Understanding Bike Gearing: Ratios, Speeds & Shifting

Un rapport de braquet, c'est le nombre de dents du plateau divisé par le nombre de dents du pignon. Un plateau de 50T avec un pignon de 11T donne 4,55, donc la roue tourne 4,55 fois par coup de pédale ; un plateau de 34T avec un pignon de 34T donne 1,00, soit un tour de roue par coup de pédale. Tout le reste du sujet consiste à rendre ce nombre utile : le convertir en vitesse, le comparer d'un vélo à l'autre, et décider combien de ces rapports vous servent vraiment.

Ce guide couvre le calcul, les trois façons de comparer des braquets, l'arbitrage entre amplitude et étagement qui gouverne tout choix de pédalier et de cassette, et la partie que la plupart des guides ignorent : ce que votre choix de braquet fait au rendement de la transmission et à la qualité de passage.

Calculer un rapport de braquet et lire le résultat

La formule tient en une division : dents du plateau divisées par dents du pignon. Un chiffre plus élevé donne un braquet plus dur et plus rapide. Un chiffre plus bas donne un braquet plus souple et plus lent. C'est tout, et cela vaut pour tous les vélos jamais construits.

Deux conséquences découlent de ce tableau. D'abord, un même rapport peut s'obtenir par des combinaisons différentes : 50x25 et 34x17 valent tous les deux à peu près 2,00, ce qui explique pourquoi compter les pignons d'une cassette ne vous dit rien sur le nombre de vitesses réellement utilisables. Ensuite, le rapport ne dit rien de la taille de la roue, et c'est là qu'intervient la mesure suivante.

Ce premier point mérite un instant d'attention. Une transmission 2x12 est vendue comme 24 vitesses, mais une fois retirés les rapports doublons et les combinaisons croisées que vous n'utiliseriez pas de toute façon, le nombre de vitesses réellement distinctes et utilisables tourne plutôt autour de 16 ou 18. La bonne question n'est pas combien de pignons vous avez, mais quelle est l'amplitude entre votre braquet le plus souple et le plus dur, et à quel point les écarts sont répartis régulièrement.

Gear inches, développement et gain ratio

Les rapports ne comparent que deux pignons. Pour comparer des braquets d'un vélo à l'autre, il faut inclure la roue, parce qu'un même rapport sur une roue de route 700x25c et sur un pneu gravel 700x45c ne parcourt pas la même distance.

Les gear inches multiplient le rapport par le diamètre de roue en pouces. C'est la plus ancienne des trois mesures, héritée de l'époque des grands-bis où le braquet était littéralement la taille de la roue, et elle reste la plus citée. Les braquets souples se situent autour de 20 à 30 gear inches, les braquets intermédiaires autour de 70, et les grands braquets à 120 et plus.

Le développement, aussi appelé déroulement, multiplie le rapport par la circonférence de roue en mètres. Il répond à la question la plus concrète des trois : quelle distance le vélo parcourt-il pour un tour de pédalier.

Le gain ratio ajoute la longueur de manivelle à l'équation, en comparant la distance parcourue par la roue à la distance parcourue par votre pied. C'est la mesure la plus complète et la moins utilisée, mais c'est celle qui explique pourquoi changer de longueur de manivelle change la sensation d'un braquet sans changer le rapport.

Chiffres calculés pour une roue et un pneu 700x28c, soit environ 2136 mm de circonférence de roulement et 26,8 pouces de diamètre. Changez de taille de pneu et tous les chiffres bougent légèrement, ce qui est précisément la raison pour laquelle la roue doit entrer dans le calcul. Wikipédia tient une référence claire sur les gear inches et sur les mathématiques du braquet si vous voulez les démonstrations.

Du rapport à la vitesse : la cadence fait le reste

Un braquet n'a pas de vitesse. Un braquet associé à une cadence en a une, et la conversion est simple : développement en mètres, multiplié par la cadence en tours par minute, multiplié par 60, donne des mètres par heure.

Le haut du tableau compte moins qu'il n'y paraît. Un 50x11 à 90 tr/min donne 52 km/h, une vitesse que la plupart des cyclistes n'atteignent qu'en descente, où ils roulent en roue libre plutôt qu'en pédalant. Manquer de grand braquet est rare. Manquer de petit braquet arrive dans chaque montée raide, et c'est pourquoi les braquets route ont dérivé régulièrement vers des cassettes plus larges.

Amplitude ou étagement : le vrai arbitrage

Toute décision de braquet est le même compromis. Une amplitude large vous donne un braquet minimum plus souple, mais répartir le même nombre de pignons sur une plage plus large impose des sauts plus grands entre eux, et chaque saut force un écart de cadence plus important au moment du passage.

Le schéma est net : sur route, le plus grand braquet change à peine entre ces cinq configurations, alors que le plus petit change beaucoup. Vous ne choisissez pas vraiment une vitesse de pointe, vous choisissez à quel point votre braquet le plus souple sera dur, et quelle taille auront les écarts entre les vitesses.

1x contre 2x est le même arbitrage sous une autre forme. Supprimer le plateau avant supprime totalement le passage avant, et c'est pourquoi les vélos gravel et off-road ont adopté le 1x aussi largement : rien à rater sous la charge, moins d'entretien, une histoire de ligne de chaîne plus simple. Le prix, ce sont des sauts plus grands, puisqu'un seul plateau doit couvrir toute l'amplitude via la cassette. Sur route, où tenir une cadence est l'objectif, le 2x garde l'avantage sur la taille des écarts. Si vous voulez le détail pignon par pignon, notre guide des cassettes vélo couvre les tailles, les amplitudes et la compatibilité des corps de roue libre.

