Freinage

    Introduction au freinage

La phase de freinage est, pour bon nombre de conducteurs, une action naturelle et simple. Pourtant, elle est un peu plus complexe et importante qu’on ne le croit. Que ce soit un freinage d’urgence, de ralentissement ou pour arrêter le véhicule, les efforts que soumet le freinage au véhicule sont parfois négligés.

    La répartition du freinage

Le freinage est principalement réparti sur l’avant du véhicule. Ce détail, non négligeable, modifie complètement son équilibre. Il prend appui sur le train avant et déleste ainsi le train arrière. C’est ce que l’on appelle un transfert de masse. Ce phénomène se ressent facilement lors d’un freinage un peu soutenu.Image

Ce transfert de masse délestant le train arrière entraîne une diminution de l’adhérence des roues arrières. Sans danger apparent lors d’un freinage en ligne droite, il peut l’être dès lors que le véhicule sort de son axe. Je m’explique : la diminution d’adhérence des roues arrières lorsque le véhicule tourne peut aller jusqu’à la perte d’adhérence de ces dernières et provoquer une dérive du train arrière.

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    L’adhérence et le freinage

Certaines conditions (pluie, neige, sol meuble, verglas, etc.) peuvent entraîner une diminution de  l’adhérence des roues durant le freinage,  allant jusqu’au blocage des roues. Le principal danger de la perte d’adhérence (blocage des roues) est la perte de contrôle du véhicule et l’augmentation importante des distances de freinage. Le véhicule glisse et perd toute directivité. Pour y palier, les véhicules sont, pour la plupart, désormais équipés de l’ABS (Antiblockiersystem).

Ce système empêche le blocage des roues et permet de conserver une adhérence suffisante pour garder le contrôle du véhicule. Cela permet une éventuelle manœuvre d’évitement d’obstacle, tout en facilitant la tâche du conducteur qui peut ainsi se concentrer sur sa manœuvre et sa trajectoire, sans se soucier de l’effort qu’il doit transmettre à sa pédale de frein.

Pour ce faire, l’ABS régule la pression de freinage sur les roues. Si une roue vient à se bloquer ou tend à se bloquer, il relâche momentanément la pression sur celle-ci de manière à toujours garder la roue en mouvement. Bien qu’il permette au conducteur de conserver la maîtrise de son véhicule, l’ABS ne réduit pas les distances de freinage.

Si le véhicule n’est pas équipé du système ABS, un effort supplémentaire sera demandé au conducteur : il devra réguler lui-même la pression sur sa pédale de frein afin d’éviter le blocage. Mais au cours d’une situation d’urgence, le réflexe pousse le conducteur à écraser la pédale de frein, entraînant inévitablement le blocage des roues et la perte de contrôle du véhicule. Dans ce cas, il convient de relâcher légèrement mais rapidement la pression de freinage pour reprendre de l’adhérence.

    Approche énergétique

On distingue deux catégories de freins : les freins à disque et les freins à tambour.

Leur principe de fonctionnement est le même :  l’utilisation des forces de frottements. Les freins ralentissent le véhicule en dissipant l’énergie cinétique qu’il possède sous forme thermique, c’est l’effet joule. L’énergie du véhicule dépend de sa masse et de sa vitesse (E=1/2M*V², avec E en Joule, M en Kg et V en m/s). En dissipant l’énergie on agit directement sur la vitesse (la masse n’étant pas une variable seule la vitesse varie lorsque l’on fait varier l’énergie).

La phase de freinage entraîne donc un échauffement des garnitures de frein et du disque/tambour. Mais cet échauffement peut faire augmenter considérablement la température des systèmes de frein lors d’un freinage prolongé. Les risques de cet échauffement intensif sont la dégradation de ces systèmes et donc de la qualité du freinage ; allant jusqu’au glaçage du disque de frein. Le glaçage du disque de frein entraîne une perte quasi totale du freinage, il survient suite à un freinage prolongé (ce qui peut arriver dans une longue descente) car il modifie la structure des plaquettes et du disque : ils se lissent sous l’effet de la chaleur (effet miroir).

Pour éviter de dégrader ses freins et le glaçage, il est donc préférable de freiner franchement et brièvement pour laisser un temps de refroidissement plutôt que de maintenir une pression continue sur le long terme (aucun temps de refroidissement dans ce cas).

Conclusion

Il existe aussi un autre type de freinage : le frein moteur. Il suffit de lever le pied de l’accélérateur pour s’en servir. La consommation de carburant se réduit significativement (tend même à être nulle selon les véhicules) et les freins sont préservés. Pour le reste, l’anticipation reste le meilleur atout.

Itesaki.

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