Dans l’automobile moderne, il existe principalement trois types de freinages. Les freins à tambour, les freins à disque en acier et les freins à disque en carbone céramique. Chacun de ces systèmes correspond à une utilisation particulière.
Il faut savoir que l’ennemi du freinage est la chaleur. Là où un freinage trop froid sera légèrement faible, un freinage trop chaud sera quasi inutile et le ressenti à la pédale sera spongieux. La diminution de l’énergie cinétique par le freinage par friction produit beaucoup de chaleur. En cas de forte sollicitation, les disques peuvent surchauffer, voir même se voiler.
Probablement le système le moins performant des trois. Il se compose de deux mâchoires en métal qui viennent s’appuyer contre les parois d’un “tambour” métallique. Comme pour les deux autres méthodes, il s’agit d’un freinage par friction. Les mâchoires recouvertes de garniture au contact du tambour permettent de ralentir le véhicule. Ce système produit beaucoup de chaleur qui ne peut pas s’évacuer. C’est pour cette raison qu’il n’est pas très endurant.
Aujourd’hui, il est encore utilisé sur certains modèles de véhicules d’entrée de gamme pour des raisons de coût de production. C’est le freinage le moins cher à produire. Bien que peu cher à la production et à l’entretien, ce système de frein est voué à disparaître dans quelques années sur les véhicules de série. Il sera alors complètement remplacé par le freinage à disque, plus performant et plus sécurisant, sans être hors de prix pour autant.
Les freins à disque acier sont les plus repandus dans l’automobile moderne. Ce système comprend un disque en acier tournant en même temps que les roues. Ce disque est ralenti par friction avec des plaquettes de freins, actionnées par les pistons des étriers de freins. Un étrier de frein peut comporter jusqu’à dix pistons à l’avant et, rarement, plus de quatre à l’arrière. Les freins à disque offrent un freinage puissant et endurant pour différents types d’utilisation.
Les disques en acier peuvent être de taille plus ou moins importante. Cela permet de les adapter à tout type de véhicules, de la citadine au SUV en passant par les sportives. Les disques peuvent être perforés ou ventilés pour une meilleure aération. Cela limite la surchauffe. Bien plus mordant et endurant que les freins à tambour, dans le cadre d’une utilisation quotidienne, vous n’en verrez probablement jamais les limites.
Le principe de ce système est le même que pour les freins à disque acier. La principale différence est le matériau utilisé. Les freins en carbone céramique sont plébiscités en compétition pour une bonne raison, ils sont plus performants et plus endurants. Ces freins résistent mieux à la chaleur que ceux en acier.
Ils sont aussi beaucoup plus chers à entretenir. Un système de freins céramique coûte en moyenne 20 000 euros. On retrouve ces freins sur certaines voitures de série (Ferrari, Porsche, Audi…), généralement, en option.
Leur construction procure un freinage instantané, puissant, mordant et endurant. Contrairement à certains disques en acier, même en utilisation sur circuit, il est difficile de les pousser à leur limite.
Le freinage sur circuit consiste à ralentir le véhicule à l’approche d’un virage. L’action des plaquettes sur les disques de freins combinée à l’adhérence des pneumatiques permet de réduire l’énergie cinétique du véhicule. Il existe différents systèmes de freinage plus ou moins performant et correspondant à une utilisation bien précise. Cet article porte sur les différentes techniques de freinage sur circuit. Pour connaître les différents types de freins.
La gestion du freinage permet de contrôler la vitesse d’arrivée, de passage et de sortie des virages. C’est l’un des piliers du pilotage, mais aussi l’une des techniques les plus difficiles à maîtriser. Pour aller vite, il est nécessaire de freiner le plus tard, le moins longtemps et le plus fort possible. Le freinage est bien souvent plus important que le potentiel d’accélération !
Cette technique est très répandue en utilisation routière, elle permet de maximiser la sécurité et le confort des passagers. Le freinage commence en douceur et prend en intensité progressivement jusqu’à la vitesse souhaitée ou l’arrêt du véhicule. Ce type de freinage est à proscrire sur circuit car il va à l’encontre de la recherche de performance.
Le freinage par pompage consiste à faire des appuis répétés sur la pédale de frein. Aussi désagréable qu’inefficace, il était utilisé dans le temps avec des freins qui avaient tendance à surchauffer. Il permet de limiter la concentration de la chaleur. Cette technique est aussi à proscrire sur circuit si vous recherchez l’efficacité. En plus d’augmenter la distance de freinage, le freinage par pompage déstabilise le véhicule.
