"Choisir de manière pertinente sa plaquette de frein vaut mieux que remplacer totalement son frein". Tel est le postulat de départ à l’origine de ce dossier. Après un essai comparatif entre deux vélos, pourtant pourvus des mêmes freins et disques Formula, il était frappant de constater à quel point les freinages étaient différents. Et pour cause, les deux bikes n’étaient pas équipés des mêmes plaquettes, rodées de manières différentes... Mais alors, pourrait-on révolutionner son freinage en apportant un soin particulier à ses plaquettes ?

Faites vos jeux

Si l’on peut influer sur le freinage via ses plaquettes, il ne faut tout de même pas espérer renverser des montagnes : le mécanisme du frein (course du levier, ratio hydraulique, etc) représente 50 à 60 % du fonctionnement, une part non modifiable. Restent donc tout de même 40 à 50 % sur lesquels on peut avoir prise ! Entre les garnitures « métalliques » ou « organiques », lesquelles correspondent le mieux à ses préférences et ses contraintes de pratique ?

A chacun son tour !

En connaissant « ces rapports d’influence », libre à toi de choisir tes futures plaquettes. Que valent les plaquettes génériques face à celles d’origine ? Les lauréates d’une notation entre 15 et 20 font le poids face à des produits spécifiquement développés avec le frein. Des résultats obtenus en tenant compte des phénomènes de « Fading & Recover ». Sans chercher à devenir un expert en tribologie, le protocole suivi fait la part belle aux analyses sensorielles. Des 15 pages qu’il occupe, on t’en livre les 11 points clés à la fin de ce dossier, au cas où il te viendrait l’envie de nous imiter. Désormais, il n’y a plus de raison d’être surpris du comportement de ses freins, si ce n’est être bluffé par l’amélioration que tu pourras leur apporter !

Différences entre Organiques et métalliques ?

Les deux types de plaquettes partagent un support métallique identique, parfois cuivré. La différence se fait sur la constitution de leurs garnitures. Les organiques sont formées à partir de résines qui servent de liant à un faible taux de métaux. Les métalliques (aussi appelées sintérisées, sintered ou frittées) sont composées d’un agrégat de particules de métaux (cuivre, bronze, fer, céramique, graphite...) fortement compactées. À l’œil, ces deux textures sont reconnaissables, mais c’est à l’usage que l’on sent les réelles différences. Une fois rodées, les organiques offrent toutes leurs performances dès le premier freinage. Les métalliques demandent une montée en température de 2 à 3 freinages avant de délivrer leur pleine puissance. Hormis les toutes meilleures, les plaquettes organiques ont une température de fading (voir encadré) plus faible que les métalliques, mais vivent un peu mieux le fait de dépasser leur plage de fonctionnement. Les métalliques conservent leurs caractéristiques à des températures supérieures mais vivent mal, pour certaines, que l’on dépasse leur température de fading. Hormis les meilleures, elles perdent irrémédiablement de leurs capacités.

Le comportement d’un frein

Par principe pour le pilote, freiner revient à appliquer un effort sur le levier. Le frein, par mécanisme puis par système hydraulique, multiplie cet effort pour que les plaquettes « pressent » suffisamment sur le disque. Un frein peut ainsi multiplier jusqu’à 50 fois l’effort du pilote. Il ne le fait cependant pas de manière constante sur la course du levier. Certains freins démultiplient plus au début, puis se stabilisent. D’autres ont un comportement inverse, commençant tranquillement avant d’augmenter le rapport. Pour cet essai, deux paires de plaquettes rodées de manière identique ont été utilisées : l’une en garnitures métalliques, l’autre en garnitures organiques. Le frein propose des valeurs de puissance de freinage différentes, à l’attaque puis à pleine puissance, selon la garniture utilisée, mais l’évolution du comportement est similaire : « ça plante fort avant de se stabiliser ». il ne faut pas confondre « comportement » et « toucher » d’un frein. Ce dernier définit comment on perçoit l’entrée en contact des plaquettes et du disque. Suivant les caractéristiques de l’huile, la qualité des durites, la présence de bulles d’air dans le circuit, la performance du rattrapage de dilatation du liquide de frein, la déformation du levier de frein et celle de l’étrier, il peut être plus ou moins « spongieux ».

Bêtises à ne pas faire

Choisir la plaquette qui ne correspond pas à son frein !

Chaque modèle d’étrier a besoin d’une plaquette dont la forme du support et de la garniture est spécifique. Par exemple : une plaquette destinée à un frein Formula ne s’adapte pas sur un frein Magura. Rectifier la plaquette expose à de très gros risques : décollement de la garniture, perte de la plaquette, endommagement de l’étrier. Mieux vaut rapporter les plaquettes neuves à son magasin et demander un échange !

Changer une seule plaquette

Elles doivent s’user de manière identique. Si l’une est plus usée que l’autre, il faut faire contrôler le frein pour prévenir d’un défaut de fonctionnement, et changer les deux plaquettes. Sans ça, on risque de perdre en puissance de freinage et d’endommager le disque !

Oublier de monter le ressort

La double fourche en acier qui écarte les plaquettes évite qu’elles ne frottent sur le disque. En l’oubliant ou en ne la remplaçant pas en cas de casse, on perd en rendement, le bruit provoqué peut être désagréable et le frein peut chauffer au point de ne plus freiner suffisamment au moment où l’on en aura besoin !

Vouloir monter une plaquette métallique et une plaquette organique

En théorie, pas de gros soucis, certains pilotes le tentent pour profiter de l’avantage des deux types de garnitures. Mais attention, en mixant les garnitures, on risque de mixer les niveaux de qualité. Si les plaquettes ne s’usent pas de la même manière, il faudra être d’autant plus vigilant et organisé pour les changer ...

