Disque

Description

Sur un frein à disque, un disque, dénommé aussi sous l’anglicisme rotor, est fixé sur la gauche du moyeu de la roue. Un étrier, placé sur le fourreau de la fourche ou la base gauche du cadre, est muni de pistons qui vont serrer deux plaquettes contre le rotor' lorsqu’il est actionné. La puissance de freinage est transmise à l’étrier depuis le levier de frein par un câble Bowden (frein à disque mécanique) ou un circuit hydraulique (frein à disque hydraulique). Le système est inspiré de celui qui équipe les motos, mais à la différence de ces derniers, l’étrier n’est en général pas flottant mais fixe (sur un étrier flottant l’étrier se centre automatiquement lors du freinage).

Variantes

Matériau

La plupart des disques sont en acier inoxydable. On peut aussi y rencontrer de l’aluminium sous deux formes :

• l’étoile qui relie la couronne au moyeu peut être en aluminium, on parle alors de disque flottant ou semi-flottant ;
• une couche en aluminium est prise en sandwich entre deux couches d’aciers, le disque est en général plus épais et nécessite un étrier adapté.

Lors d’un dévoilage de disque, son élasticité est difficilement prévisible. Elle peut aussi varier selon la qualité de l’alliage inox ou les chauffes subies lors des freinages.

Diamètre

Le diamètre du disque a une influence sur les performances du frein : plus il est grand, plus le freinage est puissant et mieux il résiste à la surchauffe. On rencontre donc souvent des diamètres plus importants à l’avant. Les diamètres de 140, 160, 180 et 203 mm sont les plus courants, mais il existe d’autres diamètres exotiques.

Diamètres des disques

Diamètre	Norme	Marque
140 mm	standard
145 mm	obsolète	Hope
150 mm	obsolète
160 mm	standard
165 mm	obsolète	Avid, Grimeca, Hope
170 mm	obsolète	Shimano
180 mm	standard
183 mm	obsolète
185 mm	obsolète	Avid, Formula, Grimeca, Hope
190 mm	obsolète	Magura
200 mm	obsolète	Avid, Grimeca
203 mm	standard
205 mm	obsolète	Formula, Hope
210 mm	obsolète	Magura
220 mm	standard
225 mm	obsolète

• Pour monter un disque d’un diamètre plus grand, il faudra rajouter un adaptateur pour réhausser l’étrier.
• Pour monter un disque ayant un diamètre exotique (185 mm par exemple), on peut utiliser un adaptateur dédié (si on le trouve) ou rajouter des rondelles entre les tasseaux ou l’adaptateur et l’étrier.

Largeur

Les disques n’ayant pas tous la même largeur, il faut s’assurer que cette largeur est compatible avec l’étrier.

Largeurs courantes des disques

Marque	Largeur
ou modèle	neuf	usé
Formula	1,8 mm	1,5 mm
Hope	1,8 mm	1,4 mm
Magura	2,0 mm	1,8 mm
Shimano	1,8 mm	1,5 mm
SRAM/Avid sauf HS2	1,85 mm	1,55 mm
SRAM HS2	2,00 mm	1,7 mm
Tektro	1,8 mm	1,5 mm
TRP	1,8 mm	1,5 mm

Fixation

• 

  Disque de frein : A) Fixation standard IS (ou 6 points), B) Fixation centerlock

• 

  Outils et contre-écrou pour disque centerlock

Le moyeu doit être équipé d’un système de fixation pour y rattacher le disque. Il y a deux types de fixations :

• Le Standard International (IS ou six points) comporte 6 vis en général Torx™ de 25 (6 bolt rotor), parfois BTR™ pour maintenir le disque. Mais il a existé des fixations avec moins de vis et certains moyeux à vitesses intégrées exigent encore des fixations spécifiques. Le BCD (Bold Circle Diameter) est aussi normalisé à 44 mm. Le sens de montage peut être indiqué à l’aide de flèches ou de numéros. En leur absence, le montage se fera en étoile. Ne jamais graisser les vis, mettre plutôt du frein filet bleu. Attention les débutants serrent souvent trop fort ces vis au risque de bousiller leurs têtes : le couple de serrage dépasse rarement 5 Nm. Les disques sont parfois livrés avec des rondelles anti-desserrage. En général, chaque rondelle est prévue pour 2 vis. La rondelle doit être placée sur la bonne face pour être efficace.
• Avec le centerlock™ de Shimano®, le disque est maintenu par un écrou de serrage cannelé. Il y a plusieurs modèles, les encoches de l’écrou pouvant être placées vers l’intérieur (se manipule avec un démonte cassette) ou vers l’extérieur (outil pour cuvette externe de boîtier de pédalier de type Hollowtech II). L’écrou doit être vissé sans graisse ni frein filet et serré très fort (plus de 40 Nm), à peu près au même couple de serrage que le contre-écrou d’une cassette.

