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Bicyclette

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Page d'aide sur l'homonymie Pour les articles homonymes, voir Bicyclette (football).
Personnes qui utilisent des bicyclettes à Mexico
Jeune garçon tanzanien transportant du fourrage sur sa bicyclette pour nourrir le bétail de sa famille
Cycliste sur la Place d'Italie (Paris).
Bicyclettes, « cadre fermé » au centre, « cadre ouvert » à droite.

Une bicyclette (aussi appelé un bicycle en Amérique du Nord), ou un vélo (abréviation du mot vélocipède), est un véhicule terrestre, entrant dans la catégorie des cycles, composé de deux roues alignées (d'où le nom « bicyclette »). La force motrice est fournie par son conducteur (appelé « cycliste »), en position le plus souvent assise, par l'intermédiaire de deux pédales entraînant la roue arrière par une chaîne.

La directive 2001/95/CE de la Commission européenne relative à la sécurité des produits propose comme définition de bicyclette : « un véhicule à deux roues propulsé exclusivement ou principalement par l'énergie musculaire du cycliste, à l'exception des véhicules équipés de deux selles ou plus[1] ».

La roue avant est directrice ce qui permet l'équilibre. Son orientation est commandée par un guidon. Le cycliste a souvent les deux mains en contact du guidon afin de contrôler la trajectoire, le freinage ainsi que le passage des vitesses.

La bicyclette est l'un des principaux moyens de transport dans de nombreuses parties du monde. Sa pratique, le cyclisme, constitue à la fois un usage quotidien, un loisir populaire et un sport.

En ville, on roule en moyenne à 15 km/h[2]. Les adultes se déplacent à environ 16 à 30 km/h sur le plat sur un vélo debout sans carénage. Sur un vélo de course rapide, un cycliste entraîné peut atteindre environ 70 km/h sur un parcours horizontal, durant de courtes périodes (sprints). Le record pour les véhicules à propulsion totalement humaine sur le plat, obtenu en vélo couché à carénage, est 133,28 km/h[3], sans utiliser de véhicule ouvreur servant d'écran aérodynamique, a été atteinte par Sam Whittingham en 2009.

Par rapport à la marche, le vélo est deux à trois fois plus efficace à effort énergétique égal[4] et entre deux à quatre fois plus rapide. Il a été également calculé qu'en termes de conversion en mouvement de l'énergie issue de la nourriture, il s'agit d'une forme de locomotion plus efficace que celle de n'importe quel organisme biologique (l’organisme biologique le plus efficace au kilomètre est le martinet et le second est le saumon)[5].

Principes physiques

Article détaillé : Dynamique des cycles.

La bicyclette ne dispose que de deux points d'appui au sol : elle se trouve nécessairement en équilibre instable. On parle d'équilibre métastable, car le passage de la position d'équilibre temporaire à une position de déséquilibre perceptible est relativement lent.

Les principales forces en action sont :

  • la gravitation, qui tend à attirer le vélo vers le sol ;
  • la force centrifuge, qui lorsque le vélo vire, tend à le redresser vers l'extérieur du virage.

L'équilibre est maintenu dynamiquement par les actions du cycliste, qui s'emploie à toujours redresser sa machine en la faisant tourner légèrement dans la direction où elle commence à tomber.

Le cycliste jongle donc en permanence entre ces deux forces pour compenser les effets de l'une avec l'autre et réciproquement. Il est aidé en cela par la chasse du vélo : il s'agit de la distance entre l'intersection de l'axe de la fourche avec le sol et du point de contact de la roue avant au sol. En effet, l'axe de la fourche est incliné de manière à ce que son intersection avec le sol se trouve en avant du point de contact de la roue avec le sol. Ainsi, si le vélo est penché d'un côté, la roue avant va être forcée à se placer de manière à faire tourner le vélo du même côté, engageant ainsi un virage tendant à équilibrer cette inclinaison.

Enfin, on peut noter que lorsque le vélo roule, l'effet gyroscopique lié à la rotation des roues vient contrarier toute variation de la position de leurs axes. Ce phénomène est proportionnel à la vitesse de rotation des roues et à leur masse. Cet effet reste habituellement négligeable et est normalement imperceptible par le cycliste. En effet, la masse et donc l'inertie du vélo et de son pilote sont d'un ordre de grandeur supérieur à celle des roues, ce qui réduit considérablement l'influence de l'effet gyroscopique. Lorsque la vitesse augmente, l'effet gyroscopique augmente en proportion et devient plus perceptible.

Histoire

Frise chronologique de l'évolution du vélo
Évolution de la bicyclette de la draisienne de 1818 à nos jours, en passant par le grand-bi vers 1870.
La draisienne modifiée (ca. 1820), le premier « deux-roues ».
Draisienne à Paris en 1818 (gravure)

L'histoire de la bicyclette pourrait remonter à 1493 : dans le « Codex Atlanticus », on trouve en effet une esquisse d'un élève de Léonard de Vinci, décrivant un dispositif ressemblant fortement à l'objet actuel : soit un modèle en bois, avec deux roues de taille identiques, un pédalier et une chaine reliant la roue arrière. Mais on ne trouve aucune trace de la réalisation d'un quelconque prototype. Ce dessin reste sujet à controverses et serait plus vraisemblablement un canular[6].

Le mythique comte Mede de Sivrac est donné comme l'inventeur du célérifère en 1790. La genèse de ce mythe a été racontée par Jacques Seray[7].

