Transmission : quel développement pour voyager à vélo ?

Comme son nom l’indique, la transmission d’un vélo a pour objectif de transmettre l’énergie fournie par le.la cycliste à la roue motrice pour faire avancer le vélo. Contrairement à une voiture qui roule en brûlant du pétrole, un vélo qui avance est un système hybride composé d’une machine roulante ET de son moteur humain qui brûle des calories. La transmission du vélo ET la manière de pédaler ont un impact direct sur le confort, l’endurance et les performances en voyage à vélo. 

Braquets et développements résultent uniquement des caractéristiques techniques du vélo, autrement dit de l’étagement des vitesses, de la taille des pignons, des plateaux et de la taille des roues. 

La fréquence de pédalage dépend quant à elle seulement de l’effort fourni par le ou la cycliste. Aussi appelée cadence, elle reflète sa contribution énergétique au système. 

Dans ce premier article sur le sujet, je vais tout d’abord me concentrer sur le côté mécanique de la transmission. Je vais essayer de répondre aux questions que je me suis posées au début de mon parcours de cyclo-voyageuse :

• Comment choisir la transmission de son vélo de voyage ?
• Quelle est la différence entre un mono plateau et un triple plateau ?
• De quoi parle-t-on quand on évoque l’usure de la chaîne ?
• Quelle est la durée de vie d’une transmission ? 

Nous verrons dans d’autres articles plusieurs autres aspects de la transmission comme l’entretien de cette dernière, comment changer de vitesse, se familiariser avec les braquets et cadences, pédaler longtemps en se fatiguant moins, tenir dans les côtes.

Qu’est-ce-que la transmission ?

Quand on parle de transmission, on parle des éléments du graphique ci-contre.

La transmission est composée :

• des pignons (sous forme de cassette ou roue libre)
• des plateaux
• de la chaîne
• du dérailleur avant
• du dérailleur arrière
• des manettes de vitesses

Pour que mes propos soient le plus clair possible, j’utilise le vocabulaire spécifique. J’espère que tous ces mots techniques ne vous rebuteront pas et surtout que mes explications vous permettront de bien comprendre de quoi on parle. 

Les pignons

Les pignons, groupés sous forme de cassette ou de roue libre, sont les anneaux dentés qui permettent d’entraîner la chaîne sur la roue arrière. Ils sont montés sur le moyeu de la roue grâce à un système de roue libre ou de cassette. Le mécanisme de roue libre est celui qui vous permet de pédaler et d’entraîner la roue, mais également d’arrêter de pédaler sans pour autant freiner le vélo.

• Une cassette est formée de pignons séparés par des entretoises fixes ou mobiles. L’ensemble vient s’insérer sur un corps de roue libre lui-même vissé dans le moyeu de la roue arrière. 

• Une roue libre quant à elle est un seul bloc comprenant le mécanisme de roue libre et les pignons. Cet ensemble se visse sur le moyeu de la roue arrière. Les roues libres sont moins chères, plus lourdes et généralement utilisées sur des vélos anciens ou bas de gamme de 5 à 8 vitesses (très rarement en 9 vitesses).

Pour faciliter mes explications dans le reste de l’article, j’utiliserai le mot “cassette” pour parler de l’ensemble des pignons. 

La chaîne

La chaîne est composée de maillons. Elle relie tous les éléments de la transmission. En s’enroulant autour des pignons et des plateaux, elle transmet le mouvement des pédales vers la roue arrière pour faire avancer votre vélo.

Les manettes de vitesse

Les manettes de vitesse permettent au cycliste d’actionner les dérailleurs de son vélo. Plusieurs systèmes de manettes existent. Les systèmes de poignées tournantes sont rarement présents sur des vélos de voyage parce que plutôt bas de gamme, sauf bien entendu la manette du moyeu Rohloff. Les manettes de changement de vitesse les plus courantes sur des vélos de voyage sont équipées de petits leviers qu’il suffit de pousser ou de tirer grâce à un mouvement de doigts. En tournant la poignée ou en actionnant le levier, on modifie la tension du câble qui tire sur le dérailleur. En règle générale, les manettes de vitesses sont à droite sur le guidon, celles de plateaux sont à gauche.

