Câble

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Description

Câble Bowden

Le câble Bowden (Bowden cable) est un système de transmission souple, inventé en 1902 par Frank Bowden, de la Raleigh Bicycle Company. Il est composé d’un câble souple (inner cable), généralement en acier torsadé (helical steel wire), coulissant dans une gaine (cable housing) souple dont les extrémités sont fixées dans des butées (cable stop) percées qui permettent le coulissement du câble.

  • Sur une bicyclette, le câble Bowden est utilisé pour transmettre une commande vers un mécanisme (changement de vitesse = shifting, blocage de selle ou de suspension) ou une force (freinage).
  • Si les gaines ne sont plus en butée, le câble ne coulisse plus correctement à l’intérieur de la gaine et la transmission ne s’effectue plus correctement.
  • Sur les freins des vélos récents, le câble Bowden est souvent remplacé par une transmission hydraulique comme sur la plupart des freins à disque.
  • Sur les dérailleurs de vélos haut de gamme récents, le câble Bowden peut être remplacé par une transmission électronique avec ou sans fil.

Composants

Tête de câble

L’une des extrémités du câble est muni d’un embout ou tête de câble (cable nipple) dont la forme varie suivant le type de manette auquel il est rattaché .

  • Pour les freins, la tête du câble est rattachée au levier de frein en général par une pièce articulée appelée étrier (stirrup). Sur les routiers, la pièce d’arrimage est d’un autre type, le plus souvent un cylindre muni d’un trou transversal. La tête varie suivant le type du levier de frein.
  • Certains câbles de liaison ont des têtes de forme (sphérique) et de taille (plus petite) particulières.
  • Pour les changements de vitesse, la tête de câble a toujours la même forme mais sa taille peut varier légèrement suivant le fabricant.

Corps de câble

Le corps du câble est composé de fils en général d’acier fins tressés en torons. Les fils peuvent être faits en acier galvanisé ou en inox :

  • Pour un diamètre donné, l’acier galvanisé (galvanized steel) a une résistance à la rupture plus élevée et il est moins coûteux. Ces câbles sont souvent vendus prélubrifiés, pour une meilleur résistance à la rouille.
  • Pourtant il vaut bien mieux utiliser des câbles en inox (stainless steel) : comme ils ne rouillent pas ils glissent beaucoup mieux dans les gaines et sont finalement plus durables.
  • Parfois le corps du câble est recouvert d’une couche de polymères, réduisant les frottements et protégeant de la rouille.

La section du câble est toujours ronde, mais son diamètre varie de 1,2 mm à 1,5 mm, suivant son usage.

La longueur du câble varie suivant la distance entre la manette de commande et le mécanisme récepteur mais aussi suivant le routage du câble le long du cadre du vélo. Les câbles neufs sont vendus avec des longueurs différents. Si 1,5 m suffit largement pour le frein avant et qu’avec 2 m on règle la plupart des problèmes, certains freins mais surtout des dérailleurs arrières exigent des longueurs plus importantes de 2,3 m voire 2,5 m. Les freins et dérailleurs arrières de tandems peuvent requérir des câbles spécifiques de plus grande longueur.

Tube de câble

C’est un tube synthétique de faible épaisseur qu’on utilise pour protéger de la pluie et de la boue les portions à nu du câble.

Donut

Ce sont de pièces toriques en caoutchouc, en forme de beignet troué, qu’on enfile sur le câble pour éviter que les portions nues du câble, lorsqu’il est soumis à des vibrations, n’abîme la surface des tubes du vélo.

Queue de câble

L’autre extrémité du câble (queue de câble = cable end) est soudée lorsqu’il est neuf et un embout de câble doit être posée rapidement après la coupe pour éviter qu’il ne s’effiloche rapidement. Elle est en général rattachée au mécanisme récepteur par une vis serre-câble. Méfiez-vous des câbles bas de gamme : la soudure étant limitée à sa portion congrüe, et ils peuvent facilement s’effilocher avant la coupe.