Cette technique consiste à casser la vitesse du véhicule sans le déstabiliser ni bloquer les roues. C’est la technique la plus efficace sur circuit, mais la maîtriser n’est pas chose facile. Cette technique permet un transfert des charges du véhicule sur le train avant et ainsi de l’ancrer dans le sol pour limiter le sous-virage.
Il faut freiner très fort, sans “claquer la pédale de frein”, à la limite du blocage des roues, puis, diminuer progressivement la pression sur le frein. Il faut être bien installé et avoir le pied gauche bien calé sur le cale-pied. Les yeux doivent être rivés sur le point de corde. Il est important d’avoir passé le pic du freinage avant de braquer les roues. Si vous conservez trop de frein en tournant la direction, vous risquez le sur-virage et un tête-à-queue.
Il est primordial d’éviter le blocage des roues lors des phases de freinage. Cela entraîne une perte quasi-instantanée du grip et de la direction. La distance de freinage augmente alors considérablement, si vous ne perdez pas le contrôle du véhicule avant ! Le dosage du frein est alors très important, surtout, si votre véhicule ne dispose pas d’ABS. En cas de blocage, soulagez le frein, puis, retrouvez de la dégressivité sans bloquer les roues cette fois-ci.
Pour préparer au mieux une course ou un track day, l’utilisation d’un simulateur de pilotage est un bon compromis. Cela permet de mémoriser le tracé et les zones de freinage sans avoir à se déplacer. Les donnés GPS des simulateurs permettent une expérience très fidèle à la réalité sans avoir à se déplacer.
Pour assurer un bon freinage sur circuit, il est important de connaître ses repères. Il faut aussi connaître son matériel et être familiarisé avec ce dernier.
Il est primordial d’analyser la piste en fonction des conditions météorologues. La température, l’humidité ambiante (hygrométrie), ou encore si la piste est sèche ou non sont des critères très importants à prendre en compte. Les distances de freinage et l’efficacité de ce dernier seront impactés.
Vous voulez sentir le plaisir d’être vraiment aux commandes de votre véhicule dans les virages ? Révélation importante : une voiture ne tourne pas grâce au volant, mais grâce aux freins ! Le volant est parfait pour tourner en manœuvre, à petite vitesse. Si vous voulez tourner à vive allure sur circuit ou sur route, pensez « frein ». Le réflexe en roulant vite est de tourner le volant dans la direction souhaitée, de mettre de l’angle. Cette conduite provoque l’effet inverse. Plus vous tournez le volant et, donc les roues, moins la voiture tourne. Quelle est la solution ? Gérer son frein au mieux.
Sur la première fonction, celle de ralentir le véhicule, vous pouvez envisager une pression de freins à fond, tout de suite, lorsque vos roues sont droites. (lien vers article Un bon freinage). A partir du moment où vos roues commencent à tourner, vous allez utiliser le freinage dégressif. En effet, vous ne pouvez pas vous permettre de freiner à 100% alors vos roues sont braquées. C’est comme s’il y avait une poulie reliée entre le haut du volant et la pédale de frein. En position « roues droites », cette poulie n’est pas du tout en tension, ce qui vous permet de freiner à fond. Par contre, en tournant le volant, vous actionnez « comme un câble » qui viendrait relever la pédale de frein. D’où l’impossibilité d’avoir 100% de freinage en position « roues tournées », sous peine de risquer de déséquilibrer la voiture.
En résumé, freinez fort avant un virage et, uniquement, avec les roues droites. Puis, commencez à soulager la pédale de frein dès que vous mettez de la rotation dans vos roues en utilisant votre volant. Et, Point Crucial à retenir : vous ne lâchez pas complètement votre pédale de frein en tournant ; vous restez sur un freinage dégressif.
Parce qu’en freinant fort avant de tourner, la charge va se mettre sur l’avant de la voiture, qui, de ce fait, s’enfonce un petit peu. L’arrière de la voiture est, au contraire, un peu délesté, donc il est plus léger. En tournant dans le virage, il faut que vous gardiez cette charge vers l’avant. Si vous lâchez complètement le frein après avoir tourné, les suspensions- avant vont se relever et vous perdrez de la charge sur l’avant. Cela vous empêchera de tourner correctement. Inversement, avec un freinage dégressif jusqu’à la moitié du virage (appelé « point de corde »), vous aurez le meilleur pouvoir directionnel possible. Moins vite vous roulez, plus vous devez soulager le frein. Vous freinez donc de 100% roues droite avant le virage jusqu’à 0% au niveau du point de corde. Arrivé au point de corde, vous pouvez vous permettre de accélérer de nouveau.