Les plateaux

Les plateaux sont des anneaux dentés qui peuvent être sertis au pédalier (attachés avec des rivets et donc non démontables) ou vissés sur le pédalier (et donc démontables et remplaçables). On retrouve entre 1 et 3 plateaux, selon le type de transmission du vélo. Lorsque le cycliste pédale, il fait tourner le pédalier, et entraîne par conséquent le plateau. Les plus petits plateaux que l’on puisse trouver facilement ont 22 dents, les plus grands 56 (généralement réservés aux vélos de route). La manivelle est le nom donné au bras du pédalier sur lequel est vissé la pédale. Votre vélo a donc deux manivelles, la droite et la gauche.

Le dérailleur avant

Le dérailleur avant permet de changer de plateaux. Autrement dit, il permet de faire monter ou descendre la chaîne d’un plateau vers l’autre grâce à une commande placée à gauche sur votre cintre (ou guidon), ou sur le cadre sur les anciens vélos.

Le dérailleur arrière

Le dérailleur arrière joue deux rôles différents. En actionnant la commande placée à droite sur votre cintre, le dérailleur arrière va déplacer la chaîne de haut en bas. C’est grâce à lui qu’on change de vitesse. Il permet également de maintenir la tension de chaîne. Autrement dit, il évite à votre chaîne de traîner par terre lorsque vous passez d’un très grand pignon à un tout petit. En effet, sans cet effet ressort la chaîne serait soit trop longue sur les petits pignons, soit trop courte pour monter sur les grands pignons.

La partie du dérailleur qui a le rôle de tendeur de chaîne s’appelle la chape. C’est la partie basse du dérailleur reliée par deux galets (deux petites roulettes en plastique). La longueur de la chape d’un dérailleur arrière détermine le nombre de dents du système pignon + plateau qu’il peut prendre en charge. Les petites chapes sont faites pour des cassettes à l’étagement limité, c’est-à-dire dont l’écart entre le plus petit et le plus grand pignon est limité. Les vélos de route ont généralement des dérailleurs à chape courte et les VTT des dérailleurs à chape longue.

À noter : Certaines transmissions n’ont pas tous ces éléments. Un fixi est un vélo avec un seul pignon fixe, c’est-à-dire sans roue libre. Un fixi peut ne pas être équipé de freins puisque l’action d’arrêter de pédaler tout en gardant ses pieds sur les pédales bloquent la rotation de la roue arrière. Les vélos single speed n’ont pas besoin de dérailleurs puisqu’ils n’ont qu’un pignon vissé sur une roue libre et qu’un plateau. Les vélos équipés de transmission intégrées au moyeu n’ont pas de dérailleurs non plus.

Dans ces trois cas, la tension de chaîne se fait au moment où l’on insère la roue arrière dans le cadre. L’encoche prévue pour le serrage de la roue arrière doit être horizontale pour permettre une tension optimale de la chaîne. Cela signifie que tous les cadres ne sont pas compatibles avec une transmission intégrée au moyeu. En effet, si l’encoche de serrage de la roue arrière est verticale, il sera impossible de tendre la chaîne.

Démultiplier notre force : le braquet et le développement

Les humains ont toujours essayé de démultiplier leur force physique. Les inventions et techniques se sont succédées pour atteindre cet objectif. On peut parler de l’invention de la roue, de la domestication des animaux, de l’invention des moteurs à explosion… Au milieu de toutes ces innovations majeures, on a tendance à oublier un mécanisme simple dont on se sert au quotidien. Casse-noix, brouette, coupe-ongle ou encore décapsuleur sont tous des objets qui démultiplient notre force grâce au principe du bras de levier.

