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Jul 04, 2023

Guide d'achat des moyeux à vitesses internes

Qu'est-ce qu'un moyeu à engrenages internes, comment fonctionnent-ils et qui les fabrique ? Ce

Qu'est-ce qu'un moyeu à engrenages internes, comment fonctionnent-ils et qui les fabrique ?

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Par Paul Normand

Publié: 6 juin 2023 à 14h00

Un moyeu à engrenage interne fournit plusieurs engrenages sur une bicyclette dans une unité fermée logée à l'intérieur du moyeu arrière.

Presque tous les vélos à vitesses sont désormais équipés d'un système de dérailleur. Mais pendant longtemps, les moyeux à engrenages internes - également appelés «hub gears» - ont été le mécanisme de changement de vitesse préféré.

Vous pouvez toujours acheter une variété de vélos avec des moyeux à engrenages internes, mais ils sont le plus souvent vus sur des vélos conçus pour la conduite urbaine.

Ici, la possibilité de changer de vitesse à l'arrêt et les faibles besoins d'entretien offrent un avantage intéressant par rapport aux autres types de transmission.

Les moyeux à engrenages fonctionnent également bien avec les vélos électriques, certains moyeux à engrenages offrant des transmissions entièrement automatiques.

Bien que les moyeux à deux et trois vitesses soient toujours disponibles, les nouveaux systèmes offrent sept, huit ou 14 vitesses - il y a même une option de variation continue.

La répartition des engrenages sur les moyeux à engrenages internes modernes peut être aussi importante, voire supérieure, à la plupart des systèmes de dérailleur.

Dans ce guide d'achat détaillé, nous décrirons tout ce que vous devez savoir sur les moyeux à engrenages internes, leurs avantages et leurs inconvénients, leur comparaison avec les transmissions à dérailleur et les options disponibles.

Les moyeux à engrenages internes fournissent entre deux et 14 rapports de vitesse via un ensemble d'engrenages logés dans le moyeu arrière d'un vélo.

Le moyeu est généralement tourné via une transmission à vitesse unique, avec un seul pignon arrière transférant la puissance au moyeu.

Le fonctionnement exact d'un moyeu à engrenages internes diffère d'un modèle à l'autre, mais, d'une manière générale, à l'intérieur du moyeu se trouvent des ensembles d'engrenages planétaires, comme ceux utilisés dans de nombreuses boîtes de vitesses automatiques.

Les roues dentées sont engagées en permanence, avec des embrayages de verrouillage et de déverrouillage pour changer les vitesses actives, tandis que celles qui ne sont pas utilisées sont inactives dans le moyeu.

Dans les systèmes plus anciens, le changement de vitesse était initié via un câble du guidon qui se dirigeait vers le centre du moyeu.

Certains moyeux à engrenages utilisent encore ce mécanisme, mais il existe désormais également des moyeux à engrenages internes à changement électronique et sans fil.

Dans certains cas, le moyeu à engrenages intègre également un frein à rétropédalage, où le frein est actionné par rétropédalage, ou un frein à tambour (la variante de Shimano est appelée frein à rouleau). D'autres moyeux à engrenages ont des supports standard pour un rotor de frein à disque, tandis que certains utilisent des freins sur jante pour la puissance d'arrêt.

Le principal avantage d'un moyeu à engrenages internes est que ses engrenages sont… internes.

Cela signifie qu'ils sont protégés des intempéries, ce qui réduit les besoins d'entretien.

Le moyeu à engrenages Rohloff, par exemple, n'a besoin que d'une vidange d'huile chaque année pour le maintenir en parfait état de fonctionnement, selon la marque.

Shimano indique que ses moyeux devraient être entretenus tous les deux ans après un service initial de 12 mois.

Vous devrez toujours entretenir la partie externe de la transmission. Cependant, comme ceux-ci sont généralement à vitesse unique, ils sont généralement plus faciles à nettoyer et à entretenir qu'une transmission à dérailleur.

La ligne de chaîne droite de la partie externe "à vitesse unique" de la transmission signifie qu'il y a moins d'usure sur la chaîne et moins de pertes par frottement.

Les fabricants peuvent également utiliser des composants de transmission plus larges et plus résistants, qui sont généralement plus durables.