En 1817, le baron allemand Karl Drais von Sauerbronn invente sa Laufmaschine ou « machine à courir » qui est présentée à Paris la même année (Brevet d'importation français déposé par Louis-Joseph Dineur au nom du Baron Drais le 17 février 1818 : sous l'appellation d'une « Machine dite vélocipède. »)[8]. La draisienne (version 1817) possède deux roues alignées, reliées à un cadre en bois par des fourches, la roue avant pouvant pivoter latéralement. Cet engin connait un certain succès, en particulier au Royaume-Uni et aux États-Unis[9]. La draisienne et les engins dérivés connaissent diverses appellations comme hobby horse, dandy horse, biciped ou trottinette. Ils tiennent d'ailleurs beaucoup de cette dernière, dans la mesure où l'appui au sol est nécessaire pour se déplacer.

Si la draisienne fait partie de la préhistoire de la bicyclette, la véritable histoire commence en France avec les vélocipèdes à pédale pendant les années 1860. C'est en 1867 que sont commercialisés les premiers vélocipèdes à pédales de la « Maison Michaux » , avec un vrai succès populaire au rendez-vous. Les modèles sont construits par Pierre Michaux, serrurier parisien en voiture à façon, qui revendique avoir inventé le système en 1855. La date précise de l'invention et l'identité de l'inventeur sont toutefois très discutées. En 1893, lors d'une controverse avec les frères André et Aimé Olivier, anciens associés qui ont toujours nié le rôle de Michaux dans l'invention, Henry Michaux, fils de Pierre Michaux, avoue que ce serait son frère Ernest qui aurait eu l'idée des pédales, et que l'invention daterait en fait de 1861[10]. Cette date est toutefois mise en doute par certains historiens, qui donnent 1864 comme date plus plausible, et émettent également des doutes sur la paternité de l'invention de la famille Michaux[11]. Parallèlement, un autre français Pierre Lallement revendique avoir inventé et expérimenté un système à pédales dès 1862, et obtient en 1866 un brevet américain pour une machine qu'il appelle « bicycle »[12].

Pierre Michaux ne dépose qu'en 1868 un brevet pour son invention, qu'il appelle « pédivelle » (brevet français n° 80 637 déposé le 24 avril 1868 : « Perfectionnement dans la construction des vélocipèdes. »), auquel il ajoute également un frein. À partir de l'automne 1867, le vélocipède de Michaux a énormément de succès en France, et les premières courses de vélocipèdes, les clubs, les journaux apparaissent.

Pierre Lallement émigre en 1865 aux États-Unis sans avoir pu trouver de soutien financier à Paris pour sa machine, et obtient le premier brevet sur le vélocipède à pédale en novembre 1866. Toutefois, il ne réussit pas non plus à trouver d'investisseurs et retourne en France en 1868[13]. C'est pourtant cette même année que le succès se produit également aux États-Unis, à la suite du succès parisien[13]. Quelques-uns surnommèrent la machine boneshaker (« secoueuse d'os »), en raison de la conception des roues, en bois cerclées de fer. Les premières garnitures de roues en caoutchouc dur apparaissent en 1869 et améliorent sensiblement le confort de l'engin[14].

Aquarelle vers 1887, États-Unis.

Après la guerre de 1870, le perfectionnement des vélocipèdes se poursuit surtout en Angleterre. La roue avant se fait plus grande tandis que la roue arrière diminue de taille. Le premier grand-bi, appelé Ordinary apparait en 1872. Ce genre de bicyclette connait un succès foudroyant auprès de la bourgeoisie qui seule avait les moyens de se l'offrir. En Angleterre, il est surnommé Penny Farthing (d'après la taille respective de ces deux pièces de monnaie, par analogie avec les roues). En France, il est utilisé de manière ostentatoire par les bourgeois (exemple : culture du plaisir et de l'élégance dans le bois de Boulogne)[15].

Un inventeur français a l'idée d'utiliser les fourreaux de sabre devenus inutiles, pour remplacer les profilés pleins par ces tubes. D'où un allégement considérable de l'ensemble.

Bicyclette moderne construite par Georges Juzan
Publicité 1897.

En 1884, John K. Starley de la société The Coventry Sewing Machine Company (« société des machines à coudre de Coventry »), qui deviendra Rover, invente la « bicyclette de sécurité » avec des roues de taille raisonnable et une transmission par chaîne. Le cycliste y est installé à l'arrière, ce qui rend presque impossible la chute de type « soleil » où le cycliste est catapulté par-dessus la roue avant (brevet anglais n° 1 341 déposé par John K. Starley le 30 janvier 1885 Improvements in roller bearings for velocipedes, carriages, or like light vehicles or light machinery).

Un engrenage plus grand à l'avant (le plateau) qu'à l'arrière (le pignon) fait tourner la roue arrière plus vite que les pédales ne tournent, ce qui permet à ce type d'engin d'aller vite même sans une roue géante.

John Boyd Dunlop invente le pneumatique en 1888 (brevet français n° 193 281 déposé par John Boyd Dunlop le 1er octobre 1888 : « Garniture de jante applicable aux roues de véhicules. ») qui contribue à améliorer encore le confort du cycliste. Édouard Michelin perfectionne cette invention en déposant en 1891 un brevet de «pneu démontable» : la chambre à air.

Les bicyclettes de sécurité de 1890 ressemblent déjà beaucoup aux bicyclettes actuelles. Elles ont des pneumatiques de taille comparable à celle d'un vélo moderne, des roues à rayons, un cadre en tubes d'acier et une transmission par chaîne. La seule chose qui leur manque est le changement de vitesses.

Dans les années 1890 ce nouveau modèle de bicyclette élargit la cible des utilisateurs potentiels. De plus, en lien avec la seconde révolution industrielle, les bicyclettes deviennent un produit industriel (en France les grandes marques sont alors Peugeot, Manufrance, Mercier…) réduisant leur prix à un point qui les rend abordables aux ouvriers. Cela conduit à une « folie de la bicyclette »[16], qui est à l'origine d'une évolution sociale importante (voir ci-dessous : passage du vélo loisir au vélo utilitaire), la démocratisation ne se réalisant complètement qu'après la seconde guerre mondiale avec le développement de la publicité.