La transmission d’un vélo multi-vitesses est un bras de levier variable qui permet de moduler l’effort musculaire pour déplacer le vélo : soit on appuie beaucoup sur les pédales mais on pédale lentement, soit on appuie peu à condition de pédaler plus vite. Plusieurs formules mathématiques simples permettent de rendre compte de cette démultiplication de la force permise par la transmission d’un vélo. Pour ceux que les mathématiques rebutent, ne vous inquiétez pas vous n’avez pas besoin d’apprendre ni de retenir les formules. Le plus important est de saisir l’information qu’elles nous apportent.

Qu’est-ce-que le braquet ?

Le braquet est le rapport de démultiplication de la transmission. Il se calcule ainsi :

Vous changez votre braquet à chaque fois que vous changez de vitesse ou de plateau. A cadence égale, plus le braquet est grand plus on avance vite mais on doit aussi pousser plus fort sur les pédales. Nos aptitudes physiques étant limitées, appuyer longtemps sur les pédales finit par provoquer des douleurs musculaires et articulaires. Changer de braquet permet de moduler l’effort pour pouvoir parcourir des distances importantes sans trop se fatiguer. On reparlera de la meilleure façon de gérer sa gestion des vitesses pour économiser son énergie dans un article à part.

Les grands braquets (combinaison d’un grand plateau avec un petit pignon) sont utiles pour sprinter et accélérer. Ils permettent de fournir un effort important sur une courte durée. Ils sont utiles pour passer un obstacle, ou lorsque l’on veut continuer à pédaler en descente sans trop mouliner, ou encore sur du plat poussé par un vent de dos. En voyage à vélo, les grands braquets sont rarement utilisés. 

Pour grimper des côtes avec un vélo chargé il va par contre falloir mouliner. Il faut donc un plateau le plus petit possible et un pignon le plus grand possible.

Comprendre et calculer le développement de son vélo

Le développement, exprimé en mètre par tour, est la distance que parcourt le vélo pour un tour complet du pédalier. On sait que pour chaque tour de pédalier le pignon, donc la roue arrière, tourne d’un nombre de tours proportionnel à leur nombre de dents respectifs. Il suffit donc de multiplier le périmètre extérieur du pneu par le braquet pour obtenir le développement. Le périmètre d’un cercle est obtenu en multipliant son diamètre par le fameux nombre pi (symbole π).

Pour résumer, le développement traduit la rotation du pédalier en déplacement linéaire du vélo. L’intérêt de calculer le développement est de pouvoir comparer des vélos qui n’ont pas la même taille de roues. Le développement minimal est un critère important dans le choix d’une transmission pour votre vélo de voyage. Je vous conseille de vous assurer d’avoir un développement minimum de moins de 2 mètres. Le minimum auquel vous pouvez prétendre tourne autour de 1,30m avec des roues de 26 pouces et autour de 1,50m avec des roues de 700.

Différence entre braquets, développement et cadence

Braquets et développements résultent des caractéristiques techniques du vélo, autrement dit de l’étagement des vitesses, de la taille des pignons, des plateaux et de la taille des roues. La fréquence de pédalage dépend quant à elle seulement de l’effort fourni par le.la cycliste. Aussi appelée cadence, elle reflète sa contribution énergétique au système.

