Mentionnons, avant d’envisager les différentes étapes de la découverte de la bicyclette, que la roue fut inventée en Mésopotamie, il y a environ 5500 ans, époque où les sumériens utilisaient des troncs d’arbres pour déplacer des charges lourdes comme de grosses pierres. Progressivement, les rondins de bois furent partiellement évidés pour en alléger le poids. Les rayons firent leur apparition il y a 4000 ans.

En avril 1815, la terrible éruption volcanique de Tambora ( Indonésie), la deuxième plus grave éruption de l’histoire, entraîna des perturbations climatiques catastrophiques : refroidissement général, année 1816 qualifiée d’année sans été, à l’origine d’une famine redoutable responsable de 100000 morts. Les récoltes de céréales s’effondrent avec pour conséquence une impossibilité d’alimenter, notamment, les chevaux, d’où un abattage massif qui s’ensuivit.

Les calèches à chevaux souffraient de la pénurie de l’animal et cela précipita la découverte du baron allemand Karl Drais.

Léonard de Vinci, au XVe siècle, a réalisé des croquis montrant un engin à 2 roues, ainsi qu’une chaîne à maillons.

En 1817, Karl Drais réalisa « une machine à courir », constituée de 2 roues alignées, reliées par une traverse en bois qui supportait un siège. Roues en bois cerclées de fer, comme les roues de charrette. La roue avant s’articulait sur la traverse en bois. Un gouvernail permettait d’orienter cette roue. Assis à califourchon sur le siège, le vélocipédiste avançait grâce aux impulsions des membres inférieurs, freinait et s’arrêtait par frottement des pieds au sol. Le baron Drais relia 2 villes distantes de 14 km, en 1 heure. Il a découvert l’ancêtre du vélo, dénommé la draisienne. En raison de son poids élevé (25 kg), de la difficulté de la manœuvrer et de la propulser, elle tomba assez vite en désuétude.

Cet engin rudimentaire, sans pédales, sans pédalier, sans chaîne à maillons, sans pignon, sans frein, constitue néanmoins l’ancêtre du vélo.

En 1839, le forgeron écossais Kirpatrick MacMillan invente la draisienne à pédales. Il s’agit d’une grande avancée, car dorénavant, le vélocipédiste tient en équilibre sur la draisienne. Les pieds reposent sur des pédales placées à l’extrémité inférieure de tiges métalliques reliées à la fourche de la roue avant. Les pédales ne décrivent pas un mouvement rotatif mais de va et vient, antéro-postérieur. Ce mouvement est transmis à la roue arrière par une bielle en bois, articulée sur 2 manivelles fixées sur le moyeu. L’engin pèse 26 kg, le diamètre de la roue arrière atteint 1 mètre, et celui de la roue avant, 70 cm.

En 1861, Pierre et Ernest Michaux inventent les pédales sur la roue avant. Ernest, alors âgé de 19 ans, proposa d’adapter un repose pieds sur la roue avant. Son père fabriqua des manivelles qui réunissaient les pédales à l’essieu ; ainsi, le pédalage rotatif entraînait la roue, le vélo se mettait en mouvement. Cependant, dès que le vélocipède atteignait une certaine vitesse, la cadence de pédalage devenait trop rapide. Les Michaux père et fils augmentèrent le diamètre de la roue avant jusqu’à 1 mètre, si bien qu’un tour de pédale permettait de parcourir une distance supérieure. De ce fait, naquit la Michaudine.

En 1867, clément ader améliore le confort du vélocipédiste en ajoutant des bandes de caoutchouc aux roues.

En 1870, James Starley, s’appuyant sur la découverte de Pierre et Ernest Michaux, créa le grand bi. Il possédait, également, des pédales sur la roue avant ; James Starley poursuivit l’idée de son prédécesseur en augmentant le diamètre de la roue avant, de telle sorte qu’en effectuant un tour de pédale, le grand bi avançait d’autant plus. Le diamètre de la roue avant atteignait 1,50m, ce qui correspondait à un avancement de 4,70m. La roue arrière mesurait 50 cm de diamètre. Un homme perché sur la selle se trouvait à 1,60m du sol, ce qui représentait un risque de traumatisme élevé en cas de chute, notamment en avant ; de plus, atteindre la selle relevait de l’acrobatie, ce qui explique le peu de succès qu’a rencontré le grand bi ; seule la catégorie des sportifs y trouvaient du plaisir. James Starley intègre à ses vélos les rayons tangents (rayons en tension), des broches métalliques remplaçant les barreaux en bois ou en fer qui présentaient une disposition radiale. Les rayons tangentiels constituent un progrès en terme d’absorption des vibrations et de résistance aux chocs.