En 1903 naît le Tour de France. Le premier gagnant de cette grande épreuve est Maurice Garin.

Après la Première Guerre mondiale, le terme vélo devient le mot populaire pour décrire la bicyclette utilisée par les ouvriers, paysans et enfants)[15].

Les systèmes à plusieurs vitesses commencent à être utilisés dans les compétitions de vélo dans les années 1930.

Le vélocar apparaît dans les années 1930, vélo couché et ancêtre de la vélomobile.

Pendant l'Occupation en France, les voitures sont restreintes à l'usage des médecins, de la police ou de la milice, la bicyclette devenant la reine des transports (ravitaillement et marché noir, trajets pour le travail ou aller voir des proches, développement de vélo taxis dans les grandes villes), succès des compétitions de cyclisme[17].

Les dérailleurs se développent durant les années 1950.

Enfin, les vélomobiles renaissent à la fin des années 1980.

Depuis le début des années 1990, dans plusieurs pays, des manifestations spontanées rassemblent, une fois par mois dans plusieurs centaines de villes, des défenseurs et promoteurs de l'usage du vélo en ville. Ce sont les critical mass ou vélorution en France.

Technique

Composants

Composants les plus importants d'un vélo moderne.

Les bicyclettes courantes sont constituées d'un ensemble de pièces facilement identifiables.

Cadre

Articles détaillés : Cadre (vélo) et Cadre suspendu (vélo).

Le cadre en est la partie principale, il consiste généralement en un triangle sur lequel le poids du cycliste est réparti à partir du point d'appui de la selle, associé à un second triangle plus petit sur lequel est monté la roue arrière : ce second triangle se compose de haubans (arrête extérieure du triangle arrière) et de bases (base du triangle arrière). La roue avant est fixée au cadre par une fourche, la partie haute de celle-ci est montée sur des roulements à billes au travers d'un tube presque vertical à l'avant du cadre. Ces roulements à billes constituent le jeu de direction. Le sommet de la fourche constitue une potence à laquelle est fixé le guidon. La fourche peut être suspendue. De nombreux modèles de vélos modernes sont par ailleurs conçus sans haubans fixes, remplacés par un système suspendu. Ce système peut prendre des formes diverses et variées, de l'utilisation d'articulations basées sur des roulements, jusqu'à l'emploi de matériaux flexibles (titane notamment) qui autorisent une déformation progressive. De tels vélos « tout-suspendus » sont conçus pour la pratique en terrain inégal comme le VTT pour apporter un confort supplémentaire.

Pédales, vitesses et transmission

Système chaîne, pignons
Dérailleur, pignons, chaîne et pédalier.

L'énergie est fournie par le cycliste par l'intermédiaire de ses pieds, avec lesquels il appuie sur les pédales, reliées à un ou plusieurs engrenages au niveau du pédalier : le ou les plateaux. L'engrenage arrière, le pignon (mais il y a souvent plusieurs pignons de tailles différentes fixés ensemble, on parle alors de cassette) est monté sur la roue arrière par un mécanisme à cliquet anti-retour : la roue-libre. La transmission du mouvement entre un plateau et un pignon est assurée par la chaîne. En fonction du type de pratique pour laquelle le vélo est conçu, la cassette peut être « plate » comme sur un vélo de route, ce qui veut dire qu'entre deux pignons successifs, il n'y a qu'une dent de plus sur le plus grand ; sur d'autres types de vélos comme les VTT, le nombre de dents peut augmenter bien plus vite entre les pignons successifs. L'ensemble des éléments compris entre les pédales et la roue arrière est désigné par le terme de transmission.

La possibilité de changer de vitesses constitue l'une des avancées majeures de la technique cycliste. Le travail des jambes est plus efficace à certaines vitesses de rotation (ou cadences) du pédalier. Disposer d'une possibilité de sélection plus étendue des rapports de vitesses entre plateaux et pignons permet au cycliste de conserver sa cadence de pédalage la plus proche d'une valeur désirée. C'est pourquoi les vélos de route sont équipés de pignons « plats », de manière à permettre au cycliste de bien contrôler sa cadence en fonction du petit nombre de configurations de terrain qu'il pourra usuellement rencontrer. C'est un dispositif simple qui pousse la chaîne latéralement de manière à l'obliger à changer de pignon (ou de plateau pour le dérailleur avant). Les côtés des pignons eux-mêmes ont une forme spécifique avec des indentations aux dimensions des maillons de la chaîne, pour « attraper » la chaîne lorsqu'elle est poussée contre le pignon, l'engageant ainsi sur les dents de ce pignon. Le système est considérablement plus simple que les systèmes plus anciens comme la bicyclette à trois vitesses, mais tarda à conquérir le marché, en raison de la différence fondamentale avec tous les systèmes de changement de vitesses utilisés auparavant.

Les dispositifs de changement de vitesse, dont les leviers ont d'abord été fixés au cadre, puis au guidon, sont devenus bien plus efficaces et sophistiqués. Curieusement, on assiste cependant depuis la fin des années 2000 à un certain engouement pour les vélos dits "à pignon fixe" (sans vitesse et avec un seul pignon), du type de ceux utilisés dans les courses de vélodrome, mais de la part d'une clientèle citadine, pour des déplacements dans un environnement urbain.

Autres systèmes
Vélo équipé d'un arbre de transmission.
Roue équipée d'un moyeu à vitesses intégrées.

La transmission du mouvement du pédalier à la roue peut aussi se faire grâce à un arbre de transmission ou à un cardan, associé à des engrenages, système également appelé transmission acatène (du latin signifiant "sans chaîne"). Ce système a été inventé vers 1895 et connut un certain succès[18], mais il imposait un pignon fixe et n'a pas perduré.

