Dérailleur
Dérailleurs arrière
Le dérailleur arrière sert à faire passer la chaîne de pignon en pignon sur la roue libre pour changer de développement et adapter son effort au profil de la route. Le développement est la distance parcourue par le vélo lorsqu'on fait un tour de pédalier complet. En côte on réduit le développement grâce au dérailleur arrière en positionnant la chaîne sur un pignon plus grand, en descente on l'augmente en passant sur un pignon plus petit. La gamme de développement peut être encore largement élargie grâce à l'utilisation d'un dérailleur avant en plus du dérailleur arrière.
Voilà un site "pépite" de documents historiques, très riche en volume, sur les dérailleurs arrières : disraeligears.co.uk
-
L'ancêtre du dérailleur, le rétrodirect -
Dérailleur électronique sans fil AXS de SRAM
Régler un dérailleur arrière
Différentes fixations au cadre
- Pattes de cadre réglables
- Patte de cadre-écrou
- Dérailleur avec vis intégrée
- Dérailleur avec patte et vis à ergot
Fonctionnement
Une maquette de dérailleur arrière a été réalisée lors de la formation Transmission & Réemplois. Elle permet de comprendre comment fonctionne le dérailleur en simplifiant et grossissant les pièces qui le composent et en explicitant leurs fonctions. Le dérailleur est en fait basé sur un parallélogramme, dont une des caractéristiques est que les cotés opposés restent parallèle lorsque les diagonales(ressort et câble) varient de longueur. 2 butées permettent de limiter l'amplitude de mouvement du dérailleur, afin qu'il ne coince pas la chaîne entre le cadre et le petit pignon (pour la butée basse) ou entre les rayon et le grand pignon (pour la butée haute). Le dérailleur arrière a une fonction de plus que le dérailleur avant : il doit maintenir la chaine tendu. Pour cela, il possède un ressort(en marron sur la maquette) qui vient mettre en mouvement la chape portant les galets. Le dérailleur avant actionne la partie de la chaîne qui est tendue par le pédalage, ce qui induit de plus grandes forces en jeu. Dans un système indexé, c'est le réglage de la tension du câble qui permet que les crans du sélecteur de vitesses placent le dérailleur arrière dans le même plan que chaque pignon.
<video type="youtube" id="sb7pDSKiHh8" width="400" height="300" position="left" desc="Vidéo de fonctionnement de la maquette de dérailleur arrière."/>
<video type="youtube" id="nzA5C0Ck2vc" width="400" height="300" position="right" desc="Focus sur les butées haute et basse"/>
 |
 |
 |
 |
 |
 |
 |
 |
 |
Dérailleurs avant
Le dérailleur avant sert à faire passer la chaîne de plateau en plateau sur le pédalier pour changer de développement et adapter son effort au profil de la route. Le développement est la distance parcourue par le vélo lorsqu'on fait un tour de pédalier complet. En côte on réduit le développement grâce au dérailleur avant en positionnant la chaîne sur un plateau plus petit, en descente on l'augmente en passant sur un plateau plus grand.
La grande majorité des dérailleurs avant se montent sur le tube de selle au moyen d'un collier de montage. Suivant le diamètre du tube de selle, les colliers présentent différentes mesures :
- 1 1/8" (28.6 mm) : traditionnel sur les cadres en acier.
- 1 1/4" (31.8 mm)
- 1 3/8" (34.9 mm)
Il existe aussi des dérailleurs qui se fixent par serrage entre la boîte de pédalier et la cuvette de jeu de pédalier. La version Shimano s'appelle E-Type (voir la photo plus bas). Ce type de montage n'existe plus aujourd'hui.
Son évolution, utilisé sur des cadres VTT en alu suspendu, est la technologie "Direct Mount" (bas, milieu ou haut) : le dérailleur se fixe alors directement sur le cadre. L'appellation Type € est toujours utilisée pour le Direct Mount bas.
Il existe aussi des dérailleurs qui se monte au moyen d'une patte à braser sur des cadres spécifiques. On ne trouve cela que sur des cadres de course.