Vis serre-câble

Il existe essentiellement deux types de vis serre-câble (cable anchor bolt).

  • Sur les freins anciens, il s’agit plutôt d’un boulon, dont la vis est général munie d’un œillet transversal (vis trouée) où doit être enfilée la queue du câble.
  • Sur les freins récents et la plupart des dérailleurs, le câble est maintenu à l’aide d’une rondelle munie d’un ou deux ergots coudés qui vont empêcher celle-ci de pivoter pendant le serrage du câble.
  • Parfois la vis serre-câble est un simple boulon, le câble est alors pincée entre la rondelle et la pièce en appui.
  • Pour éviter un effilochage prématuré du câble, il est conseillé de placer le câble entre la rondelle et la pièce en appui et non pas entre la rondelle et la tête de vis.

Embout de câble

Ce qui peut sembler d’artifice à première vue est en fait très important pour la garantie d’une durée de vie maximale de vos câbles. Les embouts de câbles (cable ferrule ou crimp) sont des petits morceaux, en général de laiton plaqué au nickel, parfois en acier, qu’il convient de sertir au bout des câbles, à l’aide d’une pince multiprise. L’importance réside dans le fait qu’ils empêchent le câble soient effilochés (frayed). Ceux qui ont déjà bidouillé des changements de câbles sur vélo se rendent bien compte de l’importance de cette pièce.

Remarques :

Guide-câble

Le guide-câble (cable guide) est une pièce permettant de changer la direction d’un câble. On les utilise surtout pour contourner la boîte de pédalier ou le raccord de selle :

  • Sous la boîte de pédalier : en général en plastique, il est encastré ou vissé dans un trou placé sous la boîte de pédalier. Il comporte deux rainures, une pour chaque dérailleur. Il doit être nettoyé et relubrifié régulièrement pour faciliter le bon coulissement du câble.
  • Au dessus de la boîte de pédalier : à droite du tube de selle, il est brasé ou soudé au cadre et permet de rediriger le câble vers le dérailleur arrière. Il est souvent munis d’une sous-gaine téflonnée qui assure le bon coulissement du câble.
  • À gauche du raccord de selle : il est brasé ou soudé et permet de rediriger le câble vers un frein arrière à tirage central. Il est souvent munis d’une sous-gaine téflonnée qui assure le bon coulissement du câble.
  • Derrière le raccord de selle : il est fixé de part et d’autre du collier de selle. Il comporte une butée pour la gaine, puis une poulie qui redirige le câble vers un frein arrière à tirage central. Soumis à des cisaillement, le câble s’effiloche souvent au niveau de la poulie, qui doit être vérifiée et relubrifiée régulièrement.

Variantes

Câble de frein

Sur un câble de frein, le diamètre du corps de câble est plus important pour résister à la puissance du freinage. Il fait 1,5 mm de diamètre. La tête du câble varie suivant le type du levier de frein. On distingue deux types de têtes :

Câble de freins VTT

La tête est cylindrique (cylindrical nipple) et transversale par rapport au câble, on la dénomme aussi tête en tonneau (barrel-shaped). Elle fait 7 mm de diamètre avec une épaisseur de 6 mm.

tête câble frein VTT

Câble de freins type route

La tête est plus fine, en forme de poire (pear-shaped nipple), dans l’axe du câble, on la dénomme aussi tête sphérique ou en goupille. Elle fait 6 mm de diamètre avec une épaisseur de 5 mm et un prolongement de 6 mm.

tête câble frein route

Câble de liaison

Cavalier et son crochet
Demi-cavaliers

Les freins à tirage central (étrier à tirage central ou cantilever) exigent un câble de liaison (transverse cable ou straddle cable), appelé aussi pontet ou câble d’étrier. C’est un petit segment de câble qui permet de relier les deux mâchoires du frein au câble principal. Il en existe plusieurs types :