Depuis l'invention, en 1901, d'un moyeu arrière contenant 3 paliers, par les anglais Henry Sturmey et James Archer[19], le changement de vitesses est également possible grâce à un moyeu à vitesses intégrées. Ce système est très fréquent sur les vélos en libre-service et peut maintenant offrir jusqu'à 14 vitesses réellement utilisables.

Frein

Frein classique.
Frein de type "V-brake".
Frein cantilever.
Article détaillé : Système de freinage (bicyclette).

L'un des plus importants organes d'un vélo est le système de freinage. Il est composé de deux poignées de frein indépendantes, commandant chacune une mâchoire venant appliquer des tampons en caoutchouc sur la jante par l'intermédiaire de câbles de frein. Les câbles sont la plupart du temps protégés dans des gaines. Certains systèmes de freinage, pour plus de performance, sont basés sur le principe du frein à disque, ou du frein à tambour, intégré dans le moyeu.

Depuis les années 1950, la plupart des systèmes de freinage sont dérivés de la conception des mâchoires à tirage latéral inventée par Campagnolo. Les deux bras de la mâchoire se resserrent lorsque le câble, fixé à l'extrémité d'un des bras et passant par l'extrémité de l'autre, est tendu. La pression des tampons appliqués par la jante s'équilibre grâce à un ressort qui répartit l'effort entre les deux bras de mâchoires.

L'usage de plus en plus fréquent de pneumatiques plus gros sur les VTT a fini par poser un problème : la jante et son pneumatique devenaient trop larges pour passer entre les mâchoires de freins. Dans un premier temps, le système cantilever a apporté une réponse à ce problème. Les bras de la mâchoire devenaient indépendants, tout en étant reliés par un câble court de répartition de l'effort de freinage. Le câble de commande vient alors se fixer au milieu du câble de répartition. Cependant ce système présente quelques faiblesses : si la fixation du câble de commande n'est pas centrée, l'effort est mal réparti entre les bras, et si le connecteur se décroche, le câble de répartition peut bloquer la roue brutalement en se coinçant dans les dessins du pneumatique, ce qui peut entraîner un accident si cela se produit sur la roue avant.

Une solution plus adaptée au problème de la largeur des pneumatiques est le v-brake. Le câble est fixé de manière à être dirigé vers le haut de manière à ne pas pouvoir retomber sur le pneumatique, et transmet en outre de bien meilleure façon la puissance de freinage impulsée par la poignée de frein, tout en étant un peu plus facile à centrer lors du montage.

Pneus et jantes

Article détaillé : roue de vélo.

Les roues sont munies de pneumatiques, ou pneus, afin d'accroître le confort du cycliste, et de diminuer les contraintes subies par la mécanique.

Les pneumatiques peuvent être fixés de deux manières sur les jantes : soit collés (on parle alors de boyaux), soit montés sur une encoche qui fait le tour de chaque côté de la jante (pneumatiques classiques). La largeur et les sculptures des pneumatiques sont adaptées en fonction de l'usage du vélo : fins et lisses pour la course, plus épais et avec de nombreux crampons pour le VTT, etc.

En Amérique du Nord et dans les autres régions où le sol gèle pendant l'hiver, il est possible d'installer des pneus dotés de pointes métalliques. Ceux-ci assurent une plus grande adhérence sur des surfaces glacées et les adeptes de ce moyen de déplacement peuvent ainsi circuler pendant tout l'hiver.

Signalisation

Article détaillé : Éclairage (vélo).

L’équipement de signalisation est principalement composé d'un éclairage actif et de réflecteurs ou catadioptres.

L'éclairage est constitué par une lampe blanche vers l'avant, une rouge vers l'arrière, le plus souvent alimentées par un alternateur, souvent improprement appelé dynamo.

Des réflecteurs destinés à compléter la visibilité du cycliste peuvent être installés. Pour la visibilité latérale, il peut s'agir de réflecteurs orangés que l'on fixe entre les rayons des roues, ou de bandes réfléchissantes blanches peintes sur les pneumatiques ou insérée entre les rayons tout contre la jante. Pour la visibilité de face et depuis l'arrière, les feux de position sont normalement doublés de réflecteurs de la même couleur et les pédales sont équipées de réflecteurs orangés.

Enfin, les vélos disposent en général d'une sonnette actionnée au guidon, et qui les distingue clairement des avertisseurs de véhicules automobiles.

Matériaux

Les matériaux utilisés pour la fabrication des bicyclettes sont proches de ceux utilisés en aéronautique, l'objectif dans les deux cas étant d'obtenir une structure légère et résistante. Presque tous les vélos d'avant les années 1970 étaient faits d'un alliage d'acier et de chrome : le chromaloy (ou chromoloy). Au début des années 1980 l'aluminium connut un certain succès, notamment en raison de la baisse de son coût.

À ce jour, ce métal est probablement le plus utilisé pour des vélos de milieu de gamme. Dans le haut de gamme on utilise la fibre de carbone et le titane, mais ces matériaux sont onéreux. Chaque type de matériau utilisé pour le cadre a ses avantages et ses inconvénients, bien que pour une géométrie de cadre donnée, l'ensemble des bicyclettes possèdent des qualités similaires dans leur comportement général.

Les différences les plus flagrantes entre matériaux apparaissent lorsqu'on compare leur tenue dans le temps, leur esthétique, leur capacité à être réparés et leur poids. Comme la rigidité du cadre dans le plan vertical, même pour un matériau très élastique, est d'un ordre de grandeur supérieur à celui de la rigidité des pneumatiques et de la selle, le confort du vélo se résume plutôt à un problème de choix de la selle, de la géométrie du cadre, des pneumatiques et de réglage général du vélo.