Cette ligne de chaîne simple signifie également que les moyeux à engrenages internes peuvent être associés à une transmission par courroie. Ceux-ci peuvent fournir des performances presque sans entretien et ont également tendance à être plus propres qu'une chaîne.

Un autre avantage d'un moyeu à engrenages internes est que les engrenages planétaires sont toujours engagés.

Cela signifie que les quarts de travail peuvent être très fluides et que moins d'ajustements de routine sont nécessaires. Vous pouvez également changer de vitesse sans pédaler, ce qui est utile, en particulier lorsque vous vous arrêtez aux feux de circulation.

Les moyeux à engrenages internes peuvent transmettre des charges élevées, ils constituent donc une bonne option à utiliser avec un moteur de vélo électrique.

Les changements de vitesse sont également généralement plus rapides qu'avec un système de dérailleur, et si un engrenage de moyeu électronique est utilisé, les changements de vitesse automatiques sur les vélos électriques sont même possibles.

Le principal inconvénient d'un moyeu à pignon interne est son poids.

Même les systèmes les plus simples commencent à environ 1 kg. Les systèmes plus complexes avec plus de trois vitesses peuvent dépasser 2 kg.

L'exception est le système d'engrenage de moyeu à deux vitesses classé à environ 500 g (plus d'informations sur ce système ci-dessous). Classified affirme qu'il ne pèse qu'environ 20 g de plus qu'un double pédalier et un dérailleur avant typiques qu'il est conçu pour remplacer.

Les moyeux à engrenages internes peuvent également être coûteux. Un moyeu à engrenages Rohloff à 14 vitesses coûte plus de 1 000 £ / 1 500 $ et un système Classified coûte environ 2 000 £ / 2 500 $.

Les moyeux à engrenages de Shimano sont beaucoup moins chers, coûtant environ 250 £ / 250 $.

Bien que ce ne soit pas beaucoup d'argent en termes de composants cyclistes, pour les vélos hybrides où ils sont généralement utilisés, c'est un coût supplémentaire important pour un nouveau vélo.

Des hubs comme Sturmey-Archer peuvent être achetés pour aussi peu que 70 £, mais ils sont généralement assez lourds.

Alors qu'avec un système de dérailleur, il est relativement facile de remplacer votre cassette par une autre qui vous donne un ensemble différent de rapports de démultiplication, avec un moyeu à engrenages, vous êtes coincé avec la plage fournie par le moyeu. Cependant, vous pouvez rendre la plage totale plus facile ou plus difficile en échangeant la roue libre et/ou les plateaux.

En cas de problème, la maintenance est plus complexe et susceptible d'être plus coûteuse qu'un système de dérailleur.

Réparer une crevaison est aussi, généralement, beaucoup plus difficile qu'avec un dérailleur. La plupart des moyeux sont maintenus en place avec des écrous de 15 mm, ce qui signifie que vous devrez emporter une clé avec vous lors d'un trajet.

Parce qu'ils sont résistants aux intempéries, les engrenages de moyeu sont généralement très fiables.

Les engrenages orbitaux à l'intérieur sont engagés en continu et donc, contrairement aux pignons de dérailleur, ne sont pas soumis à l'usure et à la charge sur les dents dues au changement de vitesse.

L'une des principales causes de problèmes avec les systèmes de dérailleur est le désalignement de la patte de dérailleur, ce qui entraîne des décalages et un fonctionnement bruyant.

Il est peu probable qu'un mauvais alignement des engrenages eux-mêmes dans un moyeu se produise - ce ne sont que les pièces externes, telles que les câbles de changement de vitesse, qui pourraient être endommagées ou corrodées et devoir être remplacées. Cela peut affecter la qualité du changement de vitesse.

Les dérailleurs sont également sujets aux dommages. Sans embouts pendants, les moyeux à engrenages sont mieux protégés.

Les principaux différenciateurs entre les moyeux à vitesses et les systèmes de dérailleur sont le poids et le prix supplémentaires du moyeu à vitesses.

Cependant, les moyeux à engrenages peuvent également être moins efficaces que les systèmes de dérailleur bien entretenus car il y a plus de friction dans le mécanisme.

