A) Les freins à mâchoires.

Ils sont de loin les plus répandus dans le domaine du cycle. La force de freinage des freins à mâchoire provient de l'application d'un patin (habituellement en cuir ou en caoutchouc) sur la jante.

Le cycliste presse un levier de frein monté sur le guidon. Les patins entrent en contact avec la jante de la roue en rotation. La friction ralentit la roue et donc la bicyclette.

Diverses solutions existent:

•à tirage central,

•à tirage latéral,

•à tringle,

•U-brakes...

Avantages et inconvénients: Les freins sur jante sont bon marché, légers, leur mécanisme est simple, leur maintenance aisée, et ils sont puissants. Néanmoins, leur performance se dégrade lorsque les jantes sont humides. Ce problème est plus marqué avec des jantes en acier ou des jantes chromées qu'avec des jantes en aluminium que l'on trouve sur des vélos plus chers. De plus, les freins sur jantes s'encrassent facilement avec la boue, en particulier lors de la pratique du vélo tout terrain.

Les freins sur jante nécessitent une maintenance régulière. Les patins peuvent s'user rapidement et doivent alors être remplacés. Au fil du temps, les jantes s'usent également. On doit donc vérifier le degré d'usure de leur paroi de temps en temps pour éviter la rupture de la jante, qui aboutit la plupart du temps à une chute grave. En fonction des patins et de la jante, cela peut arriver après quelques milliers de kilomètres surtout si le vélo a été utilisé par temps humide ou dans de la boue qui, prise entre le patin et la jante, agit comme un abrasif. L'inclusion de grains de sable dans les patins peut aussi conduire à une usure rapide de la jante. De plus l'inclinaison et l'usure des patins peut générer un bruit très puissant lorsque le frein est actionné, on dit : « avoir les freins qui chantent ».

B) Les freins à disques.

Les freins à disque consistent en un disque de métal attaché au moyeu et qui tourne avec la roue. Les étriers sont attachés au cadre ou à la fourche avec des plaquettes qui viennent frotter de chaque côté du disque. On utilise des freins à disque pour les motos depuis des décennies, et c'est le type de frein le plus répandu. Après plusieurs tentatives (partiellement réussies) au cours des dernières décennies de les introduire dans le domaine de la bicyclette, ils sont maintenant en train de se populariser. Des améliorations récentes sur le poids, le prix et la fiabilité des matériaux ont poussé plusieurs constructeurs à développer des systèmes de frein à disque qui se généralisent. On les utilise principalement pour rouler en VTT en dehors des pistes goudronnées, mais aussi parfois sur les vélos hybrides et les vélos de tourisme. Certains tandems ont un frein à disque sur la roue arrière en plus de freins sur jante.

Avantages et inconvénients: La qualité du freinage des freins à disque reste la même quelles que soient les conditions, y compris l'eau, la boue, et la pluie. Cela est dû à plusieurs facteurs :

Tout d'abord, ils ne sont pas en contact avec la jante, ce qui les protège des saletés ou de l'eau qui peut stagner et geler sur la jante par temps froid. Les freins restent donc plus propres. Ensuite, les disques ont tendance à être moins voilés que les jantes, ce qui permet aux freins à disque d'être plus proches de la surface de freinage et leur procure ainsi un avantage mécanique plus grand que les freins sur jante. Ils appuient donc plus fort. De plus, des trous dans le disque permettent l'évacuation de l'eau. Pour ces raisons, les freins à disque freinent (presque) aussi bien par temps humide que par temps sec.

Ils évitent aussi l'usure des jantes, en particulier dans les conditions boueuses, et n'ont pas besoin que les roues soient bien dévoilées. Les plaquettes ne sont en général pas en caoutchouc, mais plutôt en métal soudé ou en composé organique. Elles durent donc plus longtemps que les freins sur jante. Les freins à disque offrent une plus grande plage de puissance de freinage et nécessitent généralement, à puissance de freinage égale, une force moins grande de la part du cycliste.

C) les freins à tambours

Les freins à tambour sont utiles par temps humide, insensibles à la boue et faciles à régler. Ils sont très lourds, plus compliqués et souvent moins efficaces que des freins sur jante, mais ils ont besoin de moins de maintenance et leur efficacité n'est pas affectée par la pluie. On trouve des freins à tambour actionnés aussi bien par des câbles que par des tringles. Dans certains pays, en particulier aux Pays-Bas, on les trouve couramment sur des bicyclettes utilitaires ; ils équipent aussi souvent les triporteurs et vélos-cargos.

Les freins à tambour pour bicyclettes fonctionnent comme ceux pour voiture, mais n'ont pas de cliquet d'autoajustement ni de commande hydraulique. Deux patins subissent une pression excentrique en direction de la surface de freinage à l'intérieur du tambour solidaire du moyeu de la roue. Le diamètre intérieur du tambour est typiquement de 70~120mm. Les freins Roller brake de Shimano sont une variante particulière de frein à tambour: en lieu et place des patins, c'est une couronne de galets cylindriques en acier qui vient prendre appui sur l'intérieur du tambour. Ce type de frein exige un entretien particulier comme les galets doivent être enrobés d'une graisse spéciale (ne jamais utiliser une graisse non prévue à cet usage). Lorsque la graisse vient à manquer ces freins s'échauffent fortement et peuvent provoquer un blocage de la roue et un accident grave. Il faut donc les regraisser sans attendre dès qu'ils donnent des signes de blocage. Pour éviter la surchauffe qui survient assez rapidement en cas de freinage prolongé en descente, les versions les plus récentes de freins roller brake sont équipées d'un disque de refroidissement avec ou sans ailettes.

D) D'autres solutions

Le freinage par rétropédalage : Le frein à rétropédalage est un frein à tambour intégré dans le moyeu arrière, avec roue libre interne. La roue libre fonctionne de manière classique, mais lorsque l'on pédale en arrière, le frein s'enclenche au bout d'une fraction de tour.

Le frein à patin: Le frein à patin (sur bande de roulement) fut l'un des premiers types de freins, apparu avant le pneumatique. Il fut d'abord utilisés à la fin du XIXe siècle sur les grand-bi dont les pneus étaient en caoutchouc. Il continua d'être utilisé après l'apparition de la bicyclette de sécurité, qui était équipée de pneumatiques. Il consiste en un patin (souvent en cuir) que l'on appuie sur le haut du pneu avant. Il est quasiment tout le temps actionné par une barre que l'on dirige depuis un levier placé sur la droite du guidon. Dans les pays en développement, on place parfois sur de vieux roadsters un frein à patin actionné par le pied. Il est constitué d'un battant attaché par un ressort sur l'arrière du pivot de la fourche. Lorsque le cycliste appuie son pied contre le patin, le ressort se détend et le patin vient frotter contre le pneu avant.

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