Entretien

L'entretien courant d'un vélo consiste principalement à s'assurer de la pression et de l'état des pneumatiques, réparer les petites crevaisons, changer les patins et les câbles de freins, lubrifier les câbles de freins et les organes de transmission, nettoyer la boue et la poussière qui se déposent sur le cadre. Dans le cas où l'éclairage utilise des piles ou des batteries, il convient également de les remplacer ou de les recharger régulièrement.

À intervalles plus larges, il peut être nécessaire de dévoiler les roues voire de les remplacer, il faut aussi vérifier et remplacer les organes de la transmission (plateau de pédalier, chaîne, pignons de la roue libre) lorsque leur usure devient trop importante, ainsi que réduire le jeu du tube de direction.

Bien que réparer un vélo soit simple dans son principe, nombre de pièces sont relativement complexes et certains préfèrent déléguer la maintenance de leur engin à des professionnels. Toutefois, beaucoup de personnes préfèrent entretenir leur vélo autant que possible, que ce soit pour économiser de l'argent, ou tout simplement pour le plaisir de bricoler, par passion pour le vélo.

Typologie

Half wheeler – Pont du Golden Gate, à San Francisco.

La diversité a toujours été présente dans l'histoire des cycles. Elle réapparaît plus clairement encore depuis la renaissance des vélos couchés. Quelques bicyclettes sont emblématiques de leur histoire, telles :

De nombreuses innovations ont transformé la bicyclette. On voit ainsi l'apparition de machines :

De ces différentes innovations découlent un certain nombre de pratiques cyclistes :

Il existe enfin des bicyclettes de forme insolite[20], comme des vélos imitant le style des motos Harley Davidson ou les tall bike.

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Sociologie

En 1929, la forme et les principales fonctions du vélo étaient fixées, dont une fonction de loisir, qui se développera surtout avec les congés payés.
Comparaison des distances moyennes annuellement parcourues à vélo, par personne et par pays, en Europe.

Avec plus d'un milliard et demi de bicyclettes circulant sur la planète, le vélo est toujours le moyen de transport le plus utilisé au monde. L'apparition du vélo aurait provoqué ou accéléré plusieurs évolutions de société.
Néanmoins, le nombre moyen de kilomètre parcouru par personne et par an varie fortement selon les régions et les pays. (voir graphique ci-contre pour l'Europe)

Un facteur d'autonomie individuelle

Sous sa forme à deux roues avec un cadre composé de deux triangles dos à dos, la bicyclette (quasiment identique à celle que nous utilisons maintenant) a procuré aux femmes une mobilité sans précédent, facilitant ainsi leur émancipation. Dans les années 1890, l'engouement pour le cyclisme chez les femmes a été à l'origine de la création d'une mode de vêtements comme les jupes-pantalons qui ont aidé les femmes à se libérer du corset et d'autres vêtements contraignants.

Dès la guerre de 14-18, les vélos pliants existaient et étaient utilisés.

La bicyclette a été utilisée par différentes armées dans des régiments d'infanterie cycliste.

Bicyclette et urbanisme

En ville, en Europe, mais surtout en Chine et dans certains pays d'Asie du Sud-Est, les bicyclettes ont réduit la concentration de population du centre-ville, en donnant aux travailleurs un moyen d'effectuer des déplacements pendulaires entre les habitations individuelles en banlieue proche et les lieux de travail en ville. Le recours aux chevaux a également diminué dans la même période. La bicyclette, combinée aux congés, a permis aux gens de voyager dans leur pays d'origine, avec une grande autonomie, à une époque où l'automobile restait un moyen de transport onéreux accessible seulement aux classes supérieures.

En France, une proportion croissante de la population l'utilise comme un moyen de transport pour de courtes distances[21], surtout dans des villes densément peuplées où la circulation est congestionnée, et où les coûts d'usage et de stationnement de l'automobile - comme la demande en qualité environnementale - ont rendu l'usage de l'auto moins intéressant. Cette tendance s'est accélérée avec le processus de vieillissement de la population. De plus en plus de municipalités construisent maintenant des aménagements cyclables comme des pistes ou des bandes réservées, le long des rues, pour faciliter et favoriser l'usage du vélo, tant comme moyen de locomotion au quotidien que comme loisir.

La bicyclette est toujours l'un des véhicules individuels les plus utilisés dans de nombreux pays en voie de développement. L'image de la ville asiatique fourmillant de vélos est un cliché fréquemment rencontré, bien qu'en réalité la bicyclette ait tendance à y avoir de moins en moins de succès.

Selon le magazine The Economist, l'une des raisons principales de la prolifération de bicyclettes fabriquées en Chine sur les marchés extérieurs à ce pays serait la tendance des Chinois à préférer de plus en plus l'automobile et les deux-roues motorisés.

En France, notamment dans les grandes villes, et comme dans les pays qui utilisent beaucoup le vélo, le vol est assez fréquent, ce qui a conduit à la mise en place de meilleurs moyens d'antivols. Ainsi aux Pays-Bas (comme en France, en Scandinavie et en Allemagne) une institution vérifie la fiabilité des antivols[22].

D'autres moyens de transport tentent de s'adapter à la cohabitation avec la bicyclette en fournissant des moyens favorisant la complémentarité des modes : système de transport de vélos sur les bus, dans les trains, etc. Pour réduire les risques de vol, de nombreux parcs à vélos s'équipent d'arceaux ou de mini-garages à vélos (consignes à vélo). De plus, existe en France depuis 2004 un système de gravure du cadre du vélo, permettant de dissuader le vol et de retrouver le propriétaire d'un vélo volé[22].

