Freins à disque sur vélo de route

Pour mieux comprendre un des enjeux techniques dans les vibrations aux freinages :

Le Stick-slip => coller-glisser
fr.wikipedia.org/wiki/Stick-slip

Le phénomène en vidéo ci-dessous : On voit clairement comment des surfaces frottantes peuvent engendrer de la vibration ! ( => les changements de vitesse engendre la vibration)


Si on retransmet ce phénomène sur l'exemple de pistes humides, qui peut potentialise le phénomène, car le filme d'eau fait encore plus glisser la garniture sur le disque et d'un coup le film d'eau est "cassé" la garniture revient en contact "direct" avec le disque et cela freine très fort !
On peut même imaginer des micro-bloquements du disque, ce qui fait reculer la fourche (sans blocage du pneu au sol) puis le glissement reprend et les tensions dans la fourche et le pneu ce libèrent .. ! Je pense que l'on a tous vécu (sur tout sur des vélos bas de gamme ces vibrations importantes dans la fourche, elles sont engendré par le stick-slip !
Cela ne ce traduit pas forcement en bruit, mais cela peut aussi !

D'après la littérature, les bruits de freinage peuvent venir de couplages dynamiques induits par arc-boutement. En anglais : sprag-slip.

Cela est une autre cause que celle que tu décris. Je suppose qu'il peut y avoir plusieurs causes simultanées.

Exemple de travaux sur le sprag-slip : ici et ici (truc rigolo : je suis tombé dessus par hasard, et le directeur de thèse est un de mes collègues d'enseignement).

Edit : D'après la 2ème référence (pages 17 et 18), les bruits produits par arc-boutement ont une basse fréquence de 100 à 400 Hz. Donc ce n'est pas la cause des bruits de crissement très aigus qu'on entend.
Ces bruits de crissement sont appelés "squeal" en anglais...

Les freins de mes copains font des bruits de crissement par temps sec. Cela dure depuis plusieurs mois (peu après l'achat du vélo), et ils ne sont pas encore arrivés à les faire taire.

Un article en anglais, trouvé avec les mots clés "squeal brake disc" : www.cyclingweekly.com/news/product-news/why-do-d...brakes-squeal-451850

Ça ne pourrait pas être le sprag-slip qui excite une harmonique de fréquence plus élevée ?

teamdindon écrit:

Ça ne pourrait pas être le sprag-slip qui excite une harmonique de fréquence plus élevée ?

Non, les harmoniques des vibrations réelles (hautes) ne viennent pas d'excitation plus basses comme celles qu'on retrouve dans les mesures fréquentielles avec des pics dûs à la fréquence propre (élevée) du capteur (2000 à 4000 Hz pour les capteurs piezo)...

D'après ce que j'ai compris, les bouclards savent vendre des vélos à disque, mais ils ne font pas l'effort de re-surfacer les portées d'étrier de manière adéquate avec ce genre d'outil www.parktool.com/product/disc-brake-mount-facing-set-dt-5-2 ...
ou alors ils ne vérifient pas le centrage des étriers pour que les plaquettes touchent simultanément le disque lors du freinage.

Cette page de ParkTool indique que les garnitures métalliques sont plus bruyantes que les organiques : www.parktool.com/blog/repair-help/disc-brake-pad-removal-installation

gillesF78 écrit:

D'après ce que j'ai compris, les bouclards savent vendre des vélos à disque, mais ils ne font pas l'effort de re-surfacer les portées d'étrier de manière adéquate avec ce genre d'outil www.parktool.com/product/disc-brake-mount-facing-set-dt-5-2 ...

Oui, en effet, il y a des vélos sur lesquels ce genre d'intervention résoudrait pas mal de problèmes.
Par contre, je ne sais pas si c'est du ressort du bouclard de faire ça sur un vélo neuf. On ne demande pas au concessionnaire Peugeot de resurfacer la culasse défectueuse de la 208 neuve qu'il va vendre à son client.