Régler un dérailleur avant
Différents types de dérailleurs avant
- Dérailleur avant double plateau
- Dérailleur triple double plateau
Indexation
Auparavant les changement de vitesse étaient à friction, c'est-à-dire qu'on devait placer la manette au jugé, au bon endroit pour que le dérailleur positionne la chaîne sur ou sous la bonne roue dentée. En 1985, Shimano invente le changement de vitesse indexé. La manette comporte alors des crans. Pour chaque cran, le dérailleur est positionné sur le bon pignon. Le changement de vitesse est alors plus précis et plus rapide. Ce système est rapidement adopté par les autres fabricants et équipe rapidement tous les dérailleurs arrières. Par contre beaucoup de dérailleurs avant restent encore à friction. Le changement de vitesse indexé exige par contre la bonne compatibilité entre les différents éléments de la transmission : manette, dérailleur, pignons à l'arrière, plateaux à l'avant, chaîne, câble et gaine.
Voyons d'abord le cas du dérailleur arrière qui pose le plus problème :
Tirage de câble
Pour chaque cran sur la manette, le câble sera tiré d'une longueur précise. Cette longueur varie suivant le nombre de vitesses, le fabricant, parfois le modèle ou l'usage (VTT ou route) du système de vitesse. Par exemple sur une manette Shimano classique de 8 vitesses le tirage du câble sera de 2,8 mm pour chaque crans, alors qu'il sera de 2,5 mm sur le Dura-Ace (de Shimano), de 4,3 mm sur une manette SRAM 1:1, de 2,8 mm sur une manette SRAM 2:1 (compatible Shimano) et de 3,5 mm sur une manette Campagnolo. Autre exemple, les manettes anciennes de Campagnolo pour 9 vitesses auront un tirage de 3,2 mm mais le tirage passera à 3,0 mm à partir de 2001. Le diamètre du câble, s'il n'est pas adéquat peut aussi fausser le tirage effectif du câble.
Nombre de vitesses arrières
En fonction du nombre de vitesses à l'arrière, du fabricant et parfois du modèle, les roues dentées seront plus ou moins espacées entre elles. Par exemple, sur la plupart des roue-libre de 5 ou 6 vitesses, chaque pignon est espacé de 5,5 mm alors que l'espacement passe à 5 mm pour 7 vitesses. À partir de 8 vitesses, cela se complique, Campagnolo reste à 5 mm alors que Shimano passe à 4,8 mm et cela diminue encore au fur à mesure que le nombre de pignons augmente. En général, seul Campagnolo fait bande à part, les autres fabricant restant dans les mêmes grandeurs que Shimano.
Ratio du dérailleur
Chaque dérailleur a un ratio qui détermine de combien la chape devra être déplacée pour qu'elle se positionne exactement sous les pignons de la roue-libre ou de la cassette. Pour que l'ensemble manette × dérailleur × pignons fonctionne, on doit avoir la correspondance suivante :
Espacement entre les pignons = tirage de câble de la manette × ratio du dérailleur
Traditionnellement, on distingue deux types de ratio : 1:1 pour les dérailleurs SRAM compatibles SRAM qui est plutôt de 1,1 et 2:1 pour les dérailleurs Shimano qui est plutôt de 1,7 mm. Le ratio Campagnolo se situe en général entre les deux avec 1,5 mm. Évidemment cela se complique parfois un peu, le ratio pouvant aussi varier suivant le nombre de vitesse ou la pratique : le ratio chez Shimano pour 10 vitesses sera par exemple de 1,7 mm sur les routes anciens, de 1,4 mm sur les routes à partir de 2015 et de 1,2 mm sur les VTT.
Autres problèmes de compatibilité
- À partir de 9 vitesses la largeur extérieure de la chaîne diminue pour éviter qu'elle n'aille frotter contre le pignon supérieur. Lorsque la chaîne est trop fine elle peut se coincer entre les plateaux à l'avant. La distance entre les plateaux diminue donc été diminué. L'indexation du dérailleur avant pourra donc varier suivant le nombre de vitesses à l'arrière.