Une source de progrès technique

La fabrication industrielle des bicyclettes avec cadre en double triangle dos à dos a nécessité la mise au point de techniques avancées dans le travail du métal, ainsi que l'invention de composants comme le roulement à billes et les engrenages. Ces inventions et techniques ont permis plus tard de développer des pièces mécaniques qui seront utilisées dans les premières automobiles et en aéronautique. Un exemple d'une telle évolution est celui des frères Wright, qui avaient débuté en tant que fabricants de bicyclettes.

Un facteur de développement touristique

L'usage du vélo a entraîné l'organisation sur le plan politique des cyclistes et des amateurs de bicyclette, sous forme de groupes de pression, pour promouvoir auprès des institutions la création d'un réseau routier revêtu, bien entretenu et cartographié.

Tant le modèle d'organisation de ces groupes de pression que celui des routes elles-mêmes facilita plus tard le développement de l'usage d'un autre véhicule à roues : l'automobile. Dans certaines sociétés occidentales, la bicyclette fut reléguée après la Seconde Guerre mondiale au rang de jouet pour les enfants, et il en fut ainsi durant plusieurs années, notamment aux États-Unis. Dans certains pays occidentaux, en particulier au Danemark et aux Pays-Bas, la bicyclette est toujours très utilisée comme moyen de transport.

Environnement et santé

Environnement

Le Vélo cargo apparaît comme une solution écologique pour les livraisons en ville, comme ici à New York.
Les trains express régionaux (TER) en France comportent souvent des aménagements pour le transport gratuit de quelques vélos.
Certaines villes (ici, Stockholm) encouragent le développement du vélo pour des raisons de développement durable.

Le vélo est un moyen de déplacement économe en énergie, peu dangereux et occupant peu d'espace. Il a une faible empreinte écologique (s'il est utilisé). En milieu urbain, pour les déplacements courts, il est une bonne alternative à l'automobile. Pour les déplacement plus longs ou pour se rendre à son travail, toujours en milieu urbain, il constitue un excellent complément aux transports en commun, car il démultiplie l'aire desservie.

Un réseau paneuropéen de véloroutes et de voies vertes est en cours de constitution, pour que les cyclistes puissent se déplacer sans danger à travers toute l'Europe, tout en ayant un accès facilité à des lieux de restauration. Au Québec, un projet similaire appelé la route verte a été inauguré en 2007, et couvre le territoire habité d'est en ouest de la province. En Europe, de nombreuses régions sont aménagées à l'intention des cyclistes, mais les différences nord-sud et ville-campagne restent très importantes. Ce sont surtout les Pays-Bas (Utrecht, Amsterdam par exemple) et le Danemark, qui se distinguent : les villes de Groningue et de Copenhague sont souvent citées en exemple. Et pourtant, selon certaines sources, c'est la ville de Ferrare, dans le Nord de l'Italie, qui aurait la proportion de cyclistes la plus élevée au monde[23]. Les vélibs, les vélos en libre service, les vélotaxis et les vélo cargos (triporteurs utilitaires multi-fonctions convenant au transport et aux livraisons comme aux activités de propreté ou à la vente ambulante[24]) sont d'autres exemples d'alternatives écologiques et de mobilité durable.

Exercice physique

La pratique du vélo apporte des bienfaits en termes de santé publique, parce qu'il s'agit d'un exercice physique d'intensité moyenne : c'est précisément ce qu'il faut pour réduire les risques de maladies cardiovasculaires. La pratique quotidienne du vélo est également recommandée par l'OMS[25] ou la Commission européenne dans la lutte contre l'obésité[26]. Aux Pays-Bas, une étude commandée par le ministère néerlandais des Transports montre que dans ce pays un travailleur sur trois va régulièrement au travail à vélo. Ceux qui utilisent un vélo tous les jours ouvrés sont statistiquement moins souvent malades et donc plus rentables pour leurs employeurs. Si l'on considérait que les deux autres tiers rassemblaient des personnes en moins bonne santé, celles-ci se porteraient mieux en pratiquant le vélo. Le ministre a suite à cette étude prévu 70 millions d’euros en 2009 pour aménager des pistes cyclables facilitant les trajets domicile travail et pour des mesures d’accompagnement des cyclistes (augmentation des parcs à vélos sécurisés dans les gares)[27].

Il existe aussi des risques liés à l’utilisation du vélo, tels que les accidents de trafic ou l’exposition aux polluants atmosphériques. Bien sur il y a une amélioration de la qualité de l’air, mais un risque accru d’exposition aux polluants atmosphériques lors du déplacement à vélo. Le cycliste n'est pas toujours moins exposé aux polluants de l'air que les autres usagers de la route[28]. Même sur une route circulante, les concentrations de gaz et de particules peuvent être inférieures aux concentrations dans les voitures parce que le cycliste roule sur le côté de la chaussée et parce que la prise d'air des véhicules est généralement plus proche des pots d'échappement que ne l'est le nez du cycliste – où les taux de pollution sont plus faibles. Sa position surélevée lui permet d'échapper à certains polluants qui sont plus lourds que l'air. Néanmoins la plupart des études montrent que les différences en termes de concentrations de particules dépendent très fort de l’endroit où les mesures sont prises. Si on prend en compte l’aspect respiration dû à l’effort physique que fournit le cycliste lors de son déplacement, il y a de très fortes différences vélo-voiture en termes de quantités de pollution inhalées. Le cycliste inhale un volume d’air 4,3 fois supérieur à celui inhalé par l’automobiliste, ce qui augmente significativement l’exposition du cycliste aux émissions de polluants générées par le trafic et cela peut provoquer des effets (apparemment peu importants) sur sa santé[28],[29]. Sans compter que les cyclistes peuvent profiter de leur flexibilité pour explorer des parcours qui évitent les grands axes de circulation[30].