Carrément... sans même parler de compétence technique, en principe toute modif sur le cadre hors fabricant implique une perte de garantie (voire un souci de responsabilité en cas de casse puis accident, ok je noircis le tableau volontairement pour un ressurfaçage).
Même problématique pour l'adepte de montage à la carte, qui se paie un kit-cadre hors de prix mais doit se le ressurfacer ??

david38 écrit:

J'ai monté du XTR devant et du XT derrière sur mes nouvelles roues (c'était ce qu'il y avait de disponible au moment de la commande sur le site où j'ai acheté mes roues et je ne voulais pas multiplier les commandes). Du XTR/XT neuf, ça "couine" plus sous la pluie que les disques d'origine de mon Giant. A voir dans le temps si ça se calme...

Pour revenir au problème de david38 : giant lui a vendu un cadre à freinage disques qui crisse...

mon copain jiji a acheté un bianchi oltre xr3 : pareil

et Hotpyrénées a un trek emonda SLR7 qui crisse drôlement fort...

et lors de ma MMBC 2021, un gars nous a cassé les oreilles pendant toute la première descente (horrible).

Ca fait beaucoup de constructeurs "hauts de gamme" qui vendent de la merde... A moins que ce soit la structure du cadre ou des étriers qui se déforme...

vous m'avez refroidi avec vos histoires de disques
j'étais presque décidé à passer au disque
tant pis pour pasqua1 mon
colnago n'est plus a vendre😜

jfd_ écrit:

@TeamD : eu égard au coût d'un bon matériel pour resurfacer les pattes PM, difficile de dire au client qu'il faut qu'il s'achète un kit d'outillage de plus de 500€ (le PT dt-52, chez Var-Tools, c'est un peu plus même là aussi de mémoire) pour l'utiliser deux fois à l'AV et à l'AR du biclou....

J'entends bien, mais à mon sens, ce n'est ni au client, ni au revendeur de devoir faire les opération de rectification sur un vélo qui est non conforme à sa sortie d'usine (les tolérance géométriques demandées sur les cadres sont suffisamment explicites chez les équipementiers comme Sram ou Shimano)

cyclo13 écrit:

tant pis pour pasqua1 mon
colnago n'est plus a vendre😜

Euh...
Ne pas me confondre avec celui qui a dit « sans de Gaulle et Paul Ricard, je ne serais pas ce que je suis. »

J'aurais d'ailleurs plus volontiers dit « sans Colnago et Campagnolo, je ne serais pas le cycliste que je suis »...

#gillesF78

Merci pour l'information sur le sprag-slip, je ne connaissais pas le nom de ce phénomène (j'irai lire le document dès que j'ai un peu de temps :-) !
Comme tu l'exprimes cela doit a voir aussi un rapport avec le Stick-slip dans au moins une certaine mesure !
De mémoire, dans le stick-slip, on parlait aussi d'un bourrelet de matière (déformation de la piste) devant "l'objet qui ce déplace " ! (Évidement suivant les matériaux, et leur dureté respective .. )


Dans cette video de vulgarisation, il le qualifie le sprag-slip aussi de "chattering", phénomène que l'on parle depuis des décennies en moto piste, mais pour des problèmes vibratoires influençant la tenue de route (pour faire simple) !

Cependant mon propos initial était surtout de faire sentir ( via une vidéo d'hyper vulgarisation) un phénomène mécanique qui induit du vibratoire dans les problèmes frottements ! Après, je ne dis pas à coup sûr que c'est celui-ci qui correspond aux fréquences audibles !

Je ne suis pas un spécialiste des modes vibratoires et tous les problèmes frottements qui demandent d'être très pointu !