Rohloff affirme que son efficacité est comparable à celle d'un système de dérailleur, entre 95 et 98,5 %. Il souligne que l'efficacité des engrenages du dérailleur dépend fortement de l'usure des composants et du degré de chaînage croisé.

Pour certains cyclistes, la facilité de modifier les rapports de vitesse disponibles et de répartir un système de dérailleur avec un changement de cassette peut être une attraction. Cependant, il est peu probable que ce soit un facteur important pour la majorité des vélos dans lesquels des moyeux à engrenages sont utilisés.

Les systèmes de dérailleur haut de gamme offrent plus de rapports de démultiplication qu'un moyeu à engrenages, bien qu'il convient de noter qu'avec un double pédalier, il y a généralement un certain chevauchement des rapports.

Notez que plus de rapports de démultiplication ne correspondent pas nécessairement à une plus grande plage. Vous pouvez, théoriquement, avoir plus d'options dans une gamme donnée, mais pas nécessairement plus de gamme.

Un moyeu à engrenages, en revanche, est généralement conçu pour fournir une progression plus uniforme des engrenages, même si le nombre total est inférieur.

Les moyeux à engrenages les plus performants offrent autant ou plus de plage entre les rapports les plus bas et les plus élevés qu'un système de dérailleur, bien que la plage des systèmes à bas prix puisse être plus petite.

Une autre option pour l'engrenage interne des vélos est une boîte de vitesses. Cela utilise une technologie similaire à un moyeu à engrenages, mais place les engrenages à l'extrémité du pédalier de la transmission.

Il présente des avantages similaires de fiabilité et de capacité de changement de vitesse à l'arrêt, mais les mêmes inconvénients de poids et de prix par rapport à un système de dérailleur. Le placement central aide cependant à la répartition du poids.

Pinion est le fabricant de boîtes de vitesses le plus connu.

Ses boîtes de vitesses sont fabriquées en Allemagne et offrent jusqu'à 18 vitesses. Ils nécessitent cependant un cadre de vélo conçu spécifiquement pour la boîte de vitesses et, comme le moyeu à engrenages Rohloff, sont coûteux.

Les moyeux à engrenages internes sont une option proposée sur certains nouveaux vélos à la place d'un dérailleur.

Ce sont généralement des hybrides urbains, où l'étanchéité, la haute fiabilité et le faible entretien sont des avantages.

D'autres vélos où vous pouvez trouver un moyeu à engrenages internes incluent les vélos cargo, pour des raisons similaires, et les vélos hybrides électriques. Dans ces deux cas, le débit de couple élevé et la facilité de changement de vitesse sont des avantages.

Vous pouvez trouver des exemples de niche de presque tous les types de vélos disponibles avec un moyeu à engrenages internes. Ils apparaissent sur certains vélos de randonnée, vélos de gravier et VTT, par exemple.

Oui, vous pouvez convertir la plupart des vélos pour utiliser un moyeu à engrenage interne, car les moyeux à engrenage sont disponibles pour s'adapter aux espacements de moyeu standard.

Gardez à l'esprit qu'en plus du moyeu lui-même, vous en aurez besoin pour en faire une roue. Vous pouvez réutiliser vos jantes existantes, mais vous aurez besoin de nouveaux rayons, car un moyeu à engrenages est généralement plus large qu'un dérailleur ou un moyeu à vitesse unique.

La construction de roues est un art et, à moins que vous n'ayez de l'expérience, il vaut mieux la laisser à un expert, ce qui signifie plus de dépenses. Vous pouvez trouver des roues prêtes à l'emploi incorporant un moyeu à engrenages, mais elles ne sont pas couramment disponibles.

Les vélos conçus autour d'un moyeu à engrenage interne incluront un moyen de tendre la chaîne - généralement des pattes horizontales qui vous permettent de faire glisser la roue d'avant en arrière, en tendant la chaîne.

Si votre vélo a été conçu pour un système de dérailleur, vous aurez presque certainement besoin d'un tendeur de chaîne.

La plupart des vélos à dérailleur utilisent des pattes verticales, qui n'offrent aucun mouvement avant ou arrière. Le dérailleur, au contraire, tend la chaîne.

Un tendeur de chaîne est généralement une poulie à ressort qui tend le brin inférieur de la chaîne. Ceux-ci sont généralement peu coûteux et fonctionnent bien.