Oublier de remettre la vis de fixation des plaquettes !

Les conséquences peuvent être très graves : si les plaquettes s’échappent, adieu les freins et bonjour l’arbre au bord du chemin ... Pour être sûr qu’elle ne se dévisse pas, remets bien son clip !

Mettre de l’huile sur les plaquettes ou le disque

Une fois au contact d’un corps gras, ces deux éléments ne fonctionnent plus. Le disque peut être récupéré en le nettoyant avec un puissant dégraissant. Les plaquettes sont mortes : la structure poreuse garniture ne perdra jamais tout ce qu’elle a absorbé. Alors, attention lorsque tu joues avec ton aérosol ...

Les différents rodages possibles

Rodage à l’eau boueuse, sans charge : on ne s’explique pas exactement pourquoi, mais la présence d’eau boueuse sur le disque et les plaquettes a tendance à favoriser le rodage. L’attaque du freinage en est décuplée. C’est la méthode utilisée notamment par les trialistes pour roder leurs freins. Rodage à sec, sans charge : il consiste à de brèves mais dynamiques « lichettes » de frein répétées, à faible vitesse et sur sot plat. On en répète en général entre 80 et 150 avant de sentir la puissance de freinage se stabiliser. On favorise ainsi le mordant des plaquettes et on obtient un frein à forte attaque à basse température. Rodage à sec, sous charge : dans une pente légère, on profite de l’élan pour réaliser des freinages plus longs et progressifs. On en répète entre 10 et 30 avant de sentir la puissance de freinage se stabiliser. On favorise là un mordant plus doux des plaquettes. À basse température, le début du freinage est plus facile à doser, sans pour autant perdre en puissance ensuite.

Rodages possibles suivant la garniture

Attention, certaines plaquettes dont les organiques (plus fragiles), ne supportent pas tous les types de rodages.

Quelles textures pour quelle pratique ?

Les plaquettes organiques offrent l’avantage d’être performantes dès le début d freinage, à basse température. Certaines sont dotées d’une température de « fading élevée et retrouvent bien leurs capacités après la chauffe. On pourrait donc pet qu’il s’agit des plaquettes idéales. Cependant, les meilleures plaquettes métallique offrent des puissances de freinage plus importantes et ont une température de fadir légèrement plus élevée. On peut donc logiquement conseiller les premières pour une grande plage d’utilisation allant du XC aux prémices de l’Enduro, tant que l’on reste à des vitesses modérées et si des dénivelés relativement faibles (300m de D- par descente). Au-delà, les enduristes compétiteurs et autres accros du dénivelé négatif et de la vitesse opteront pour des garnitures métalliques.

Zone d’utilisation de la garniture parmi les pratiques

Le layer

Lors du frottement de la plaquette sur le disque, ces deux éléments ont des effets réciproques. l’état de surface de la garniture se modifie (voir encadré "les différents types de rodages") en laissant un dépôt de matière particulier, Elle forme en permanence un état de surface du disque unique C’est cet état que l’on appelle "layer" (calque en anglais). À toute plaquette correspond un layer unique. C’est pour Cela que lorsque l’on remplace un disque par un autre déjà utilisé avec les mêmes plaquettes (en changeant de paire de roues par exemple), plaquettes pourtant rodées, on a la sensation que le frein nécessite un nouveau rodage. C’est pour cette raison également que pour cet essai (voir protocole), nous avons attribué un disque à chaque paire de plaquettes.

Fading & Recover

Après une longue période sans freiner, on considère que l’étrier, les plaquettes et le disque ont bien été ventilés et sont froids. Le début du freinage suivant se déroule donc à basse température. Au fur et à mesure du frottement des plaquettes sur le disque, la température augmente. Si les freinages puissants se succèdent, la température peut fortement augmenter jusqu’à ce qu’elle soit trop élevée pour la plaquette. Son coefficient de friction va chuter. Le freinage perd une partie de sa puissance. Ce phénomène est appelé « fading » (évanouissement en anglais). Si l’on arrête de freiner, la température va alors revenir dans une plage de fonctionnement raisonnable. Certaines plaquettes retrouvent alors toutes leurs capacités, d’autres en ont perdu une partie à jamais. Cette faculté de la plaquette à récupérer ses capacités est appelé « recover ». Attention à ne pas confondre le phénomène de glaçage (modification temporaire de l’état de surface d’une plaquette due à l’échauffement rapide. État de surface qui devient temporairement lisse et peut retrouver son état normal au papier de verre) et le phénomène de fading/recover.

Tribologie

Le frottement, l’adhérence et l’usure sont trois phénomènes dont l’étude constitue une science particulière : la tribologie. Ce terme est issu des mots grecs tribein (frotter) et logos (étude). Elle vise à caractériser les phénomènes susceptibles d’intervenir entre deux objets matériels en contact, qu’ils soient immobiles ou animés d’un mouvement relatif... Dans la vie de tous les jours, c’est le frottement qui permet de tenir debout, d’appuyer une échelle sur un mur ou bien de lacer ses chaussures !

Pourquoi Formula ? Chez Formula, Arnaud Viac — le responsable France — est devenu un spécialiste du développement des plaquettes et des phénomènes de fading et recover (voir encadré à ce sujet). En effet, pour des raisons de performance et de fiabilité, Formula prend le parti de concevoir des produits dont les plaquettes montreront leurs limites avant le frein. Milieu de gamme, le RX possède un ratio hydraulique faible. En générant peu d’effort sur la plaquette, il lui en demande plus en qualité de friction, pour freiner fort.

Partie 2

Source : VV N°229