Pour l'aspect géométrique, je rejoins les avis émis de son importance !
Un peu étonné que des cadres et fourches ne sortent pas top sur cet aspect primordiale, déjà pour l'efficience du freinage, ce n'est pas difficile à contrôler !
Après le coût du reprise là effectivement ce n'est pas impossible que certains constructeurs en font l'impasse ( cependant, j'ai déjà vu pire dans des plans "éco " en industrie) !
Par contre un paramètre, certain étrier sont monté plus ou moins rotulé qui permet de récupérer un peu du défaut en même temps que l'on centre l'étrier, on règle in fine le parallélisme plaquettes /disque !
Et je rejoins l'avis que c'est une source vibratoire potentielle ce problème géométrique (en plus de l'efficience) (Pour info le réglage des patins idem et beaucoup plus difficile à bien faire je trouve) !

Pour le sav, le montage du vélo en concession, la préparation pour la première utilisation, cela peut très bien être une fiche constructeur de reprendre (ou pas) ce problème géométrique ( encore une fois de plus j'ai vu bien pire et parfois à l'insu du client sur des actions faites lors de révision ou de rappel de contrôle etc..)! Et sauf exception on peut considérer que c'est aussi le boulot du mécano vélociste de rectifier un problème pour son client ! (Même sur le fond cela devrait sortir nickel de l'usine !!!!)
Pour le SAV entre on lui revoie le cadre ou le boubou règle le PB, je crois que le constructeur tranchera vite (c'est une question économique basique ! Sauf spécificité technique !)

#cyclo13
Les bruits de freins à disque (qui existe aussi en patin) ne sont pas une problématique grave de fonctionnement, et surtout cela concerne un très petit nombre de ce que j'ai constaté !!!
En compétition, etc je'ai pas souvenir de frein à disque bruyant de mes collègues en disque ( je suis encore en patin en route) ! En CX uniquement dans l'humide, mais honnêtement on ne ce bouche pas les oreilles lié à une épidémie de bruit insuportable, vraiment pas ! J'ai des collègues en VTT qui ont eu au début du disque du bruit disparue dès le rodage fini et plus du tout revue avec les plaquettes suivantes !
Bref peut-être il y a la une petite série bruyante à lire les commentaires ici, mais cela reste a priori un épi phénomène et surtout je ne fais de pas de soucis à le résoudre techniquement ! (Il faut juste casser la fréquence, et les possibilités technique sont multiples voir mon message précédent ) !

Pour les pollutions, déjà bien nettoyer les pistes des freins ( aussi vrai sur les jantes => quand mes jantes (patins) sont sales elles sont bruyantes !!), que les pistes des disques !
La pollution des plaquettes, quelles type pollutions ! Ok certaines plaquettes sont en métal fritté et le frittage peut garder des particules !
Mais honnête que cela soit en moto ( compétition) ou VTT un coup de ponçage (ponçage en 8 à plat) et les plaquettes re-fonctionnent "top" et visuellement les garnitures des plaquettes sont d'un aspect comme les garnitures neuves !
Je passe peut-être à coté d'un phénomène de pollution spécifique, mais a priori je n'y pas été affecté depuis des années de pratique ! (Mais pas impossible !)

Par contre en long raid VTT j'ai régulièrement eu des pb de pollutions avec des plaquettes Shimano métal avec une baisse significatif de l'efficience du freinage, plaquette toutes noires ( cela met arrivé de changer en cours de raid pour retrouver l'efficience originelle du freinage !
Et un simple ponçage les plaquettes noircies, elles redevenaient efficientes ! (Ce ne sont pas des glaçages, enfin c'est curieux d'aspect , je me suis interrogé sur le couplage avec mes disques Ashima ARO 08! Mais avec des plaquettes Magura ou Sram et le même type de disque je suis beaucoup vraiment ennuyé.. !

PS anecdote moto, qui me revient à l'esprit, en piste à une époque les pilotes sponsorisé par Ferrodo, avait des gros bruit de freinage et les autres avec les mêmes motos non (après je n'ai pas été expertiser leur moto, mais bon a priori c'était ces plaquettes spécifique le sujet du bruit !)

krystau écrit:

Comme tu l'exprimes cela doit a voir aussi un rapport avec le Stick-slip dans au moins une certaine mesure !