Choisir sa transmission en fonction du développement recherché

Maintenant que vous avez compris le principe du développement, nous allons rentrer dans le détail pour vous aider à choisir votre transmission. Pour commencer, voici 2 idées reçues qui s’avèrent trompeuses :

• Un vélo équipé de 3 plateaux et de 10 vitesses n’a pas 30 vitesses. C’est un discours commercial qui nous induit en erreur. En effet, le grand plateau ne doit être utilisé qu’avec les 4, voire même 3 plus petits pignons. Le plateau du milieu peut être utilisé avec tous les pignons sauf les extrêmes – le plus petit et le plus grand. Enfin le plus petit plateau ne doit être utilisé qu’avec les 4, voir même 3 plus gransd pignons. Le fait que votre dérailleur avant frotte contre la chaîne lorsque vous ne respectez pas cette règle est normal. C’est un peu comme espérer que le moteur de votre voiture ne montera pas dans trop dans les tours en roulant à 130 km/h sur l’autoroute en 3ème… Votre transmission est faite pour fonctionner avec une certaine ligne de chaîne. Imaginons que vous êtes sur le plus grand pignon à l’arrière et le plus grand plateau à l’avant. Cela vous posera deux problèmes. Votre chaîne ne sera pas du tout alignée et cela met beaucoup de pression sur le système. En plus de cela, votre longueur de chaine n’est pas faite pour cette configuration et cela peut endommager votre dérailleur arrière qui sera trop étiré. 

• Un grand nombre de pignons sur une cassette n’est pas synonyme de développement important. Une cassette 9 vitesses 11-23 ne vous rendra pas du tout le même service qu’une cassette 9 vitesses 11-36. Une grande gamme de denture différentes sera garante d’une amplitude de développement intéressante.

Exemples de développement de vélos de voyage

Pour illustrer cela, voici le tableau complet du braquet, du développement et de la vitesse à une cadence de 60 tours de pédalier par minute (rythme recommandé pour éviter les blessures) de 4 vélos différents. J’ai sélectionné ces vélos dans le comparatif des vélos de voyage réalisé par Mila. Ils ont tous une transmission bien différente qui à mon sens donne un bon aperçu des possibilités qui s’offrent à vous. 

Le premier tableau vous présente les ratios de mon vélo, un Surly Troll équipé d’une cassette 9 vitesses 11-36 dents et de 3 plateaux 22-32-44 dents. Le deuxième tableau vous présente les ratios du vélo de Denni, le Riverside Touring 900, qui a de plus grandes roues (28 pouces) et de plus grands plateaux (26-36-48). Le troisième tableau est super intéressant puisqu’il permet de se rendre compte des ratios d’un vélo à mono plateau. Il s’agit du Riverside Touring 520 équipé de roues de 700 avec lequel Mila roule depuis 4 ans. Et enfin le dernier tableau vous présente les développements d’un vélo à double plateau avec roue de 700, le Kona Sutra.

Interprétation des données de développement

Pour faciliter la lecture des tableaux, j’ai volontairement arrondi les calculs de braquet pour ne garder qu’une décimale. Si l’on retire tous les braquets qui ne doivent pas être utilisés pour éviter le croisement de la chaîne, mon vélo n’a que 13 « vraies » vitesses (en rouge). 

Nous pouvons extraire d’autres informations utiles de ce tableau. Le plus petit développement de mon vélo est d’1,29m. Cette combinaison permet à un.e cycliste en condition physique correct mais pas forcément très musclé.e de grimper une côte assez pentue avec un vélo chargé à une vitesse acceptable. En pédalant à 60tr/min, on atteint une vitesse de 4,6 km/h. C’est une vitesse qui paraît faible mais qui est parfaite pour tenir la distance sur une montée de plusieurs dizaines de kilomètres sans jamais s’essouffler, même avec un vélo chargé. Si on roule à plusieurs, c’est également une vitesse idéale pour continuer à discuter.

Il n’en reste pas moins que sur des montées très pentue, il est parfois plus facile (en terme d’équilibre) et plus raisonnable (pour nos articulations) de pousser son vélo. Vouloir pédaler à tout prix est louable mais dès que l’on descend à une cadence réduite l’impact musculaire et articulaire est démultiplié.