  • Sur un cavalier, le câble principal est fixé à l’aide d’une vis serre-câble sur un crochet triangulaire dénommé crochet de cavalier, triangle de cavalier ou chape-relais (yoke ou triangle) qui supporte le cavalier. Celui-ci est rattaché aux extrémités de chaque bras du frein formant alors un V inversé. Le câble principal peut être positionné devant ou derrière le crochet de cavalier, cela n’a pas vraiment d’importance, pourvu qu’il soit serré correctement. Il y a deux sortes de cavaliers :
    • Soit les deux extrémités des mâchoires ont la forme d’un crochet (étrier). Le câble de liaison doit alors avoir une tête à ses deux extrémités. Il n’est alors pas possible de varier sa longueur. Il est parfois possible de monter un câble à tête unique si on trouve une pièce cylindrique serre-câble suffisamment petite pour épouser le crochet d’une des mâchoires. Il sera alors possible de faire varier la longueur du cavalier.
    • Soit l’une des extrémités des mâchoires et muni d’un dispositif permettant l’utilisation d’une vis serre-câble, alors que l’autre extrémité possède le crochet permettant l’arrimage de la tête de câble. En général le crochet est assez large pour accueillir une tête de câble en tonneau pour VTT. Il est alors aisé de fabriquer un câble de liaison à partir d’un câble de récup’. On peut toujours faire varier la longueur du cavalier sur ce type de modèle.
  • Sur un demi-cavalier, appelé aussi câble pont (link wire), équipant la plupart des cantilever récents, le triangle du cavalier est remplacé par une pièce ronde qui déporte le câble vers un des bras à travers un guide-câble en plastique. De l’autre côté, un bout de câble avec une tête en tonneau et prolongée d'une goupille est fixé à l’autre bras. Le guide-câble est fragile : sont état doit être vérifié lors de l’entretien du vélo. Si on coupe ce guide-câble pour le réparer, le câble de liaison ne sera plus symétrique et le freinage sera défectueux. Il sera donc préférable de le remplacer.

Quelques remarques :

  • Le demi-cavalier, ou le cavalier lorsqu’il n’a qu’une tête, comporte souvent une goupille à un bout qui permet de le détacher facilement. Cela permet d’écarter les patins de la jante lorsqu’on souhaite ôter la roue sans perdre le réglage de la tension du câble.
  • La longueur du câble de liaison ou le choix du demi-cavalier détermine l’angle formé par les deux bras partant du câble principal (angle du V). Cet angle détermine la puissance de freinage : plus cet angle est large (angle obtus) et plus le freinage sera puissant.
  • Le câble de liaison complique l’installation et le réglage de la tension du câble, c’est le principal défaut de ces types de frein.

Câble de dérailleur

Câble de 1,2 mm de diamètre. Tête de 4,3 mm de diamètre, épaisseur de 4,3 mm.

tête câble dérailleur

Si tous les câbles de dérailleurs ont la même forme à première vue, on remarquera en se penchant de plus près qu’il existe plusieurs types de câbles de dérailleurs suivant la taille de la tête et donc suivant le modèle de la manette :

  • Type Campagnolo
  • Type Shimano
  • Les anciennes manettes de commandes Sturmey Archer utilisent un autre type de tête plus fine et allongée.
  • Les manettes de dérailleurs Brompton elles aussi réclament une tête plus fine. Si on en a pas, on peut en prendre un classique que l’on passe au touret pour le meuler à la bonne forme.