Ah, non ! Les conditions de déclenchement de l'arc-boutement ne sont pas de même nature que celles du frottement sec !

gillesF78 écrit:

david38 écrit:

J'ai monté du XTR devant et du XT derrière sur mes nouvelles roues (c'était ce qu'il y avait de disponible au moment de la commande sur le site où j'ai acheté mes roues et je ne voulais pas multiplier les commandes). Du XTR/XT neuf, ça "couine" plus sous la pluie que les disques d'origine de mon Giant. A voir dans le temps si ça se calme...

Pour revenir au problème de david38 : giant lui a vendu un cadre à freinage disques qui crisse...

mon copain jiji a acheté un bianchi oltre xr3 : pareil

et Hotpyrénées a un trek emonda SLR7 qui crisse drôlement fort...

et lors de ma MMBC 2021, un gars nous a cassé les oreilles pendant toute la première descente (horrible).

Ca fait beaucoup de constructeurs "hauts de gamme" qui vendent de la merde... A moins que ce soit la structure du cadre ou des étriers qui se déforme...

la version d'origine de mon vélo ne couine pas sous la pluie, c'est sur la première sortie sous la pluie une fois équipé avec des roues/disques plus haut de gamme que c'est devenu sonore. Ce sera à confirmer sur la durée...

Roulant souvent en groupe, ou désormais le disque est majoritaire, je n'entends que rarement des couinements. D'ailleurs je n'ai même pas souvenir de la dernière fois. A la limite je suis plus souvent gêné par les gens dont les boitiers craquent..

Pardon de cette question de béotien au milieu de vos échanges, mais cela indiquerait-il que l'offre "route" en matière de disque s'est contentée de copier l'offre "VTT" inadaptée aux "pollutions" de la route ?

N.B. j'avais même presque compris le contraire en lisant des utilisateurs qui privilégient des disques Shimano XTR qui couinent moins que leurs homologues routes (mais je me trompe peut-être... je ne suis plus sûr )

Il me semble que la vraie raison du choix des XTR est qu'ils sont plus légers (ailettes de refroidissement moins grandes). Pour le reste, je suis prêt à parier qu'ils sont strictement identiques aux Dura-Ace.

Ceci étant, p-ê que les ailettes moins développées génèrent des ondes sonores de moins grande amplitude ...

gillesF78 écrit:

krystau écrit:

Comme tu l'exprimes cela doit a voir aussi un rapport avec le Stick-slip dans au moins une certaine mesure !

Ah, non ! Les conditions de déclenchement de l'arc-boutement ne sont pas de même nature que celles du frottement sec !

Effectivement ma mémoire m'a trahit en écrivant mon propos !
Dslé je n'aime pas déformer les propos des autres (et que l'on déforme les miens) ! Tu parles bien de phénomène potentiellement en parallèle !

Dans cet article il propose une synthétise de la différence entre les 2 phénomènes :
www.sae.org/publications/technical-papers/content/2018-01-0674/
"..
Dans cet article, il est confirmé que le principe de la ceinture est le plus étroitement lié au stick-slip et au sprag-slip parmi diverses caractéristiques de vibration. Le stick-slip est exprimé par l'accumulation d'énergie et la divergence due à la différence de coefficient de frottement statique et dynamique. Le sprag-slip définit l'instabilité de la structure géométrique due à l'angle des lèvres sur la courroie. Dans cet article, le modèle physique et l'équation d'énergie sont établis pour les deux phénomènes ci-dessus. Le stick-slip peut être résolu en diminuant la différence des coefficients de frottement statique et dynamique. Le sprag-slip est causé par le rapport de la rigidité en compression et en cisaillement des lèvres.
.. "


Après dans propos je projetais l'idée que dans les problèmes sprag-slip , le stick-slip pouvait intervenir au delà de l'arc-boutement ! Dans l'arc-boutement l'adhérence intervient pour provoquer le blocage ..

Après comme les synthèse proposé, la différence c'est le stockage de l'énergie qui est différent ! J'avais tendance en pensé que les 2 phénomènes était toujours présent ensemble !


Cependant à creuser, sujet intéressant ..