Accidents

Ce gain en termes de santé est toutefois contrebalancé — dans certains pays plus que dans d'autres — par le risque d'accident. Les pays comptant le plus de cyclistes sont les moins dangereux pour les amateurs de vélo. Dans un article publié en 2007 dans la revue Injury Prevention[31], des chercheurs anglais ont comparé les risques subis par des cyclistes âgés de 10 à 14 ans dans huit pays. Résultat : les Pays-Bas et la Norvège sont les pays les plus sûrs, suivis de la Suisse et de l'Allemagne. Des parts modales élevées de cyclistes sont généralement corrélées avec de faibles risques d’accidents graves à vélo, selon le principe de « sécurité dans les nombres ». Des différences spatiales fortes concernant le risque d’accident à vélo sont observées en Europe[32]. En queue de classement, on trouve la Grande-Bretagne et la Nouvelle-Zélande. Les usagers de la route sont disciplinés dans ces pays, mais le cyclisme y est peu répandu. Le surcroît d'accidents proviendrait du fait que les automobilistes n'ont pas suffisamment l'habitude de côtoyer des cyclistes.

Ces résultats confirment ce que d'autres chercheurs, notamment suédois et américains[33], postulent depuis le début des années 2000 : si on multiplie le nombre de cyclistes par dix, le nombre d'accidents les concernant n'est multiplié que par quatre. Il serait donc souhaitable que leur nombre augmente pour améliorer leur sécurité.

Certaines voix rejettent l'affirmation qu'un effet de causalité ait été démontré entre le nombre de cyclistes et leur degré de sécurité[34]. En l'état actuel des connaissances, il ne s'agirait que d'une corrélation, car d'autres facteurs expliqueraient la disparité entre les différents pays en ce qui concerne la sécurité des cyclistes : la quantité et la qualité des aménagements cyclables seraient notamment des facteurs essentiels. Le principe de « sécurité dans les nombres » pourrait même être inversé, c'est-à-dire que c'est le degré de sécurité des cyclistes qui amènerait leur nombre à grandir. Enfin, le reproche est fait de baser sur ce principe une politique en faveur du vélo, car il ne ferait que diluer le risque individuel en augmentant le nombre de cyclistes, mais sans s'attaquer aux causes réelles de leur insécurité.

En Suisse, pays au relief accidenté, chaque année, deux fois moins de personnes meurent à vélo qu'à moto[35],[36] alors que les cyclistes effectuent davantage de déplacements que les motards (la statistique inclut les scooters dès 125 cm3 parmi les motos). Par kilomètre parcouru, les motards et scootéristes sont 18 fois plus exposés à un accident mortel que les automobilistes, les cyclistes 7 fois plus, et les piétons 6 fois. Si l'on calcule le risque de décès par heure, se déplacer à vélo reste plus risqué que de rouler en voiture, mais l'heure de vélo est 7 à 8 fois moins dangereuse que l'heure de moto ou de scooter.

Le sous-enregistrement des accidents légers est également confirmé par plusieurs chercheurs, malgré le fait que le coût total moyen d’un accident léger à bicyclette s’élève à un peu plus de 800 €[37].

Ce qui réunit cyclistes et motards, c'est que dans la plupart des accidents les concernant, une automobile est impliquée et c'est l'automobiliste qui est fautif (refus de priorité, heurt par l'arrière). Les cyclistes sont moins exposés que les motards car ils roulent moins vite, ils entendent mieux les bruits de leur environnement, et leur véhicule est plus léger.

Dans la plupart des pays, des guides sont disponibles, qui rappellent les consignes de prudence et bonnes pratiques[38],[39].

Le port du casque est sujet à controverse : son obligation serait largement contre-productive, en faisant baisser le nombre de cyclistes. Or, une augmentation du nombre de cyclistes entraîne une baisse du taux d'accidents, car les automobilistes sont plus « habitués » à leur présence. Il faut donc passer davantage par des circulations plus « douces » et un mode de conduite « apaisé », plutôt que par une profusion de protections pour les cyclistes[40].

Bilan risques / bienfaits

Au Danemark, une étude[41] tenant compte de tous les points positifs et négatifs liés à la pratique du vélo a montré que le risque de mourir dans l'année est réduit d'un tiers chez les personnes qui se rendent au travail à vélo, comparé à celles qui utilisent un autre moyen de transport. L'activité physique quotidienne apporte donc un gain plus important que le risque d'accident.

Législation

En France, le décret no95-937[42] d'août 1995 relatif à la prévention des risques résultant de l'usage des bicyclettes précise la nature d'un vélo : « On entend par bicyclette tout produit comportant deux roues et une selle, et propulsé principalement par l'énergie musculaire de la personne montée sur ce véhicule, en particulier au moyen de pédales ».

Conseils et réglementation concernant le cycliste sur le site du ministère de l'Intérieur [43]

Industrie

Il existe deux grands salons annuels présentant les nouveautés de l'industrie mondiale du cycle, Eurobike pour l'Europe (fin août, en Allemagne), et Interbike pour les États-Unis, en septembre à Las Vegas. Beaucoup d'autres salons existent, dans différents pays, mais ils sont de moins grande taille, pas tous annuels et présentent seulement les produits de quelques pays.