Une voiture tourne bien grâce aux freins et non au volant. Sur un circuit, les écarts de vitesse entre celui qui utilise cette astuce et celui qui lâche son frein en tournant, sont énormes. Sur la route, la sécurité est assurée au maximum par cette technique, vous évitant de « sous-tourner ». Vous restez réellement aux commandes du véhicule avec une utilisation intelligente de la pédale de frein. Rassurez-vous, si vous rentrez trop fort dans un virage avec du volant, la technologie de votre voiture vous protégera. Le correcteur de trajectoire freinera pour vous. Il est obligatoire sur toutes les voitures depuis 2009.
Le regard est déterminant pour utiliser cette astuce de freinage. Entre 100% de freinage avant le virage et le 0% de freinage au point de corde, il y a un une sorte de cône de dégressivité que vous pouvez visualiser. Il n’y a jamais deux tours ou deux virages identiques. Ce qui distingue un pilote rapide, un conducteur sur route qui reste maître à bord, c’est l’utilisation du regard. Avant de toucher au frein, il faut avoir le regard sur le point de corde. En arrimant votre regard au point de corde, vous saurez parfaitement passer de 100% jusqu’au 0 % du freinage. Il y a des pilotes qui roulent pendant des années sans connaître cette astuce et qui disent qu’ils y vont « au feeling ». En vrai, c’est la technologie du correcteur de trajectoire et le hasard qui sont aux commandes de leur engin.
La distance de freinage est par définition la distance parcourue par le véhicule entre le moment d’action sur la pédale de frein et le moment ou le véhicule est arrêté.
Plusieurs facteurs peuvent faire varier cette distance. La vitesse, une route mouillée, la pression sur la pédale de frein ou encore le temps de réaction son des facteurs à prendre en compte.
Lorsque l’on parle de distance de freinage, on entend la distance minimale possible pour arrêter complètement le véhicule. Il ne faut pas confondre la distance de freinage et la distance d’arrêt. Dans la distance d’arrêt, on rend en compte : La distance de freinage + Le temps de réaction (environ 1 seconde).
Adapter sa vitesse est le premier paramètre à prendre en considération. C’est le principal responsable de l’allongement de la distance de freinage. Lorsque l’on multiplie la vitesse par deux, la distance de freinage est multipliée par quatre, et ce sans compter le temps de réaction !
L’adhérence est le coefficient de friction entre les pneumatiques et la route. Suivant le type de revêtement, il y a différent type de pneus plus ou moins adaptés. Les distances de freinage seront plus importantes sur un sol à faible adhérence comme une route mouillée, des gravillons, de la neige ou encore du sable.
Sous la pluie ou sur route mouillée, la distance de freinage est multipliée par 1,5 voir même 2.
Ce qui augment considérablement les risques d’accident.
Sur la neige ou la glace, les distances de freinage peuvent être multipliées par 10 ! Même avec des pneumatiques adaptés, il est difficile de réduire ces distances.
En hiver, lorsque les températures chutent, la route durcit et les pneumatiques aussi. En dessous de 7°C il est conseillé de s’équiper de pneumatiques hiver. Ces pneus ont une gomme plus tendre, qui résiste mieux au froid et permet une meilleure adhérence.
Comme énoncé précédemment, le temps de réaction est une variable importante. Le temps de réaction est propre à chacun mais est généralement augmenté par :
Le poids est à prendre en compte, plus un véhicule est lourd plus sa distance d’arrêt sera rallongée. L’état des amortisseurs et le système de freinage sont aussi des variables importantes.
Parmi tous les systèmes d’aide à la conduite, on retrouve généralement deux systèmes pour le freinage.
Pour calculer une distance de freinage une formule existe. Cependant, il est nécessaire de surestimer cette valeur car elle ne prend pas en compte le temps de réaction.
La formule de calcul est : (Vitesse/10)² = Distance d’arrêt par temps sec !
50km/h : (50/10)²=5²= 25m
90km/h : (90/10)²=9²= 81m
130km/h : (130/10)²=13²= 169m
Sur sol mouillé on multiplie la distance obtenue par 1,5.
soit :
50km/h : 25*1,5= 37,5m
90km/h : 90*1,5= 135m
130 km/h : 169*1,5= 253,5m
pour aller plus loin : Einstein disait ” la connaissance s’acquiert par l’expérience, tout le reste n’est que de l’information”. Venez participer à un stage de pilotage sur circuit pour apprendre ou vous perfectionner grâce aux précieux conseils de Julien, coach professionnel, qui saura vous accompagner avec précision quelque soit votre niveau. Accessible à tous.
Retrouvez tous les conseils de Julien Gedet sur les techniques de pilotage et autour du sport automobile dans Les Conseils de Julien, le blog de la performance et du pilotage automobile
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