Câble pour selle télescopique

Certaines tiges de selle sont télescopiques pour pouvoir varier la hauteur de selle suivant si on est en descente (selle basse pour une meilleure maniabilité) ou en montée (selle haute pour plus de puissance). La tige de selle est équipée d’un ressort à air et d’un amortisseur hydraulique comme sur une suspension. Une manette sur le guidon permet de débloquer le mécanisme pour faire varier la hauteur de selle. La transmission se fait en général à l’aide d’un câble Bowden, mais il en existe maintenant à transmission hydraulique et même électronique. Pour la transmission par câble, le câble est similaire à ceux des dérailleurs et la gaine passe en général à l’intérieur du cadre pour arriver en butée sous la tige de selle. Il existe deux types :

  • Soit la tête de câble est arrimée à la manette de commande et la queue de câble serrée sous la tige de selle. Ce type n'est pas très fiable, car la gaine ripe parfois sous la butée de la tige de selle, celle-ci étant souvent dépourvue de flancs pour la maintenir la gaine correctement.
  • Soit c’est la queue de câble qui est serrée sur la manette et la tête de câble arrimée par un étrier sous la tige de selle. Ce modèle est beaucoup plus fiable que le précédent mais difficile à poser et à régler correctement.

Câble pour blocage de suspension

Certains blocages de suspension peuvent être commandés directement depuis le poste de direction à l’aide d’un câble Bowden. Le câble est similaire à ceux des dérailleurs. La tête de câble est arrimée à une manette fixée sur le cintre et la queue de câble est serrée par pincement sur la molette de blocage, qui doit être évidemment adaptée pour cela.

Réparations

Diagnostic

On vérifie d’abord le cheminement du câble :

  • Toutes les gaines doivent être en butée et ne doivent pas être coudée ; la structure de leur carcasse métallique ne doit pas être visible y compris à chaque extrémité ; se référer à Diagnostic des gaines pour plus de détails.
  • On tourne le guidon à fond dans les deux sens pour vérifier que les gaines ne sont délogent pas de leur butées, signe qu’elles sont trop courtes.
  • Les butées de gaines ne doivent pas bouger. Les butées réglables doivent être suffisamment vissées pour éviter qu’elles ne se tordent.

Ensuite on vérifie le câble proprement dit :

  • Il doit être dépourvu de rouille (rust). On peut nettoyer les parties externes à l’aide d’un chiffon imbibé d’huile. Pour les parties cachées par les gaines on peut injecter un peu d’huile à l’intérieur des gaines et pomper plusieurs fois sur la manette pour que l’huile pénètre bien. Changer le câble et ses gaines est souvent la meilleure solution (problème de rouille réglé).
  • Le câble ne doit pas être effiloché (frayed). Il s’effiloche en général après la vis serre-câble lorsque l’embout de câble est absent. Il s’effiloche parfois à chaque sortie de gaine ou dans les guide-câbles. Il peut aussi s’effilocher à l’intérieur des leviers et manettes, ce qui est assez embêtant : l’effilochage n’est pas visible et le câble peut rompre sans prévenir.
  • Il ne doit pas être coudé (bent) en sortie ou en entrée de gaine ⇒ risque de frottement.
  • S’il s’agit d’un câble pour frein, vérifiez aussi que la tête du câble est arrimée correctement sur l’étrier du levier de frein.
  • Enfin la vis serre-câble doit être suffisamment serrée.

Pour finir, on vérifie ensuite que le mécanisme récepteur (frein, dérailleur, etc) réagit lorsqu’on actionne la manette. On revient ensuite à la position d’origine et on vérifie que le mécanisme revient correctement à sa position d’avant ⇒ câble grippé, gaine coudée, frein tordu, manette grippée ou abîmée, ressort du frein ou du dérailleur fatigué ou encrassé. Si un problème est constaté, on tire sur les portions à nu du câble pour en déterminer l’origine.

Montage du câble

On commence par arrimer la tête de câble, en général sur la manette ou le levier. Puis on le fait sortir du mécanisme de commande avant de l’enfiler dans les gaines avec ses embouts et butées, et les éventuels guide-câbles, dans le bon ordre et en respectant les directives de routage. On enfile ensuite la queue de câble dans le mécanisme récepteur avant de le fixer à la vis serre-câble lors de la mise en tension du câble. On ne coupe le câble qu’à la fin.