Il existe des adaptateurs pour monter des disques 6 points sur un moyeu conçu pour du centerlock, mais pas l’inverse.

Réparations

Usure

Un disque trop usé risque de rompre au premier freinage important. Il peut aussi générer un grippage voire une fuite dans l’étrier, le piston sortant trop de l’étrier lorsqu’il va frotter contre le disque. On peut tester l’usure de plusieurs façons :

• En mesurant l’épaisseur de la surface de freinage. Si l’épaisseur se rapproche dangereusement de la limite d’usure (en général 1,5 mm), on remplace. La mesure n’est pas simple à faire, prendre plusieurs mesures. Attention, sur certains disques l’épaisseur minimale est plus importante, elle est en général indiquée sur le disque. La mesure peut se faire de deux façons :
  • Un pied à coulisse donnera toujours un résultat supérieur à l’épaisseur réelle, la surface de freinage se creusant avec le temps, elle devient concave. Le pied à coulisse ne donnera que l’épaisseur de la partie périphérique, plus épaisse que la partie médiane. Pour compenser cette imprécision, il est donc recommandé de mesurer aux endroits où un décrochement permet de se rapprocher de la partie médiane et de prendre 3 ou 4 mesures à différents points du disque.
  • Seul le micromètre (ou Palmer) permet une mesure précise de l’épaisseur du disque.
• En faisant riper la pointe d’un poinçon ou d’une lame de tournevis plat sur la surface de freinage, de l’extérieur vers l’intérieur. Si on sent un décrochement, le disque est trop usé.
• En plaçant un réglet sur la surface de freinage dans l’axe radial disque pour évaluer la concavité du disque. Plus le disque est usé, plus il est creusé, plus il est concave.

Frein qui couine

Voici les causes courante d’un frein à disque bruyant :

• Pollution du disque ou des plaquettes. Le freinage est affaibli. En cas de pollution importante, on aura un couinement clair et net.
  • En cas de pluie par exemple le disque couine, c’est tout à fait normal. Après quelques freinages l’eau sera évaporée et le disque ne couinera plus.
  • Par contre si le disque est pollué par un corps gras, ce dernier finira par atteindre les plaquettes. La garniture est spongieuse et finira par absorber toute la matière grasse. La plaquette glissera alors sur le disque sans accroche suffisante et le freinage sera merdique. Si la pollution est très récente, il est parfois possible de remettre la plaquette à neuf en la nettoyant au papier de verre. Sinon il faudra remplacer les plaquettes et nettoyer le disque très soigneusement. Si la pollution persiste malgré tout, remplacer le disque et les plaquettes. Les cas classiques de pollution grasse sont le nettoyage du vélo style Kärcher, une fuite dans le circuit hydraulique et un nettoyage insuffisant après une purge.
  • Le disque peut aussi être pollué par de la poussière sèche, la limaille générée par les frottements des plaquettes contre le disque par exemple. Cette pollution diminue elle aussi le freinage mais le nettoyage du disque suffit en général à résoudre le problème.
• Jeu ou mauvais serrage. Le bruit s’apparente alors plus à un raclement qu’à un véritable couinement.
  • Problème dans la roue : jeu dans le moyeu, roue mal fixée ou rayons trop détendus.
  • Problème dans la fixation de l’étrier frein : étrier mal serré. Penser aussi à vérifier le bon état des rondelles, des vis et de l’adaptateur.
  • Problème dans le disque : disque mal serré en général.
  • Problème dans les tasseaux. Un peu de peinture trainant sur la surface des tasseaux peut par exemple provoquer des freinages bruyants.
  • Cadre fissuré.
• Un bruit de tôle (forte déviation) ou un chuintement (déviation légère) signale un étrier mal centré ou un disque voilé.
• Le bruit peut aussi provenir des plaquettes même si elles ne sont pas polluées.
  • Les plaquettes à garniture métallique sont plus bruyantes que celles à garniture organique.
  • Les plaquettes peuvent aussi être mal ajustées ou trop usées. Vérifier si les plaquettes sont bien montées correctement et que le support de la plaquette n’entre pas en contact avec le disque. Cela s’accompagne en général de frottements importants gênant la libre rotation de la roue.
  • Enfin si la garniture des plaquettes à changé et que le disque n’a pas été remplacé, ce dernier aura encore de l’ancienne garniture collée à sa surface. Si ce problème s’apparente à une pollution, le nettoyage du disque ne sert pas à grand chose. La seule solution est de remplacer le disque.