Le vélo de Mila a un petit développement similaire à celui de Denni, alors même qu’elle n’a qu’un seul plateau. Par contre dès qu’ils sont sur du plat ou en descente, Denni peut continuer plus longtemps que Mila avant de commencer à trop mouliner. Pour Mila, dès qu’elle dépasse les 25 km/h, elle se retrouve à pédaler à plus de 60 tours par minute. Cela représente une cadence assez élevée, mais reste une moyenne que l’on atteint rarement en voyage à vélo.

Calculer et choisir son développement 

Quel que soit vos objectifs de cyclo voyageurs, le plus important quand on a un vélo chargé reste de pouvoir mouliner dans les montées. Choisir un vélo de voyage avec un plus petit développement compris entre 1,5m et 2m vous permettra de mouliner tout en continuant à avancer à 4-5km/h en montée. Ce développement vous évitera d’avoir à pousser votre vélo dans les côtes (à part comme je le disais les côtes trop raides ou vous sentez que vous mettez énormément de pression sur vos genoux).

Vous pouvez facilement calculer le développement d’un vélo qui vous intéresse, ou même de votre propre vélo si vous n’êtes pas satisfait avec son développement actuel. Sur sa fiche technique, vous trouverez le nombre de dents des plateaux, la plage de denture de la cassette ainsi que la taille des pneus. Pour trouver le détail de la denture de chaque pignon, il vous suffit de taper le modèle de cassette (par exemple Shimano 9V 11-36) dans n’importe quel moteur de recherche. Tous les sites de vente de pièces de vélo en ligne auront le détail dont vous avez besoin.

Vous pourrez ensuite utiliser un calculateur de développement en ligne qui vous évitera d’avoir à ressortir votre calculatrice Casio du bureau de votre enfance ! Pour les tableaux présentés ici, j’ai utilisé celui-ci : calcul de braquet cyclurba. Son aventage est de proposer le calcul de braquets des vélos à vitesses intégrées dans le moyen. Ce calculateur me semble également intéressant puisqu’il propose des interprétations et explications complémentaires.

L’entretien de la transmission

Pour compléter cet article, découvrez notre dossier sur l’entretien de la transmission !

En savoir plus

Les autres critères pour choisir sa transmission

Prix des pièces de rechange

Au niveau du prix, une cassette, une chaîne, un dérailleur et une manette 9 vitesses seront toujours moins chers que leurs équivalents en 10 vitesses, eux même moins chers que les pièces de transmission 11 vitesses, etc. 

Disponibilités des pièces partout dans le monde

Si vous partez pour un tour du monde, les pièces de rechange pour transmission 9 vitesses sont très facile à trouver. Suivent de près les 10 vitesses. Pour ce qui est des 11 et 12 vitesses, ces standards étant récents et essentiellement installés sur des vélos moyen-haut de gamme, il sera beaucoup plus difficile de trouver des pièces de rechange en dehors des pays occidentaux. 

A cela s’ajoute la différence de standard entre fabricant. En règle général, les cassettes et chaînes 9V et 10V sont compatibles entre elles peu importe la marque. Avec l’avènement des groupes 11 et 12 vitesses, le panachage entre marques est devenu très difficile voire impossible. Chaque marque propose ses innovations, ses largeurs et forme de chaîne et même son ratio de tirage pour les dérailleurs. Il faudra toujours s’assurer d’acheter la bonne marque de pièces. 

Taille de cassette et longévité de la transmission

La place disponible entre les haubans de nos cadres n’est pas extensible. Pour augmenter le nombre de pignons sur une cassette, il a fallu réduire les épaisseurs de matière des plateaux, pignons et chaîne. Le métal étant plus fin, les cassettes et chaînes 11 et 12 vitesses ont une durée de vie sensiblement réduite comparés à des transmissions 9 et 10 vitesses. Je conseillerai à tout voyageur régulier soucieux de leur budget à long terme d’éviter les transmissions 11 et 12 vitesses. En effet, ces transmissions étant moins durables et beaucoup plus coûteuses, leur entretien peut vite amputer le budget disponible pour le voyage.