Records

Plus grand vélo du monde (6,3 m) à Liège

Bibliographie

  • Keizo Kobayashi, L’histoire du vélocipède de Drais à Michaux 1817-1870, École pratique des hautes études, 1990
  • David V. Herlihy, Bicycle: the history, Yale University Press,‎ 2004 (ISBN 978-0-300-12047-9) [détail des éditions]
  • Raymond Huttier. Le roman de la bicyclette, du célérifère au vélo moderne. 139 p. illustré. Editions Susse, Paris. 1951.
  • Pryor Dodge (traduit par Frédéric Deschandol, La grande histoire du vélo, Flammarion, 1996, (ISBN 2080124439)
  • Jean Pierre Vieren, « La Bicyclette », La Recherche, n°127, novembre 1981

Notes et références

  1. Enjeux no 326 (juillet-août 2012), Afnor Éditions, p. 42).
  2. doux ecocitoyens.ademe.fr consulté en juillet 2013
  3. (en) Résultats des tentatives de record à Battle Mountain en septembre 2009, vitesse calculéwisil.recumbents.com consulté en juillet 2013
  4. Alain Desert, « Consommation énergétique des moyens de transport : de la marche à l'avion »,‎ 17 décembre 2013 (consulté le 2/12/2014)
  5. (en) Science of Cycling: Human Power, p. 1.
  6. (en) Leonardo Da Vinci Bicycle Hoax, sur le site cyclepublishing.com
  7. Cyclisme Magazine numéro 100, Jacques Seray y montre dans quelles conditions Baudry propagea cette histoire dans son Histoire générale de la Vélocipédie (1891), lire en ligne.
  8. Herlihy (2004), p. 27
  9. Herlihy (2004), p. 35, p. 43
  10. Herlihy (2004), p. 248-249
  11. Herlihy (2004), p. 84-85
  12. Herlihy (2004), p. 86-87
  13. a et b Herlihy (2004), p. 102-103
  14. Herlihy (2004), p. 124
  15. a et b Catherine Bertho Lavenir, Voyages à Vélo - Du vélocipède au Vélib', éd. Paris Bibliothèques, 2011, 127 p. (ISBN 9782843311772)
  16. Pour la seule année 1902 en France, 500 brevets concernant le vélo ont été déposés à l’INPI, même si la plupart étaient trop fantaisistes et/ou inexploitables. Source : Jacques Borgé et Nicolas Viasnoff, Le vélo : la liberté, Balland, 1978, p. 256, ISBN 2-7158-0-154-8
  17. Jean Bobet, Le vélo à l'heure allemande, rééd.La Table Ronde, 7 juin 2007, 219 p. (ISBN 2710329832)
  18. Borgé-Viasnoff, p. 158 et Pryor Dodge, La grande histoire du vélo, Flammarion, 1996, p. 169. Certains modèles avaient même deux vitesses et des freins à rétropédalage.
  19. (en)+[PDF] Improvements in variable gearing for velocipeds and road motor vehicules, sur le site sturmey-archerheritage.com, consulté le 27 juillet 2013
  20. Les véhicules à propulsion humaine insolites, sur le site generationsfutures.chez-alice.fr
  21. le vélo s'impose comme un complément des transports en commun, Jean Liou, Dépêche AFP du 12 juin 2010
  22. a et b Bicycode : le marquage des vélos, sur le site biccycode.org
  23. [PDF]Dolce vita e bicicletta, pages 14-15, sur le site <energie-environnement.ch
  24. Source : Lettre Le quotidien de Pollutec, sur le site environnement-magazine.fr du mardi 30 novembre 2010
  25. [PDF] Rapport de l'OMS Stratégie mondiale pour l’alimentation, l’exercice physique et la santé, 2004
  26. [PDF] LIVRE BLANC : Une stratégie européenne pour les problèmes de santé liés à la nutrition, la surcharge pondérale et l'obésité., 30 mai 2007
  27. "Un plan vélo ça marche !" Article de Christophe Raverdy, sur le site fubicy.org
  28. a et b Int Panis et al., 2010. Exposure to particulate matter in traffic: a comparison of cyclists and car passengers. Atmospheric Environment. Vol 44, Issue 19, 2263-2270. http://dx.doi.org/10.1016/j.atmosenv.2010.04.028
  29. Jacobs et al., 2010. http://www.ehjournal.net/content/9/1/64
  30. Plus il y a de cyclistes, plus ils sont en sécurité, sur le site energie-environnement.ch
  31. (en) How exposure information can enhance our understanding of child traffic “death leagues”, sur le site Injury Prevention
  32. Vandenbulcke G et al., 2011. Cycle commuting in Belgium: Spatial Determinants and ‘Re-Cycling’ Strategies. Transportation Research Part A 45: 118–137 doi:10.1016/j.tra.2010.11.004
  33. (en) P.L. Jacobsen, Safety in numbers: more walkers and bicyclists, safer walking and bicycling, sur le site injuryprevention.bmj.com
  34. (en) Swimming with sharks – the truth about Safety In Numbers, sur le site /aseasyasridingabike.wordpress.com du 3 octobre 2012
  35. OFS, « Statistique suisse - Accidents de la circulation routière » (consulté le 2/12/2014)
  36. Office fédéral de la statistique, « Table: Accidents de la circulation routière: victimes à partir » (consulté le 2/12/2014)
  37. (en) Aertsens J et al., Commuting by bike in Belgium, the costs of minor accidents. Accident Analysis and Prevention 42 (2010) 2149–2157., sur le site x.doi.org
  38. Guide pour la France, publié à l'occasion de la Semaine de la Sécurité routière 2007, sur le site fubicy.org
  39. Conseils pratiques, sur le site de la Fédération française des usagers de la bicyclette
  40. (en) Dorothy L Robinson, Cycle Helmet Laws - Facts, Figures and Consequences, sur le site roble.net
  41. (en) All-Cause Mortality Associated With Physical Activity During Leisure Time, Work, Sports, and Cycling to Work, sur le site archinte.ama-assn.org du 12 juin 2000
  42. Décret no95-937 d'aout 2005
  43. La sécurité à vélo, sur le site interieur.gouv.fr du 6 février 2012
  44. [1]

Annexes

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Articles connexes

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