Routage

  • Pour éviter tout problèmes, le chemin du câble le long du cadre doit respecter quelques règles :
  • Le routage dans le mécanisme récepteur pose rarement problèmes, sauf sur certains dérailleurs :
    • Certains dérailleurs sont équipés d’une poulie qui doit être lubrifiée comme les guide-câbles.
    • Il existe des routages alternatifs pour adapter un dérailleur à certaines manettes [1].
    • Le routage de certains dérailleurs, à l’avant surtout, peut être compliqué et contre-intuitif. Si le routage n’est pas correct, le dérailleur ne fonctionnera pas bien et certaines vitesses ne seront plus accessibles. Il est conseillé de se renseigner sur le montage de câble propre à chaque modèle au préalable.
    • Certains dérailleurs avant sont à double tirage (dual pull). Il existe donc deux routages possibles vers le haut ou vers le bas.

Tension du câble

  • Tant que le câble n’est pas tendu, les gaines peuvent se déloger de leurs butées. Il est donc indispensable de vérifier si toutes les gaines sont bien en butée lorsqu’on met le câble sous tension.
  • Le tension appliquée au câble aura un impact direct sur le bon comportement du mécanisme récepteur. Se référer au pages détaillant le réglage de ce mécanisme pour savoir comment procéder. Il existe toutefois quelques règles générales :
    • Sur les freins, la tension appliquée au câble va déterminer la position des patins, des mâchoires ou des plaquettes par rapport à la surface de freinage. Pour un freinage sur jante, il faudrait en général au moins trois mains pour procéder au réglage : une pour maintenir les patins contre la jante, une autre pour tendre le câble et une dernière pour revisser la vis serre-câble. Il existe des outils pour remédier à ce problème : « troisième main » ou pince tire-câble. Lorsque le tirage est central, la présence d’un câble de liaison peut exiger d’autres mains : faites-vous aider si vous ne connaissez pas les bonnes astuces.
    • Pour les dérailleurs, le câble doit être tendu à la main sauf sur certains dérailleurs avant pour routier qui exigent une tension plus importante.

Coupe

Les câbles, comme les gaines, doivent être coupés à l’aide d’un outil spécifique : une pince coupe-câble (cable cutter). Les pinces coupantes habituelles risquent d’effilocher le câble lors de la coupe.

  • Ne jamais couper à raz de la vis serre-câble, laissez le câble déborder d’au moins 2 cm si cela n’est pas trop gênant.
  • Il ne faut jamais couper le câble tant qu’il n’a pas été mis en tension.
  • Une bonne habitude est de ne couper le câble qu’à la fin, lorsque la réparation est terminée.
  • Mettre ensuite un embout de câble juste après la coupe.
  • On peut aussi ne pas couper le câble mais enrouler la partie excédentaire suffisamment serrée pour qu’elle ne gêne plus. Les voyageureuses averti-es font souvent cela : les embouts de câbles ont la fâcheuse habitude de s’en aller sans prévenir.

Lubrification

La lubrification des câbles sert à la prévention de la rouille (rust) et des frottements (friction). Elle n'est pas toujours nécessaire :

  • Les câbles neufs sont souvent prélubrifiés.
  • Les câbles en inox ne craignent pas la rouille.
  • Les gaines récentes de qualité sont munies d'une sous gaine téflonnée, c’est-à-dire composées d’un lubrifiant solide, du PTFE en l’occurrence.
  • Par contre, les portions à nu du câble qui frottent à l’intérieur des guide-câbles doivent être lubrifiées.

Le choix du lubrifiant varie suivant les circonstances :

  • L’huile sera rapidement chassée par la pluie mais pénètre facilement les petits mécanismes du chemin de câble lorsqu’on a pas le temps de tout démonter.
  • La graisse résiste beaucoup mieux à la pluie mais peut créer des frottements lorsque la gaine est munie d’une sous-gaine ou lorsque le mécanisme est très petit. Sa pose nécessite un démontage du câble.

