Le pédalier est le composant qui convertit le mouvement alternatif des jambes en un mouvement de rotation qui est transformé en mouvement linéaire transmis à la chaine qui à son tour fait tourner la roue arrière. Il est présent notamment sur les bicyclettes, ce qui en fait un dispositif mécanique répandu et populaire.
Deux pédales sont fixées chacune à une manivelle, calées à l'opposé l'une de l'autre ; la rotation de l'axe du pédalier entraîne directement la roue motrice ou indirectement un système de transmission : un à trois plateaux, qui entrainent une chaîne (ou plus rarement un autre système de transmission, un cardan par exemple) qui elle-même entraine le pignon arrière (ou la roue libre ou la cassette) fixé à la roue motrice (ou parfois une hélice). Des dérailleurs assurent les changements de « vitesses » (en fait les rapports de démultiplication) en plaçant la chaîne sur le plateau et le pignon choisis (pour les systèmes avec dérailleur externe, mais il existe aussi le système de moyeu à vitesses intégrées).
Invention
. Âgé de 19 ans, Ernest effectue les menues réparations à l'atelier paternel, installé dans la banlieue parisienne. En , un notable apporta son Vélocifer, un modèle perfectionnée de draisienne, pour une révision technique. Celle-ci effectuée, Ernest essaie dans les rues voisines l'engin bien équilibré et revient en disant à son père qu'il ne sait pas bien où placer au cours des déplacements ses pieds et ses jambes lorsqu'il profite d'une descente ou d'une vigoureuse marche d'élancement. Le père lui suggère alors de fixer des reposes-pieds ou mieux des pédales, en prenant modèle sur une meule rotative à pédales. Ce qu'Ernest fit.
Historiquement, le pédalier est en prise directe sur l'axe de la (grande) roue avant, mais il a vite été installé en bas du cadre, à un emplacement plus favorable au pédalage, en prise sur un plateau, permettant d'entraîner une chaîne avec une démultiplication choisie.
Parties Manivelles Les deux manivelles sont placées de chaque côté de l'axe du pédalier, parallèlement, partant dans des directions opposées. Chaque pédale est fixée à une manivelle.
Longueur des manivelles La longueur des manivelles de vélo est variable. Elle diffère en fonction de la taille du vélo ou de l'usage qui en est fait. Leur taille peut être choisie pour être adaptée aux mesures du cycliste.
Les principaux fabricants proposent des longueurs de manivelles pour vélos adultes de route généralement comprises entre et , étant la taille la plus couranteLa tendance actuelle (2025) de certains coureurs internationaux consiste à réduire la longueur des manivelles jusqu'à 150 mm .. Les manivelles sont plus courtes pour certaines pratiques spécifiques : pour le freestyle (artistique), pour le tout terrain et entre 130 et - généralement - pour le street, le trial et le flat.
On peut penser que les cyclistes avec de petites jambes doivent utiliser des manivelles plus petites que les cyclistes avec de grandes jambes, mais ce n'est pas universellement accepté. Très peu de scientifiques ont étudié les effets de la longueur des manivelles sur les performances cyclistes. Ces études ont donné des résultats contradictoires.
Il existe plusieurs formules pour calculer la longueur de manivelle idéale en fonction du cycliste. La longueur de manivelle idéale au confort et à la performance pour un cycliste donné peut dépendre de la spécialité du cycliste. Les cyclistes préfèrent en général des manivelles plus courtes lorsqu'ils doivent fournir une cadence de pédalage plus élevée, comme dans un critérium ou une course sur piste. À l'inverse, une plus grande longueur de manivelle est souvent préférée pour les épreuves qui demandent une cadence moins soutenue, comme les contre-la-montre ou les épreuves de VTT.
Plus les manivelles utilisées sont longues, plus grand est le risque de voir la pédale basse côté intérieur toucher le sol dans les virages quand le vélo est incliné.