Limite des dérailleurs
Nombre de vitesses
Capacité des dérailleurs
Étagement
C'est la différence en nombre de dents entre deux roues dentées adjacentes. Lorsque l'étagement est trop important, un dérailleur risque de ne pas pouvoir monter la chaîne suffisamment pour atteindre la roue dentée supérieure.
La capacité d'une transmission intègre le nombre de vitesses au cumul des étagements des roues dentées.
Il faut distinguer la capacité de la transmission de celle du dérailleur. La capacité d'un dérailleur doit être supérieure ou égale à la capacité de la transmission pour que le dérailleur puisse fonctionner correctement.
Capacité arrière
C'est la différence entre le nombre de dents du plus grand pignon et celui du plus petit.
Capacité arrière = nombre de dents du grand pignon - nombre de dents du petit pignon
- La capacité arrière est un critère de choix du dérailleur avant. Plus la capacité est importante, plus la longueur de la fourchette doit être assez longue. Si la capacité arrière est trop grande et que la fourchette est trop courte, la chaîne ira frotter contre la butée arrière de la fourchette lorsque la chaîne descendra sur les plus petits pignons. À l'inverse, si la fourchette est trop longue, elle peut buter contre le haut de la base arrière lorsque le dérailleur avant sera détendu, positionné sur le petit pignon.
- Le dérailleur arrière doit avoir un parallélogramme suffisamment long lorsque la capacité arrière est importante. En général cette donnée est intégrée dans les deux limites courantes utilisées lors du choix d'un dérailleur arrière : la capacité totale et le taille du grand pignon.
Capacité avant
C'est la différente entre le nombre dents du plus grand plateau et celui du plus petit.
Capacité avant = nombre de dents du grand plateau - nombre de dents du petit plateau.
- La capacité avant est un critère qui peut intervenir dans le choix du dérailleur avant. Plus la capacité est importante, plus l'étagement entre les deux plaquettes de la fourchette doit être suffisant. Plus exactement il s'agit de la différence de hauteur entre le haut de la plaquette extérieure de la fourchette et le bas de la plaquette intérieure. Difficilement mesurable donc. De plus le parallélogramme doit être suffisamment long pour descendre jusqu'au petit plateau, surtout quand celui-ci a peu de dents. Pas facile à mesurer non plus.
- La capacité avant n'intervient pas directement lors du choix du dérailleur arrière. Mais cette donnée est intégrée dans la capacité totale qui lui l'est.
Capacité totale
C'est la somme de la capacité avant et arrière.
Capacité totale = capacité avant + capacité arrière
- La capacité totale est un critère de choix du dérailleur arrière. Plus la capacité est importante, plus la longueur de la chape doit être assez longue. Si la capacité totale est trop grande et que la chape est trop courte, la chaîne pourrait être trop courte lorsque les vitesses sont croisées vers l'intérieur à l'arrière (grand pignon et grand plateau), la chaîne ou le dérailleur pourrait casser; et la chaîne pourrait être trop détendue les vitesses sont croisées vers l'extérieur à l'arrière (petit pignon et petit plateau) et un déraillement est alors à craindre. À l'inverse, si la chape est trop longue, le passage de vitesse sera moins fluide et le risque d'abîmer le dérailleur sera plus grand en cas d'accident.
- Pour simplifier, la capacité totale est aussi souvent exprimée lors du choix du dérailleur avant.
Exemple de capacité
Chaque dérailleur possède sa propre capacité.
Pour le dérailleur avant, c'est la différence maximale de dents entre le plus grand et le plus petit plateau.
Par exemple, le dérailleur avant Shimano Tiagra FD-4700 (double plateau) indique une capacité de 16 dents. Cela veut dire qu'il est dimensionné par exemple pour un double plateau compact de 34-50 (petit plateau de 34 dents et grand plateau de 50 dents).
On ne pourrait par exemple pas installer un plateau de 28 dents et un grand plateau de 50 dents (encore faut-il qu'un pédalier le permette) puisque la différence est de 22 dents, donc au delà de la capacité du dérailleur.