En 1877, James Starley fabrique les premiers cadres en tube d’acier. Il utilise aussi les roulements à billes inventés par jules pierre Suriray en 1869.

En 1879, la bicyclette de Henry John Lawson représente une avancée majeure. Il met au point un système de transmission de la force de pédalage vers le pignon arrière. Il s’agit du triptyque pédalier, chaîne à rouleaux et pignon. Les pédales qui entraînent le pédalier, se situent désormais entre les 2 roues. Précédemment, la roue avant était surdimensionnée pour qu’un tour de pédale engendre une distance parcourue accrue. Lawson eut l’idée géniale d’un pédalier plus grand que le pignon, si bien que la roue arrière tourne plus vite que les pédales. Il persiste une inégalité de taille des 2 roues : diamètre d’1 m pour la roue avant et 61 cm pour la roue arrière. Avec la bicyclette de lawson, un pas de géant est franchi vers le vélo moderne.

« La bicyclette de sécurité », en opposition avec la dangerosité du grand bi, voit le jour probablement la première fois grâce à john lawson. Dans les années 1880, John Mc Cammon, Thomas Humber, John Starley, neveu de James, développeront un vélo de sécurité. Le « rover safety bicycle » de John Starley préfigure le vélo moderne avec 2 roues de dimensions réduites et égales, la transmission par chaîne (découverte par lawson) qui relie plateau et pignon arrière, un cadre en tube d’acier apportant plus de légèreté et s’approchant de celui des vélos actuels constitués de 2 triangles, l’apparition du pneumatique. Ce vélo rencontra un grand succès commercial.

En 1988, john dunlop, un vétérinaire écossais, eut l’idée d’envelopper les roues de fines bandes de caoutchouc et de les coller ensemble puis de remplir d’air le tube ainsi créé. Il vient de fabriquer la premier pneumatique.

En 1891, les frères michelin déposent le brevet du pneu démontable avec chambre à air.

Sur la draisienne, le freinage se faisait avec les pieds. Ensuite, le frein à sabot vit le jour avec une tige parallèle au tube de direction, tige qui se terminait par un patin qui venait frotter le dessus de la roue. Le vélocipédiste pouvait aussi ralentir puis s’arrêter en exerçant de la résistance au pédalage, ce qui s’avérait extrêmement périlleux dans une descente, quand il fallait récupérer les pédales, alors que les pieds se trouvaient sur de petites barres de repos. Le frein à mâchoire consistait en 2 patins de caoutchouc qui enserraient la jante, type de freins le plus communément rencontré sur les bicyclettes actuelles avant l’avènement du frein à disque (1998).

Nous devons aux celtes les premiers roulements à billes. Ils apparaissent sur les vélocipèdes en 1869, notamment sur le grand bi. Ils permettent de faciliter la rotation des roues, donc de limiter l’usure et la fatigue du pédaleur.

En 1898, ernst sachs invente la roue libre, prouesse technique, qui là encore, va aider considérablement le cycliste en lui évitant de se blesser sérieusement les pieds avec les pédales et lui permettre de se reposer par exemple dans les descentes. Dorénavant, si le cycliste ne veut pas pédaler, l’ensemble pédalier-chaîne-pignon n’entraîne plus la roue arrière.

Les avis divergent concernant l’auteur de la conception du dérailleur. Les noms de Jean Loubeyre en 1895, de Paul de Vivie en 1908, sont cités. Il s’agit de l’ultime invention décisive qui a permis, depuis « la machine à courir » d’entrer dans l’ère du vélo moderne. Un système commandé par câble permet de déplacer latéralement la chaîne sur le pignon ou le plateau ce qui entraîne un changement de développement ; le cycliste adapte le braquet en fonction de la déclivité de la route, de la force du vent.

A la lumière de cette succession d’innovations depuis 1817 avec l’apparition de la draisienne, il est bien difficile de retenir un nom pour l’invention de la bicyclette. Il faut plutôt nommer plusieurs inventeurs qui ont bénéficié des découvertes précédentes pour mettre au point une avancée supplémentaire et parvenir à la bicyclette d’aujourd’hui.