Choisir ses braquets pour le terrain que vous roulez vraiment

Partez de votre montée la plus raide et la plus fréquente, pas de ce que roule un professionnel. Deux règles couvrent la plupart des cas.

La règle du 1:1. Si votre petit plateau compte autant de dents que votre plus grand pignon ou moins, vous disposez d'un braquet 1:1 ou mieux, soit environ 11,5 km/h à 90 tr/min. Pour la plupart des cyclistes sur la plupart des pentes routières, cela suffit. Un plateau de 34T avec un pignon de 34T, ou un 36T avec un 36T, vous y amènent tous les deux.

Passez sous le 1:1 quand la pente ou la charge l'imposent. Des pentes régulières au-dessus de 10 à 12%, de longues ascensions alpines en fin de grosse sortie, du poids en bikepacking, ou simplement le fait de préférer mouliner à écraser, mènent tous vers un pédalier sub-compact. Un plateau de 30T avec un pignon de 34T donne 0,88, environ 10 km/h à 90 tr/min, et ne vous coûte presque rien sur le grand braquet que vous n'utilisez jamais.

Le contre-la-montre et le triathlon inversent la priorité. Sur un effort plat et soutenu, les braquets utiles se concentrent dans une bande étroite autour de la vitesse cible, donc la taille des écarts compte plus que l'amplitude. Une cassette serrée vous maintient à deux ou trois tours par minute de votre cadence cible quand la pente ou le vent change légèrement, au lieu d'imposer un saut de 6 ou 7 tr/min. C'est aussi la discipline où la friction de transmission coûte le plus cher, parce que l'effort ne s'arrête jamais.

Le gravel ajoute une variable de plus : le terrain est plus lent et plus variable, donc l'amplitude utile se situe globalement plus bas et la capacité à passer sous la charge compte plus que la taille des écarts. C'est le raisonnement derrière les chapes spécifiques gravel, construites autour de plus grands pignons. Notre chape Shimano GRX est prévue pour un montage double avec un pignon maximum de 36T, et la version gravel pour SRAM Apex 1 accepte jusqu'à un pignon de 42T.

Là où le braquet rencontre le rendement de la transmission

Les guides de braquets s'arrêtent en général au rapport. En pratique, la façon dont vous obtenez un rapport change la puissance perdue avant d'arriver à la route, et c'est la partie qu'il vaut mieux comprendre avant d'acheter quoi que ce soit.

Le croisement de chaîne vous coûte des watts. Grand plateau avec le plus grand pignon, ou petit plateau avec le plus petit : la chaîne travaille dans un angle pour lequel elle n'a pas été conçue. Elle s'articule latéralement en plus de circulairement, la friction monte, et la chaîne comme les pignons s'usent plus vite. Deux vitesses de même rapport ne sont pas également efficaces : c'est celle dont la ligne de chaîne est la plus droite qui l'est. Sur une transmission 2x, cela signifie en général changer de plateau plutôt que d'aller chercher les deux derniers pignons à chaque extrémité.

La taille des galets change la friction ajoutée par le dérailleur. Chaque maillon de chaîne qui contourne un petit galet doit s'articuler dans un angle serré, et cette articulation est une perte. Des galets plus grands réduisent cet angle, ce qui constitue l'argument mécanique des chapes surdimensionnées : un couple de galets 14/19T remplace le 11/11T standard et réduit la friction apportée par le dérailleur.

La qualité des roulements de galets se mesure. Friction Facts a mesuré les galets de dérailleur 11T CyclingCeramic à 0,039W contre 1,175W pour un galet Shimano Dura-Ace standard, soit une réduction de 97%, dans une comparaison portant sur 19 modèles de galets Shimano, SRAM et Campagnolo. L'ensemble des données de test est sur notre page tests et données lab.

Il y a aussi une question de compatibilité. Une chape surdimensionnée modifie l'enroulement et la tension de chaîne, elle doit donc être appariée à votre dérailleur et à votre pignon maximum plutôt que choisie sur l'apparence. Nos chapes de dérailleur surdimensionnées sont classées par groupe, nombre de vitesses et usage pour cette raison, et la page support galets de dérailleur couvre le montage et l'entretien.

L'essentiel

Un rapport de braquet, c'est une division, et une fois converti en développement puis en vitesse à votre propre cadence, toute la décision devient concrète : quelle est la vitesse la plus basse à laquelle je grimpe, et quel braquet y tient ma cadence. Pour la plupart des cyclistes sur route, la réponse est un pédalier compact avec une cassette assez grande pour atteindre le 1:1, et pour les fortes pentes ou le vélo chargé, quelque chose en dessous.

Ce qu'il faut ajouter, c'est ce qui se passe après le choix du rapport. Gardez la ligne de chaîne droite, évitez de vivre dans les pignons extrêmes, et rappelez-vous que le dérailleur lui-même est une source de friction sur laquelle vous pouvez agir. Une chape aéro surdimensionnée 14/19T ou un système de chape surdimensionnée complet vaut environ 3,3W de friction, tandis qu'un simple passage à des galets de dérailleur céramique 11T retire 97% de la friction des galets eux-mêmes. Pour le gravel, la chape gravel GRX et le jeu de galets 14T sont conçus autour des grands pignons de ces transmissions. Tous sont fabriqués à la main en France sur des roulements Grade 3 Si3N4 avec une garantie 4 ans.