Bille

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Description

Les billes sont des boules métalliques utilisées dans de nombreuses parties du vélo. Elles répondent à une demande d'articulation solide entre deux pièces en limitant la friction.

Dimensions & Qualité

Les dimensions usuelles des billes (que l'on retrouve sur les règles à rayons) sont de :

  • 3,175mm (1/8in) : Cassette
  • 3,969mm (5/32in) : Jeu de direction et Pédales
  • 4,762mm (3/16in) : Moyeu de roue avant (Généralement 10 billes de chaque côté) et certains Jeu de direction
  • 5,556mm (7/32in) : Moyeux spécifiques dont les Campagnolo Record
  • 6,35mm (1/4in) : Moyeu de roue arrière (Généralement 9 billes de chaque côté) et Boîtiers de Pédalier (Généralement 11 billes de chaque côté)

Un paramètre important des billes est leur qualité de fabrication. Indiqué par un indice G (selon certaines échelles) et allant de 3 à 2000, le nombre renseigne sur les critères de précisions de la fabrication. Une unité est égale à 30µm et l'indice définit l'écart maximal de dimension par rapport à la taille de référence. De multiples imperfections sont possibles, que ce soit la surface des billes, la circularité ou homogénéité. Plus G est faible, plus la bille est proche d'une boule parfaite. Cependant cela entraine un coût supérieur pour le producteur. Étant donné la souplesse des pièces du vélo, on considère qu'un indice G25 (correspondant à un écart de ±0,0025mm) est un bon compromis entre coût et performance. La précision liée au lot de production implique des variations qui restent négligeables pour une utilisation courante. Il est néanmoins déconseillé de mélanger des billes venant de différent lots et plusieurs niveaux d'usure. Il est d'usage chez des vélocistes de remplacer l'intégralité des billes lors d'un remplacement, pour une utilisation non compétitive alors l'entretien peut être plus souple.

Dureté

Les billes peuvent être classées en différentes catégories selon leur dureté mesurée par la méthode HRC de Rockwell. Une bille classique en acier aura un indice compris entre 40 et 70, mais il existe également des billes en matériaux tels que la céramique qui ont des indices différents. L'indice optimal serait dans la gamme de 55 à 65 HRC. Un indice trop faible s'usera plus rapidement à l'usage et risque d’entraîner des jeu entre les pièces qui s'useront également plus vite. À l'inverse, une bille trop dure à indice élevé endommagera les pièces l'entourant plus molles. Il est conseillé de choisir une dureté plus faible que trop élevée, le coût des billes et leur remplacement étant plus faible que celui d'autres pièces.

Types

Les billes sont intégrées aux pièces selon différents assemblages avec des avantages et inconvénients.

Coupe et Cône

Le type le plus courant de roulement, composé d'une coupelle et d'un cône compressant les billes. L'avantage principal étant la simplicité de l'assemblage, l'entretien est facile puisque nécessitant uniquement de dévisser le cône pour graisser les billes. Fonctionnellement, c'est une référence pour son coût, la distribution de charge (radiale et axiale) ainsi que la faible friction. Le seul inconvénient étant que ce montage nécessite un entretien régulier (généralement annuel) pour éviter les dommages liés à l'usure des billes qui se transmettront aux autres pièces. On observe parfois des cages à bille. Cela ajoute une forme de complexité à l'assemblage ainsi qu'une diminution en termes de performances et de durée de vie. Les avantages principaux seraient avant tout pour les constructeurs qui utilisent moins de billes et peuvent automatiser l'assemblage.

Cartouche

Modèles plus récents où les billes sont comprises entre deux anneaux, fermés par des joints. Leur coût de production est inférieur qu'un système de coupe et cône, ils sont également plus simples à régler puisque permettent d'éviter à avoir à ajuster la compression des billes. L'entretien est cependant plus contraignant, les billes étant scellées dans les anneaux il sera complexe de les nettoyer et les regraisser. En cas de remplacement, c'est l'ensemble qu'il faudra changer plutôt que des billes isolément. De part sa structure, ce système est généralement moins tolérant aux stress axiaux générés lors du pédalage.

Cylindres

Un modèle plus ancien de billes parfois encore retrouvé dans les jeux de direction ou les pédales sont sous la forme de cylindre. Leur surface de contact plus élevée leur confère une meilleure capacité de charge contre une friction accrue. Cela peut être désiré notamment dans la direction, pour limiter le phénomène de guidonnage.

Entretien

( À compléter)