Pendant de nombreuses années, le cale-pied a été le principal système de pédale sur les vélos de course. Le cale-pied était une cage en métal ou en plastique dans laquelle le cycliste glissait son pied, lui permettant de tirer sur les pédales lors de son coup de pédale en plus d’appuyer dessus. Bien que cette puissance de sortie élevée, les cale-pieds étaient encombrants et difficiles à entrer et à sortir. Par conséquent, les pédales automatiques sont nées. Les pédales automatiques permettent également à un cycliste de tirer sur les pédales, mais il n’y a pas de cage dans laquelle le pied du cycliste peut se glisser. Au lieu de cela, le cycliste porte une chaussure spéciale avec une cale attachée au bas ; la cale s’enclenche ensuite dans des pédales spécialement conçues, un peu comme une fixation de ski mais beaucoup plus compacte.
Les pédales automatiques sont moins une pédale qu’un système de pédale. Ils fonctionnent en conjonction avec la chaussure du cycliste, qui comporte une semelle très rigide en plastique, carbone ou autres substances dures. Une cale spécialement conçue se fixe ensuite au bas de la chaussure et sert d’interface entre la chaussure et la pédale. Les pédales automatiques elles-mêmes varient en forme et en taille en fonction du design d’une marque particulière, mais la plupart sont conçues pour éliminer efficacement la boue. Les premières versions des pédales automatiques se bouchaient et ne fonctionnaient pas correctement car de la boue se coinçait dans les mécanismes à ressort pendant la conduite.
Sur la plupart des pédales automatiques de VTT, la cale doit glisser, les orteils en premier, sous une barre de la pédale. Le cycliste pousse ensuite son talon vers le bas et une barre arrière à ressort sur la pédale se clipse à l’arrière de la cale. Le cycliste est alors essentiellement enfermé dans le vélo. Afin de libérer son pied de la pédale automatique, le cycliste doit tordre son talon vers l’extérieur en l’éloignant du vélo, libérant ainsi la cale de la barre à ressort.
Certaines pédales automatiques de vélo de route fonctionnent légèrement différemment. Par exemple, les systèmes de pédales de route de Speedplay fonctionnent de la manière opposée aux pédales de VTT décrites ci-dessus. Les barres généralement attachées à la pédale sont plutôt attachées à un taquet sur la chaussure du cycliste – qui est beaucoup plus volumineux que la plupart des taquets – et la pédale elle-même agit de la même manière que le taquet de vélo de montagne mentionné ci-dessus. Lorsque le cycliste appuie son pied contre la pédale, les ressorts qui se déplacent pour connecter l’interface sont sur la chaussure plutôt que sur la pédale. Mais le relâchement des pédales automatiques fonctionne de la même manière : le cycliste donne un coup de pied du talon vers l’extérieur du vélo.
Même si les chaussures du cycliste sont verrouillées dans la pédale automatique, le pied est autorisé à se déplacer d’un côté à l’autre. C’est ce qu’on appelle le flottement et de nombreuses pédales offrent désormais un réglage du flottement qui permet au cycliste de décider combien de mouvement son pied est autorisé. Mais attention : trop limiter votre flottement peut être dommageable pour vos genoux, et ne pas le limiter suffisamment pourrait favoriser des relâchements accidentels de la pédale.