Pour le dérailleur arrière, on parle de capacité totale dans la mesure où le dérailleur arrière absorbe non seulement la différence de nombre de dents entre le plus petit et le plus grand pignon mais également les différences de longueur effective de chaîne.
Pour reprendre l'exemple du Tiagra de la même gamme, le RD-4700 annonce une capacité max de 39 dents en double plateau et 41 dents. Admettons que la différence du nombre de dents à l'avant soit de 16 dents dans la cas d'un double-plateau 34-50. On peut avoir une différence de 23 dents sur la cassette. Soit, avec un petit pignon de 11 dents, un grand pignon de 34 dents.
Récapitulatif :
Capacité totale = différence max denture pédalier + différence max denture cassette
Capacité totale = (50 - 34) + (34 - 11) = 16 + 23 = 39.
Nombre dents de la plus grande roue dentée
Les dérailleurs sont aussi optimisés pour une taille donnée de la plus grande roue dentée. Si le grand pignon ou le grand plateau ont moins de dents que prévu, cela pose rarement problème, sauf cas extrêmes. Par contre, il est souvent impossible de régler un dérailleur pour que la chaîne puisse passer sur la plus grosse roue dentée si celle-ci comporte plus de dents que le maximum prévu.
- Pour un dérailleur avant, la courbe de la fourchette doit épouser la courbe du grand plateau. Plus exactement la courbe de la plaquette extérieure. Si la courbe de la fourchette est plus ample, cela ne pose en général pas problème à condition que la partie la plus éloignée de la couronne soit à l'arrière de la fourchette. L'angle du tube de selle a donc une influence sur la compatibilité d'un dérailleur avant. On peut s'attendre donc à des problèmes si on monte un dérailleur avant adapté à vélo de tourisme (tube de selle partant plus vers l'arrière) sur un cadre conçu pour un usage plus sportif (tube de selle plus redressé), même si la taille maximale du grand plateau n'est pas dépassée.
- Pour un dérailleur arrière, le galet supérieur pourrait cogner sur le grand pignon si celui-ci comporte plus de dents que le maximum nominal du dérailleur. Cela peut aussi arriver sur un dérailleur compatible si la vis d'englobé n'est pas suffisamment serrée. À l'inverse, si la vis d'englobé est trop serrée, le galet supérieur sera trop éloigné des pignons, et la chaîne aura tendance à sauter sur le pignon inférieur lors d'un passage à une vitesse supérieure. Mais cela dépends aussi de la patte de dérailleur. Les pattes de dérailleurs en effet ne sont pas toutes identiques. Certaines sont plus courtes (le maximum effectif du dérailleur sera alors faible que le nominale), et d'autres plus longues (il devrait alors être possible de monter un pignon ayant plus de dents que le maximum du dérailleur). La longueur de la patte varie en général entre 24 et 30 mm, depuis l'axe de la roue jusqu'au trou de fixation du dérailleur. L'angle de la butée en épaulement de la patte de dérailleur peut aussi varier entre 25° et 35° (sauf pattes Huret), sur la verticale passant par le trou de fixation du dérailleur. L'angle est en général plus important quand la patte est courte pour augmenter le maximum de dents possible et plus faible quand la patte est longue. Si l'angle est trop important, on peut limer l'épaulement de la butée. Mettre une vis d'englobé plus longue dans le cas inverse.
Voici une méthode pour vérifier si le maximum de dents du grand pignon a été dépassé sur votre dérailleur arrière :
- S'il n'est pas possible d'accéder au grand pignon, alors que tout le reste est correct (patte droite, vis de butée suffisamment desserrée, indexation bien réglée ou câble suffisamment tendu), le nombre maximal de dents du dérailleur a certainement été dépassé.
- S'il est possible d'accéder au grand pignon, resserrer alors la vis d'englobé jusqu'à butée si présente. Si le galet supérieur du dérailleur cogne contre les dents du grand pignon lorsqu'on rétropédale, le nombre maximal de dents du dérailleur a été dépassé.