentée augmente, créant alors un écart avec le pas de la chaîne, si celle-ci est neuve. Plus plus de détail : (en) Jonathan Levy : Chain Suck : Detailed investigations (consultée 13 août 2016).
  32. (en)(archive) Jobst Brandt : Sprocket wear (consulté le 19 août 2016).
  33. (en) Park Tool : Rear Derailleur Overhaul (consulté le 29 mai 2016).
  34. (en) Jonathan Levy : Chain Suck in a nutshell (consulté le 25 juin 2015).

Liens externes