Le pédalier est un composant essentiel du vélo, responsable de la conversion du mouvement alternatif des jambes en un mouvement de rotation qui, via la chaîne, propulse le vélo vers l'avant. Il est constitué de deux manivelles, sur lesquelles sont fixées les pédales, et qui sont généralement calées à l'opposé l'une de l'autre. La rotation de l'axe du pédalier entraîne directement la roue motrice ou, plus communément, un système de transmission composé d'un ou plusieurs plateaux, d'une chaîne et d'un pignon arrière.
Origines et évolution du pédalier
L'invention de la pédale est attribuée à Ernest Michaux, fils du charron Pierre Michaux, aux alentours de 1861. L'idée serait née de la nécessité de trouver un meilleur positionnement pour les pieds du cycliste lors des déplacements, notamment lors des descentes. Les premières pédales étaient fixées directement sur l'axe de la roue avant, transformant la draisienne en Vélocifère.
Au fil du temps, le pédalier a considérablement évolué, tant dans ses matériaux que dans ses conceptions. Les avancées technologiques ont permis de réduire le poids des manivelles tout en augmentant leur résistance et leur rigidité. L'utilisation de matériaux comme l'aluminium, le titane, la fibre de carbone et des alliages d'acier a marqué cette évolution. Des techniques de fabrication avancées, telles que le forgeage à froid et l'usinage CNC, ont permis de produire des composants plus précis et fiables.
Composants et fonctionnement du pédalier
Le pédalier se compose de plusieurs éléments clés :
- Les manivelles : Ce sont les bras métalliques qui relient les pédales à l'axe du pédalier. Elles transmettent la force du cycliste aux plateaux.
- Les pédales : Elles sont fixées aux extrémités des manivelles et constituent le point de contact avec les pieds du cycliste.
- L'axe du pédalier : Il traverse le cadre du vélo et permet la rotation des manivelles.
- Les plateaux : Situés sur la manivelle droite (du côté de la chaîne), ils sont de tailles différentes et entraînent la chaîne. Ils peuvent être intégrés à la manivelle (étoile) ou fixés séparément.
- Le boîtier de pédalier : C'est l'ensemble qui loge l'axe du pédalier et les roulements, permettant sa rotation dans le cadre du vélo.
Le mouvement de pédalage est converti en rotation par le pédalier. Cette rotation est ensuite transmise à la chaîne, qui à son tour fait tourner le pignon arrière, entraînant la roue motrice.
La longueur des manivelles : un élément crucial
La longueur des manivelles est un paramètre déterminant pour le confort, l'efficacité du pédalage et les performances globales du cycliste. Elle est mesurée en millimètres, du centre de l'axe du pédalier au centre de l'axe de la pédale.
Impact de la longueur des manivelles
- Efficacité de pédalage : Une longueur de manivelle inadaptée peut réduire la puissance transmise et augmenter le risque de blessures. Des manivelles trop longues peuvent nécessiter une amplitude de mouvement excessive, tandis que des manivelles trop courtes peuvent limiter la puissance de pédalage.
- Confort et ergonomie : La longueur idéale dépend de la morphologie du cycliste, notamment de la longueur de ses jambes et de sa flexibilité. Des manivelles plus courtes peuvent être plus confortables pour les cyclistes ayant des jambes plus courtes ou recherchant une cadence de pédalage élevée. Des manivelles plus longues peuvent convenir aux cyclistes plus grands ou privilégiant la puissance.
- Performance : Pour les cyclistes axés sur la performance, la longueur des manivelles peut influencer la capacité à générer de la puissance. Certaines études suggèrent que des manivelles plus longues peuvent augmenter la puissance de sortie pour certains, tandis que pour d'autres, des manivelles plus courtes peuvent être plus efficaces.
Les longueurs de manivelles courantes pour les vélos adultes varient généralement entre 165 mm et 180 mm, 170 mm étant une taille très répandue. Pour les VTT, on trouve des longueurs allant de 170 mm à 200 mm, avec des longueurs plus courtes (165 mm) privilégiées pour la descente et des longueurs plus longues (175 mm) pour le VTT de montée.
Matériaux et types de manivelles
Les manivelles sont fabriquées à partir de divers matériaux :
- Alliages d'aluminium : Courants, ils peuvent être moulés ou forgés. Le forgeage à froid confère une meilleure résistance, permettant des manivelles plus légères.
- Titane : Léger et résistant, mais plus coûteux.