Matériau Les manivelles sont faites en alliage d'aluminium, en titane, en fibre de carbone, en acier chromé ou à partir d'un alliage à base d'acier, moins coûteux. Les manivelles tubulaires en acier (comme les Tioga Revolver) peuvent être à la fois légères et très solides. On les trouve généralement sur vélos BMX, mais des VTT en sont également équipés. Les manivelles en aluminium peuvent être moulées ou forgées à chaud ou à froid. Dans ce contexte, à froid signifie que le matériau est chauffé à une température très en dessous de son point de fusion, mais pas à température ambiante.
La forge à froid donne au matériau plus de résistance : les manivelles peuvent donc être plus légères sans pour autant perdre en solidité. La manivelle en aluminium Shimano Hollowtech est réalisée en forgeant le bras principal autour d'un insert en acier qui est ensuite retiré. Cela permet de laisser un creux à l'intérieur de la manivelle pour diminuer le poids. Elle est ensuite soudée avant l'usinage final.
Pédales Cale-pied Cet accessoire dont la présence n'est pas obligatoire permet un meilleur rendement : il force un placement du pied à une position idéale sur la pédale, élimine les mouvements du pied, et même permet dans une certaine mesure d'exercer une force de traction lorsque le pied remonte.
Divers modèles existent : certains emprisonnent le pied par un serrage avec une courroie. Moins inquiétants, les modèles pour les VTT en plastique ne servent que de buttoir et permettent un dégagement du pied en cas de chute. Enfin, des fixations spécialisées, appelées « pédales automatiques » permettent à la fois une parfaite liaison du chausson à la pédale, et un dégagement facile en cas de besoin.
Fixation Au boîtier de pédalier Il y a beaucoup de manières différentes d'attacher la manivelle à l'axe du pédalier. On utilise une clavette pour fixer les manivelles les plus anciennes sur l'axe. frameless|120x120px Pour les manivelles (Shimano et Campagnolo ont deux standards concurrents, mais la plupart des pièces des autres fabricants sont au standard Shimano), et deux orientations : en diamant ou en carré. un axe hexagonal (par exemple, les pédaliers de marque Tune) un axe cannelé. Il en existe deux spécifications majeures et de nombreuses plus rares. La cannelure ISIS est sûrement la plus courante car elle est supportée par plusieurs entreprises. L'Octalink de Shimano est aussi un standard propriétaire courant. Il vient en deux formes : la version un pour les groupes XTR, 105, Ultegra et Dura Ace, et la version deux pour tous les autres groupes comme XT, LX et Deore. Truvative et DRM ont aussi leur propre standards d'axe cannelés. Les manivelles sont maintenues en place et le fretting est empêché grâce à un boulon ou un écrou placé dans (ou sur) l'axe du pédalier. La tête du boulon ou l'écrou est dans un trou à fond plat qui est fileté lui aussi afin que l'on puisse y glisser un extracteur de manivelle. Le trou est souvent recouvert d'une couverture anti-poussière. Même les vélos plus récents ont un axe, généralement creux et d'un diamètre plus large que ce qui est possible avec les boîtiers de pédalier intégrés au cadre du vélo. Le boîtier est fixé à la manivelle droite (Shimano entre autres) ou à la gauche (Race Face). La manivelle gauche s'enfile dans une cannelure et est coincée par une ou deux clavettes (Shimano) ou bien serré sur la cannelure par un boulot sur l'axe (Race Face). La forme creuse allège la pièce sans compromettre la rigidité. Certaines manivelles peuvent avoir jusqu'à 48 cannelures, comme les Profile Design. Sur l'Ultra-TorqueTM de Campagnolo, chaque manivelle est fixée définitivement sur une moitié de l'axe ; les deux demi-axes s'assemblent au milieu du boîtier avec une denture Hirth et un boulon. Certains fabricants ont leur propre standards propriétaires de pédaliers, qui nécessitent de modifier le cadre du vélo. Le standard ouvert BB30 introduit par Cannondale en 2000, gagne en popularité sur les vélos haut de gamme et les fabricants de composants (Zipp, Specialized, FSA). Enfin, beaucoup de vélo d'enfants, de vieux vélos, ou de vélos bon marché, ont des manivelles en une seule pièce, où les deux manivelles et l'axe sont forgés d'une seule pièce d'acier.