Parfois la cause de ces bruits est difficile à déterminer. Il existe un produit appelé Brake silencer. Il est très polluant et très efficace. Par contre ce produit ne supprime que le bruit. Ne l’utiliser que si le freinage reste optimal et que les dangers potentiels (jeu et mauvais serrage par exemple) sont bien absents.

Nettoyage

Toute saleté déposée sur le disque finira par polluer les plaquettes. Toute trace de gras doit donc être nettoyée au plus vite. Les disques se nettoient avec des produits ne laissant aucune trace après évaporation : acétone ou alcool isopropylique.

Si les freins couinent encore alors qu’on a vérifié les serrages (roue sans jeu et bien serrée, rayons bien tendus, disque serré, étrier serré, plaquettes en position correcte), remplacé les plaquettes et nettoyé le disque, remplacer aussi le disque.

Remplacement

On remplace le disque lorsqu’il est trop usé, trop voilé (gondolé) ou si les freins persistent à couiner. On peut aussi le remplacer pour changer de diamètre (s’il est possible de trouver un adaptateur pour mettre l’étrier de frein à la bonne position) ou de matériau (attention, les disques bi-matière sont plus épais et nécessitent un étrier adapté).

Certains disques n’admettent qu’un seul type de garniture de plaquettes. Cette limitation est en général indiquée sur le disque (« resin only » par exemple). Il est recommandé de remplacer systématiquement les plaquettes lors d’un changement de disque.

Une flèche indique en général le sens de montage du disque.

• Les vis pour disques 6 points se montent en étoile pour ne pas voiler le disque pendant le montage. Il faut parfois rajouter des sortes de rondelles allongées conçues pour sécuriser le montage. Ne jamais graisser les vis avant montage pour ne pas polluer les surfaces de freinage. Remettre plutôt du frein filet moyen (bleu) si besoin. Serrer sans excès, le couple de serrage dépasse rarement 5 Nm.
• Les disques centerlock se serrent comme une cassette de roue arrière, avec un couple supérieur à 40 Nm, sans graisse ni frein filet.

Il est préférable de remplacer aussi les plaquettes lorsqu’un disque neuf est monté. Comme pour le remplacement des plaquettes, prévoir éventuellement une purge du circuit hydraulique après le montage du disque (et avant de remettre la roue) si le liquide est du DOT.

Rodage

Un nouveau disque doit être rodé. La garniture des plaquettes ira se coller au disque améliorant ainsi son accroche. Le rodage doit s’effectuer sur terrain plat par temps sec en freinant avec puissance mais sans bloquer la roue. Commencer d’abord à vitesse modéré une dizaine de fois, puis à vitesse plus élevée une vingtaine de fois. Tester ensuite la qualité du rodage : la roue arrière doit se soulèver pour le frein avant, et le vélo doit déraper pour le frein arrière.

Réemploi

• Démontage du disque : ranger les disques à l’abri de tout corps gras et de la poussière.
• Récupération des composants du disque : ne récupérer que les vis et contre-écrous (centerlock) en bon état. Vérifier les empreintes étoiles (Torx™) qui s’abîment facilement. La visserie est en général livrée avec les disques neufs. Penser à récupérer des pièces plus rares, comme les adaptateurs centerlock, pour disque au diamètre exotique ou pour étrier à entraxe obsolète, ou bien les aimants de capteur de VAE.
• Montage d’un disque récupéré : nettoyer soigneusement le disque avant ou après montage. Prévoir une purge du circuit hydraulique, systématiquement pour du DOT, au besoin pour du minéral.