- Fibre de carbone : Offre un excellent rapport poids/résistance, souvent utilisé sur les vélos de performance.
- Acier chromé : Utilisé pour sa robustesse, parfois sur des vélos plus anciens ou spécifiques (comme certains BMX).
- Alliages à base d'acier : Moins coûteux, offrant une bonne solidité.
Il existe différents types de manivelles basés sur leur fixation à l'axe du pédalier :
- Manivelles à clavette : Système ancien où une clavette maintient la manivelle sur un axe cannelé.
- Manivelles à emmanchement carré : Un standard courant où la manivelle s'emboîte sur un axe carré. Deux standards principaux existent : ISO et JIS.
- Manivelles à cannelures : Différents standards existent, comme ISIS (10 cannelures, licence ouverte) et Octalink (développé par Shimano).
- Manivelles avec axe intégré : Les standards modernes comme Hollowtech (Shimano), GXP (SRAM), Ultra-Torque et Power-Torque (Campagnolo) intègrent l'axe à la manivelle droite.
- Pédaliers une pièce (Ashtabula) : Courants sur les anciens BMX et vélos pour enfants, où la manivelle et l'axe forment une seule pièce.
- Pédaliers deux pièces (Thompson ou Thun) : L'axe est souvent intégré à la manivelle droite, avec des systèmes de fixation variés pour la manivelle gauche.
Systèmes de transmission et configurations spécifiques
Le pédalier est au cœur du système de transmission du vélo. Les plateaux, fixés sur l'étoile de la manivelle, sont conçus pour entraîner la chaîne. Le nombre de dents sur les plateaux et les pignons arrière détermine le développement (la "vitesse" du vélo).
Les configurations de pédaliers peuvent varier considérablement :
- Mono-plateau : Simple et léger, souvent utilisé sur les VTT et vélos de course modernes.
- Double plateau : Offre une gamme de développements plus étendue, courante sur les vélos de route et certains VTT.
- Triple plateau : Propose le plus grand nombre de développements, idéal pour le cyclotourisme ou les terrains très variés.
Des systèmes spécifiques existent pour les tandems, où les pédaliers des deux cyclistes sont synchronisés par une chaîne de synchronisation. Des configurations non conventionnelles peuvent être utilisées pour optimiser les coûts ou les performances.
Certains pédaliers intègrent des fonctionnalités supplémentaires comme des guides-chaîne pour maintenir la chaîne en place lors de manœuvres extrêmes, ou des protections de plateau pour éviter de salir ou d'accrocher les vêtements.
Le choix du boîtier de pédalier
Le boîtier de pédalier est le composant qui relie le pédalier au cadre du vélo et permet la rotation de l'axe. Il existe une grande variété de standards de boîtiers de pédalier, qui ont évolué pour améliorer la rigidité, réduire le poids et faciliter le montage.
Parmi les standards les plus courants, on trouve :
- Boîtiers filetés : BSA (British Standard Cycle) est le plus répandu, avec différents types d'axes comme l'emmanchement carré, Octalink et ISIS.
- Boîtiers à axe intégré et roulements externes : Hollowtech II (Shimano), GXP (SRAM), Ultra-Torque et Power-Torque (Campagnolo). Les roulements sont situés à l'extérieur du cadre.
- Boîtiers à axe intégré et roulements internes : BB30, PF30, BB86, BB92. Les roulements sont insérés directement dans le cadre ou dans des coupelles en plastique.
Le choix du boîtier de pédalier dépendra du cadre du vélo et du pédalier utilisé, car la compatibilité entre ces éléments est essentielle.
Boitier de pédalier vtt - Quel boitier de pédalier choisir ? - 226
Conseils pour le choix et l'entretien
Choisir la bonne longueur de manivelles est une démarche personnelle qui peut nécessiter des essais. Il est recommandé de prendre en compte votre taille, la longueur de vos jambes, votre flexibilité et votre style de conduite. Consulter un professionnel pour un ajustement personnalisé peut être très bénéfique.
L'entretien du pédalier se résume principalement à le maintenir propre et à s'assurer qu'il ne développe pas de jeu. Un graissage régulier de l'axe et des roulements est conseillé. En cas de craquements, de perte de fluidité ou de jeu excessif, il est temps de procéder au remplacement du boîtier de pédalier ou d'autres composants.
Il est important de veiller à l'état des manivelles : elles ne doivent être ni tordues ni fêlées, et les filetages des pédales ainsi que les points d'emmanchement ne doivent pas être usés.