Vous devrez également abandonner le dérailleur avant si vous avez plusieurs plateaux.

De plus, les manettes pour dérailleurs ont tendance à utiliser des rapports de traction de câble différents par rapport aux moyeux à engrenages internes, vous aurez donc également besoin de nouvelles manettes.

Si vous voulez un moyeu à engrenages avec un frein à roulettes ou à rétropédalage intégré, vous devrez ancrer le bras d'action à votre cadre.

Dans certains cas, le cadre doit être conçu spécifiquement pour fonctionner avec cela - un cadre standard peut ne pas être construit assez solidement pour supporter la charge supplémentaire du bras de frein.

Les principales marques vendant des engrenages de moyeu à plusieurs vitesses traditionnels sont Rohloff d'Allemagne, avec son moyeu à 14 vitesses coûteux; Shimano avec une gamme d'options qui ont entre trois et huit vitesses, et le toujours fidèle Sturmey-Archer, qui produit des moyeux avec entre trois et huit vitesses.

La plupart des engrenages de moyeu sont destinés aux cyclistes de loisirs et aux navetteurs, mais un système plus récent est le moyeu Classified. Il est léger, électronique sans fil et n'offre que deux vitesses, mais c'est une option de performance conçue pour remplacer un double pédalier et un dérailleur avant.

La marque allemande Rohloff ne fabrique qu'un seul produit - son quasi-légendaire Speedhub.

Le Speedhub propose 14 vitesses avec une plage de vitesses de 526 %.

Il existe une vaste gamme de variantes, qui peuvent être utilisées avec des freins à disque ou sur jante.

Des options de changement de vitesse électroniques et mécaniques sont disponibles, ainsi que des versions compatibles avec les fat bikes. Les vététistes sont également pris en charge avec des essieux à espacement Boost.

Rohloff vante le faible entretien de son moyeu - une vidange d'huile annuelle est la seule exigence d'entretien, selon la marque.

Il dit que cela fonctionne également bien avec les vélos électriques et offre un changement de vitesse en 180 millisecondes.

Il est cependant très cher, coûtant plus de 1 000 £ / 1 500 $. Il est également lourd, pesant près de 2 kg selon la variante.

Shimano propose trois systèmes d'engrenages de moyeu.

Son produit phare est la gamme Alfine, qui se décline en variantes 8 et 11 vitesses.

Le moyeu Alfine à 11 vitesses a une plage de vitesses de 409 % et peut être utilisé sur des vélos électriques et non électriques.

Il pèse un peu moins de 1,7 kg et accepte un disque de frein à disque.

La variante à 8 vitesses a un poids similaire et une gamme de vitesses de 307 %.

En plus des versions à changement mécanique, les moyeux Alfine sont disponibles dans des incarnations de changement de vitesse électronique Di2.

Le moyeu à vitesses Shimano Nexus est disponible avec trois, sept ou huit vitesses.

La plage de vitesses maximale est de 307 % pour le moyeu à huit vitesses, pour lequel il existe des options de changement de vitesse mécanique et Di2.

Les poids sont d'environ 1,6 kg, mais le boîtier en acier du moyeu à sept vitesses signifie que ce moyeu à engrenages pèse environ 2 kg. La variante à trois vitesses n'a qu'un changement de vitesse mécanique et pèse moins de 1 kg.

Shimano dispose également d'un système d'engrenage de moyeu dans le cadre de ses transmissions de vélo électrique STEPS.

Celui-ci est à cinq vitesses et est disponible en versions à changement de vitesse électronique et mécanique. Des versions avec freins à rouleaux ou à rétropédalage sont également disponibles.

Les versions à changement de vitesse électronique peuvent être configurées pour fonctionner avec l'électronique du moteur afin de fournir un changement de vitesse automatique.

Si vous avez fouillé dans le cabanon de vos grands-parents, du moins au Royaume-Uni, vous avez peut-être trouvé un vélo en acier rouillé avec un engrenage de moyeu arrière Sturmey-Archer.

La marque existe depuis plus de 100 ans, son principal produit étant son engrenage de moyeu à trois vitesses, actionné par un levier de vitesses à l'allure de mauvaise herbe boulonné au guidon.

