Roulement

Description

Un vélo possède le plus souvent 13 roulements (bearing) : 2 dans la douille de direction (jeu de direction = headset), 2 dans la boîte de pédalier (jeu de pédalier = bottom bracket), 2 dans chaque moyeu de roue (hub), 2 à chaque pédales (pedals) et un dernier dans le mécanisme de roue-libre (freewheel) des pignons de la roue arrière (voir Roue libre et Cassette), les pignons fixes par contre sont sans roulement. On peut trouver d’autres roulements, dans les galets de dérailleurs haut-de-gamme ou dans certaines articulations des cadres suspendus. Les moyeux à rétropédalage comportent aussi un roulement supplémentaire remplaçant celui de la roue-libre.

Portée

On appelle portée ou course (race) tout élément sur lequel roule les billes ou les aiguilles du roulement.

Billage

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  Cône billé sur un axe de pédalier

Les portées doivent être dépourvues de tout billage (brinelling) : bosselures creuses ressemblant à des piqûres (un peu comme si on avait projeté violemment une bille d'acier dessus). Le billage est dû le plus souvent à une lubrification insuffisante, une charge mal répartie (billage de direction), un roulement trop ou pas assez serré. Les roulements à aiguille sont moins sensibles au billage. Lorsqu'une portée est billée, on sentira un frottement inégal en faisant tourner le roulement. Celui-ci émettra aussi un cliquetis grinçant, bruit caractérique d'un roulement abîmé.

Lubrification

Les roulements doivent être protégés par de la graisse (grease). La graisse réduit les frottements et donc l'usure entre les surfaces de roulement, et les protège de la poussière et des intempéries. À la longue, la graisse se mélange à de la poussière et de la limaille et forme un cambouis (dirty grease). Ce cambouis peut s’oxyder : sa couleur peut alors virer au rouge brique, signe de la présence de rouille (rust).

Variantes

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  Roulement à aiguilles pour jeu de direction

Les roulements sont en général à billes (ball bearing), mais ils sont parfois à aiguilles (needle bearing) sur les vélos de luxe.

Roulement à cône et cuvette

Sur les vélos anciens, les roulements peuvent être de type cône et cuvette (cup and cone). Les portées ont la forme d'un cône et d'une cuvette. Une de ces pièces est filetée pour permettre la mise au point des roulements. Le réglage des portées doit toujours être verrouillé par un contre-écrou. Le verrouillage (lock) c’est un peu comme pour les doubles nœuds : si on fait un seul nœud, celui se défera plus ou moins rapidement, alors qu’un double nœud dure dans le temps. C’est un roulement réglable.

Les billes peuvent être libres (billes libres = loose bearing) ou enfermées dans une cage (cage à bille = bearing retainer). Les billes libres sont le plus souvent en nombre impair. Les cages à billes sont plus faciles à monter mais posent certains problèmes lors de l’entretien :

• Les billes s’ovalisent avec l’usure. Lorsqu’elles deviennent trop usées, elles finissent par sortir de leur cage. La cage explose alors dans le roulement, créant un billage large et profond dans les portées.
• La cage peut se tordre suite à un choc. Lorsque la cage n’est plus droite, les billes auront là aussi tendance à sortir de leur cage pour créer des dégats équivalents. Cela arrive surtout dans les jeux de directions, suite à un accident.
• En réemploi, il importe donc de vérifier soigneusement l’état des cages à billes. Vérifier que la cage est bien droite en la posant sur un marbre et vérifier chaque bille, en la faisant tourner et en essayant de la déloger. Si une bille sort facilement, la cage à bille est morte et doit être jetée. Si une bille ne tourne pas aisément, nettoyer et lubrifier la cage à bille. Si la bille ne tourne toujours pas, jeter la cage à bille.

Un roulement à cône et cuvette doit être dépourvu de tout frottement (friction) et de tout jeu (play). Sur la plupart des roulements à cône et cuvette, il faut d’abord verrouiller le réglage avant de procéder à son diagnostic. Il faudra donc certainement plusieurs tentatives pour y arriver. Les frottements se détectent en faisant tourner l’axe (axle ou spindle) et les jeux en essayant de faire bouger l’axe latéralement ou vers l’intérieur. Si el mécano n’arrive pas à faire un réglage suffisamment précis, il vaut mieux généralement laisser un léger frottement qu’un léger jeu. Le réglage est plus simple lorsqu'il y une rondelle d'arrêt. Celle-ci prévient le resserrage de la cuvette ou du cône lors du verrouillage du contre-écrou.

Lorsque le frottement est inégal ou si on détecte à la fois jeu et frottement, il faut ouvrir la bête : enlever tout le cambouis, nettoyer soigneusement billes et portées, vérifier l’état des billes et la présence de billage sur les portées, changer les pièces défectueuses, graisser, remonter et régler le roulement. Si le cambouis était rouge brique, il faut remplacer les billes qui doivent toujours être dépourvues de toute rouille.

En réemploi, on peine souvent à trouver une portée sans billages. Il importe alors d’évaluer leur profondeur. Plus c’est profond, plus il sera difficile de ne laisser aucun jeu ni frottement lors du réglage. Pour estimer la profondeur du billage, on utilise un crayon à bille pour parcourir la portée. On sent alors facilement toutes les aspérités. Si la bille du stylo accroche, le billage est trop profond et la portée devrait être jetée. Si la bille continue de rouler malgré le billage, celui-ci est superficiel et la portée peut être utilisée en plan B. Le crayon à bille est aussi particulièrement utile pour vérifier les billages des portées pour billes de faible section qui sont difficilement perceptibles à l’œil nu. Sur les jeux de direction par exemple.

Roulement à bague

Les vélos récents sont maintenant équipés de roulements à bague (cartridge bearing), appelé aussi roulements annulaires ou improprement roulements étanches. Ils doivent être remplacés lorsqu'ils sont défectueux.

Ces roulements sont normalisés. Pour savoir quel roulement commander, il faut chercher un numéro qui se trouve en général sur le cache-poussière coloré. Attention, il peut y avoir d’autres informations comme les dimensions ou les caractéristiques de la bague et il y a plusieurs standards : ISO, JIS, ABMA ou référencement propriétaire. En général, la référence commence par 3 à 5 chiffres, souvent suivi d’un tiret et de chiffres ou de lettres. Si la référence n'est plus visible, il faudra mesurer les sections externes et internes de la bague ainsi que son épaisseur pour retrouver la bonne référence chez un fournisseur équipé d’un bon moteur de recherche.

Bague de roulement

Le roulement à billes est remplacé par une simple bague, appelée aussi douille (bushing) ou rouleau (roller), qui s'interpose entre l'axe et la pièce en rotation. On en trouve sur certains vélos pour enfant de qualité médiocre à la place des roulements traditionnels, mais aussi à l'intérieur des galets du dérailleur arrière. C’est un roulement jetable.

Les rouleaux d'une chaîne, les pivots des dérailleurs ou des freins fonctionnent sur le même principe.

Contrairement aux roulements à billes, la lubrification des bagues de roulement se fait plutôt à l'huile qu'à la graisse.