Aux pédales thumb|Rupture d'une manivelle en aluminium : en foncé, rupture par fatigue ; en clair, rupture fragile. Les manivelles ont un trou fileté près de leur bord externe pour y loger l'axe de la pédale. Les manivelles pour adultes ou multi-pièces ont un trou de 9/16 de pouce avec 20 TPI (filets par pouce), une combinaison qui semble ne servir que pour cet usage. Les manivelles pour enfants ou d'une seule pièce, utilisent un trou d'un demi pouce. Certaines manivelles sur les vélos pour enfant ont plusieurs trous pour pouvoir déplacer la pédale en fonction de la taille de l'enfant.
Le côté droit (habituellement, le côté de la chaîne) a un filetage dans le sens des aiguilles d'une montre, tandis que le côté gauche a un filetage inverse. Cela permet d'éviter que le filetage ne s'abîme par précession. Cela oblige également l'axe à se dévisser de la manivelle de façon automatique si les roulements de pédales se bloquent.
L'axe des pédales est en acier, et érode petit à petit la manivelle aux endroits de contact. Cela peut même entraîner la cassure de la manivelle, qui survient fréquemment au niveau du trou fileté. Certains fabricants conseillent de mettre une fine rondelle d'acier entre la pédale et la manivelle, mais c'est inefficace car c'est alors la rondelle qui abîme la manivelle.
Étoile Sur les vieux vélos, l'étoile, (la pièce à plusieurs branches qui relie le plateau à l'axe), était une pièce séparée de la manivelle. L'étoile est maintenant fréquemment intégrée aux manivelles récentes du côté de la chaîne. Néanmoins, Middleburn, TA et Surly construisent des manivelles avec étoile détachable, ce qui permet d'utiliser différents motifs de plateaux avec les mêmes manivelles.
Les étoiles ont en général quatre ou cinq branches. On trouve aussi quelques modèles avec trois branches ou bien jusqu'à 10 branches. Des étoiles à six branches étaient répandues par le passé.
Modèle de boulon (BCD) Beaucoup de vélos modernes sont équipés de plateaux amovibles, ce qui permet de les changer lorsqu'ils sont usés, ou de modifier le rapport de vitesse.
Les trous des branches de l'étoile qui servent à fixer le plateau peuvent être de multiples dimensions. On appelle parfois cette dimension BCD (bolt circle diameter). On l'appelle aussi parfois PCD (pitch-circle diameter). Les manivelles sur lesquelles on peut monter un ou deux plateaux auront presque toujours un diamètre de trou unique. Les manivelles sur lesquelles on peut monter trois plateaux auront presque toujours deux diamètres de trous différents : le plus large pour monter les deux plateaux externes, et le plus petit pour monter le plateau du milieu. La plupart des manivelles pour deux plateaux utilisent un diamètre de ou .
Plateaux Les plateaux servent à entraîner la chaîne qui va ensuite entraîner la roue (arrière, en général). Leurs dents sont en général espacées de manière que chaque maillon de la chaine aille se plaquer contre une dent. Mais par le passé, il a existé des plateaux pour lesquels un maillon de chaîne sur deux correspondait à une dent.
Tailles Par convention, le plateau le plus grand est à l'extérieur tandis que le plus petit est à l'intérieur. Les plateaux peuvent avoir entre 20 et plus de 55 dents. Il y a aussi différentes largeurs de plateau : 3/16" pour certains vieux vélos, certains BMX, les vélos Worksman, et les vélos d'exercice. 1/8" pour les vélos de piste, les BMX, les cruiser, des vélos à une ou à trois vitesses, et quelques rares dérailleurs. 3/32" pour les vélos de route, hybrides, les VTT, des vélos à une vitesse, et des roues libres de 5, 6, 7 ou 8 vitesses. 5/64" pour tous les vélos qui ont des cassettes de 9 ou 10 vitesses.
Matériau