Chaîne

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 que 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  :

• 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 en anglais). Ils sont frettées 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 si 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. Cet épaulement a la même fonction que la bague.
• 2 bagues lorsque la chaîne n'est pas bushingless, appelées aussi douilles ou manchons (bushing en anglais). Elles sont frettées aux plaques internes, s'interposent entre les rouleaux et les rivets et protègent ces derniers d'une usure trop rapide.
• 2 rouleaux (roller en anglais). Ils roulent au contact des roues dentées des pignons ou des plateaux.

Il existe aussi des demi-maillons qui jouent à la fois le rôle de plaque externe sur un des rivet 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 .

Variantes

Histoire de la chaîne

La première bicyclette à chaîne fut inventée en 1869 par Guilmet et Meyer . 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 .

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 XVI^e siècle. L'ajout de rouleaux lubrifiés a pu diminuer l'usure en diminuant considérablement les frottements .

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 fut 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 .

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 deux bagues entourées de 2 rouleaux .

Dans les années 1980, Sedis conçoit des chaîne 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 devient plus fréquent : 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 .

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  :

• 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, un traitement de surface rend les plaques 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 indiqué 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  :
  • SRAM et Shimano sont compatibles jusqu'à 10 vitesses mais pas pour 11 pignons.
  • Campagnolo n'est pas compatibles 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. A 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 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. Les éléments internes ne sont plus pollués par l'extérieur et la lubrification devient plus facile, moins fréquente et la durée de vie est prolongée.

Les joints toriques 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 lubrifiée pour prémunir les joints toriques de tout contact avec l'air .

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 : 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 12,7mm. Les rouleaux d'une chaîne moderne ont un diamètre extérieur de 5/16" soit 7,94mm.

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

Réparations

Entretien

Usure de la chaîne

La durée de vie d'une chaîne est de plusieurs milliers de kilomètres. Contrairement aux idées reçues, la chaîne ne s'allonge pas en vieillissant mais les galets cylindriques qui pivotent entre les maillons s'usent avec les frottements, de même que les pignons de la cassette (les plateaux également si ils sont en alliage d'aluminium). Si la chaîne est trop usée, ou si la cassette est trop usée, même avec une chaîne en bon état, cette dernière risque de « sauter » lorsqu'on pédale fort. Il est donc recommandé de porter une attention commune à ces deux pièces et on conseille généralement de les remplacer en même temps. Plus la chaîne est étroite, plus elle s'use rapidement.

Pour évaluer l'usure de la chaîne, on utilise un comparateur d'usure de chaîne qui permet de vérifier si les galets ont perdu trop d'épaisseur. Pour démonter la chaîne, on utilise un dérive-chaîne, sauf si elle comporte un maillon-rapide qui permet en principe de l'ouvrir sans outil spécial.

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.

Les chaînes neuves sont déjà lubrifiées avec un lubrifiant de grande qualité (de l'huile spéciale chauffée à haute température) qui est conçu pour que tous les éléments de la chaîne se déplacent correctement. Ce lubrifiant est d'une qualité autrement supérieure à tous ceux disponibles dans le commerce. Une erreur commune est d'enlever ce lubrifiant lors de l'installation de la chaîne, mais ce n'est surtout pas à faire. Il n'est pas nécessaire de lubrifier une chaîne neuve avant plusieurs centaines de kilomètres parcourus, sauf si c'est clairement nécessaire (chaîne sèche).

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.

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

Pour déterminer sa longueur, on place la chaîne sur le grand plateau/petit pignon. Dans cette position les galets du dérailleur doivent être alignés verticalement.

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)

Liens externes

• Sheldown Brown: Chain Maintenance
• Atelier36: Vidéo éliminer un maillon dur chaine velo