La marque de la transmission

Comparé aux centaines de “fabricants” de vélos (bien que 95% d’entre eux fabriquent leurs cadres dans la même usine à Taïwan), il n’y a pas beaucoup de fabricants de transmission de vélo. La marque la plus répandue est la japonaise Shimano, à l’origine spécialisée dans les moulinets de canne à pêche, suivie de Sram, entreprise allemande, anciennement Sachs. 

Campagnolo est une marque italienne qui produit des composants haut de gamme plutôt utilisés pour les vélos de route. MicroShift est une marque taïwanaise plus récente que ses trois concurrentes. MicroShift propose des manettes, leviers de frein, cassette ou encore des dérailleurs compatibles Shimano. Ses produits sont reconnus pour leur bon rapport qualité-prix. 

Il faut savoir que chaque marque a différentes gammes de transmission pour chaque usage : route, gravel ou VTT. Microshift est plutôt positionnée sur l’entrée/moyen de gamme. Chez Shimano et chez Sram, il y a du bas de gamme et du très haut de gamme. Plus on monte en gamme, plus les changements de vitesse sont précis et les composants légers. Mon avis est que le moyen de gamme est préférable pour un vélo de voyage. Le haut de gamme coûte cher et comme je le disais, étant plus léger, il est aussi moins durable. 

Les vélos de voyage sont généralement équipés de ‘groupes VTT’. Un groupe se compose de la transmission, des freins et parfois des roulements de cadre (jeu de direction et boîtier de pédalier).

Chez Shimano, le moyen de gamme fiable et performant s’appelle Deore puis SLX, le les groupes haut de gamme sont XT et XTR. Si vous pouvez vous le permettre, un groupe XT sera vraiment agréable à rouler de par sa précision, et plus durable que le XTR. Si vous voulez creuser ce sujet, je vous conseille cet article ultra complet sur toutes les gammes Shimano. Chez Sram, le groupe SX est l’entrée de gamme, NX le milieu de gamme et GX le haut de gamme. Ils avaient plus de choix en entrée et en milieu de gamme avant l’arrivée des transmissions 11 et 12 vitesses. Là encore si ça vous intéresse voici un article complet sur les gammes Sram VTT. 

Au vu de toutes ces considérations, Shimano et Microshift sont les marques les plus adaptées à un montage de transmission de vélo de voyage.

Au niveau compatibilité, il faut savoir que les manettes de vitesse Shimano ne pourront jamais faire fonctionner un dérailleur Sram, et vice-versa. Chaque marque a un ratio de tirage de cable qui lui est propre qui rendent leurs pièces incompatibles. Il faut quand même noter que les chaînes et les cassettes Shimano et Sram sont compatibles jusqu’au 10 vitesses incluses.

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À propos de l’autrice, Noémie

Voyageuse au long cours, j’ai passé deux ans et demi sur les routes du monde entre 2016 et 2019 avec Adam, mon mari. Outre ce grand périple, cela fait neuf ans que je pars au moins deux mois par an à vélo et six ans que je bosse comme mécano vélo saisonnière.

En solo, je voyageais léger avec seulement deux sacoches arrière et un top case. Depuis que j’ai croisé la route d’Adam, nous avons alourdi notre chargement du matos d’escalade pour varier les plaisirs. Nous apprécions de plus en plus les pistes callouitteuses perdues au milieu de nulle part.

Adeptes de camping sauvage, on fait tout pour éviter les villes au maximum. Je privilégie donc la solidité du matériel et la facilité de l’entretien. J’ai un cadre en acier avec des roues de 26’’ qui avait à la base des V-brake et que j’ai fini par passer en disques à câble. Je n’aime pas l’idée que les vélos sont des biens de consommation comme les autres et j’essaye de les faire durer au maximum. J’ai beau réparer tous types de vélos dans mon boulot, je continue d’apprendre tous les jours.