Bricoler des embouts de câbles maison

  • Soudure à l’étain : Une technique vue en Hongrie (Szeged) consiste à faire une petite soudure à l’étain de type soudure électrique au bout du câble. Rappelons notamment que l’étain peut fondre avec la chaleur de combustion produite par un simple briquet, pas besoin forcément de fer à souder.
  • Écrou de rayon : Une autre solution est d'utiliser un écrou de rayon (en laiton) et de le sertir avec une tenaille ou une pince à l’extrémité du câble exactement comme on le ferait avec un embout de câble
  • Tube plastique: Un tube plastique de coton tige (usagé de préférence ;-) ) ou bien celui d’un stylo à bille vide peut être découpé de la bonne longueur. Placé en bout de câble et chauffé au briquet, il se rétractera et protègera votre câble pour des siècles et des siècles.

Rallonger un câble avec un autre

Un plat en acier, deux trous, deux vis avec trou pour passage de câble et qu’on coince. Ainsi, en tirant le câble d’un côté, l’autre sera forcément tiré lui aussi car solidaire du même plat que le premier câble. Ici le plat est un ancien décapsuleur, et le vélo un biporteur ayant besoin d’un frein avant avec câble plus grand que 2 m.
Astuce tirage cable 2.jpg

Changer un câble passant à l'intérieur du cadre

Comment changer un câble qui passe à l’intérieur du cadre ? Comment faire ressortir le câble de l’autre côté ? Voici l’astuce :

  • Il faut d’abord se munir d’un tube de câble légèrement plus long que la portion du câble passant à l’intérieur du cadre.
  • On libère d’abord la queue du câble jusqu'à l’endroit où il sort du cadre.
  • On enfile le tube de câble le long du câble, jusqu’à ce que son extrémité ressorte de l’autre côté, là où pénètre le câble à changer.
  • On libère ensuite le câble à changer.
  • On enfile le nouveau câble à l’intérieur du tube de câble pour qu’il puisse ressortir facilement du cadre.
  • On enlève le tube de câble devenu inutile et on termine la pose du nouveau câble.

Récupérations

Récupération de câbles

création pédagogique de Bretz'selle pour reconnaître un système gaine/câble en bon état

Une règle générale dicte la réutilisation des câbles de freins. Si on peut couper à l’infini des câbles (pour autant que sa pince ne s’émousse pas), on ne peut jamais les rallonger et même si cela se fait dans certains vélos particuliers (Vélo géant (tall-bike) ou triporteurs) à l'aide de boulons spéciaux dont la vis est trouée afin de passer le câble au travers, ce n’est pas la chose la plus simple à faire.

En règle général, on essaie donc d’épargner les câbles assez long et de privilégier les courts lorsque justement on a besoin d’une longueur minime. De cette façon, si certains câbles pour freins deviennent inutilisables pour une raison ou une autre pour le frein arrière (rehaussement du guidon, resserrage des patins) car trop courts, pensez à les garder pour le frein avant. C'est là même chose pour les câbles de dérailleurs arrières qui peuvent être assez long pour le dérailleur avant. Finalement, c’est toujours le cas pour les câbles de tandem, plus long, par définition.

Attention: N’oubliez jamais l’importance des freins. Si l’on cherche à travers la démarche de L'Heureux Cyclage à sauver des vieux vélos et morceaux de vélos, il ne faudrait jamais faire passer cela avant votre vie! Pensez donc à sauver votre peau plutôt que celle des câbles et n’ayez pas de pitié pour les câbles rouillés dont il faut se débarrasser.

Notes

  1. (en) Sheldon Brown : « Shimano Dura-Ace Compatibility » [1] (consulté le 2 décembre 2020).