Presque tous les vélos avec plus d'un équipement fabriqué au Royaume-Uni avaient un moyeu Sturmey-Archer, jusqu'à l'invasion française avec leurs dérailleurs à la pointe de la technologie dans les années 1950 (un mot français et une invention qui est en fait antérieure à l'engrenage du moyeu).

Les temps passent et Sturmey-Archer fabrique désormais des engrenages de moyeu avec jusqu'à huit vitesses et des options anodisées colorées. Il propose également toujours des moyeux de frein à tambour / engrenages combinés.

Les moyeux Sturmey-Archer utilisent le même système d'engrenage planétaire que Rohloff et Shimano. Les poids des moyeux Sturmey-Archer commencent à environ 1 kg.

Un nouveau venu sur le marché des moyeux à vitesses internes est la marque belge Classified.

Alors que les autres moyeux à vitesses internes ci-dessus sont destinés à remplacer votre dérailleur arrière et votre cassette, le système Classified remplace votre dérailleur avant et vos doubles plateaux.

Il est conçu pour fonctionner avec un dérailleur arrière et la propre cassette à 11 ou 12 vitesses de Classified.

Un moyeu Classified vous offre seulement deux rapports de démultiplication, équivalents aux deux offerts par un pédalier double, les cyclistes pouvant choisir les rapports équivalents à ceux fournis par un pédalier double standard, semi-compact, compact ou sous-compact, en fonction du taille de plateau simple choisie.

Le système Classified est censé être plus rapide qu'un dérailleur avant, et les vitesses sont constamment engagées, vous pouvez donc changer de vitesse sous charge et il n'y a aucun risque de décalage ou de glissement de la chaîne lors du changement de rapport.

Il est actionné par une connexion sans fil entre un levier de vitesses électronique et le moyeu. Vous pouvez également exécuter un levier de vitesses satellite, permettant au hub Classified de fonctionner avec des groupes mécaniques.

Classified revendique un poids similaire à un système de dérailleur standard 2 × 11 ou 2 × 12, éliminant l'un des inconvénients des autres systèmes d'engrenages de moyeu.

Il est désormais également disponible pour les VTT.

Les moyeux à engrenages Enviolo fonctionnent un peu différemment des autres systèmes, offrant un engrenage variable en continu.

Plutôt que des pignons, les billes à l'intérieur du moyeu transmettent la puissance. L'axe de rotation des billes est modifié soit manuellement via un changement de torsion, soit automatiquement. Cela permet une variation continue du rapport de vitesse.

Avec le système automatique, vous spécifiez la cadence souhaitée et le moyeu ajuste automatiquement la vitesse pour la maintenir au niveau défini. Lorsque vous vous arrêtez, il rétrograde automatiquement pour un démarrage plus facile.

Il peut être connecté au contrôleur d'un système de vélo électrique pour fournir un point de contrôle unique. Les engrenages Enviolo offrent entre 256 et 380 % de gamme d'engrenages.

Il existe des options de freins à disque, sur jante et à rouleaux, ainsi que des modèles conçus pour les vélos cargo électriques pouvant supporter des charges allant jusqu'à 100 Nm. Le poids d'un moyeu Enviolo commence à environ 2 kg et monte jusqu'à 2,4 kg et plus pour les options à usage intensif.

Paul écrit sur la technologie du vélo et passe en revue tout ce qui concerne le cyclisme depuis près d'une décennie. Il a passé cinq ans à Cycling Weekly et a également écrit pour des titres tels que CyclingNews, Cyclist et BikePerfect, tout en étant un contributeur régulier à BikeRadar. Sur le plan technique, il a tout couvert, de la largeur de la jante aux derniers ordinateurs de vélo. Il a passé en revue certains des premiers vélos électriques pour Cycling Weekly et a couvert leur développement dans les machines sophistiquées qu'ils sont aujourd'hui, devenant ainsi un expert de tout ce qui est électrique. Paul était dans le gravier avant même qu'il ne soit inventé, faisant du vélo de cyclo-cross à travers les South Downs et le long de sentiers boueux à travers les Chilterns. Il s'est également essayé au VTT cross-country. Il est le plus fier d'avoir parcouru la longueur du South Downs Way sur un crosser et de réaliser son ambition de longue date de gravir le Monte Grappa sur un vélo de route.

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