Dynamique du châssis — article 11
Le transfert de charge au freinage est imposé par la masse, la hauteur du centre de gravité et l'empattement — on n'y touche pas. Mais il dispose de deux chemins pour remonter au châssis, et c'est la géométrie seule qui décide lequel il emprunte.
L'article sur le transfert de masse a posé un résultat qui ne souffre aucune exception : au freinage, la charge qui bascule de l'arrière vers l'avant ne dépend que de la masse, de la hauteur du centre de gravité et de l'empattement. Ni les ressorts, ni les amortisseurs, ni rien d'autre n'en retire un gramme.
Ce que cet article n'a pas dit, c'est que ce transfert dispose de deux chemins pour remonter de la roue au châssis. Il peut passer par le ressort — et la machine plonge. Ou il peut passer directement par les biellettes de suspension — et la machine ne plonge pas.
La répartition entre ces deux chemins est décidée par la seule géométrie, et elle porte un nom : l'anti-plongée au freinage, l'anti-cabrage à l'accélération. C'est le pendant longitudinal de ce que l'article sur le centre de roulis décrit dans le plan transversal.
Une suspension n'est pas qu'un ressort : c'est un ressort et un assemblage de bielles. Les deux relient la roue au châssis, et les deux transmettent des efforts.
Insistons, parce que c'est la source d'un malentendu tenace : l'anti-plongée ne réduit pas le transfert de charge. La roue avant reçoit exactement la même charge supplémentaire dans les deux cas. Ce qui change, c'est que la caisse ne descend pas — et donc que la suspension ne travaille pas. Ce n'est pas du tout la même chose, et la différence se paye.
Pour savoir quelle proportion passe par où, il faut le même outil que pour le roulis, tourné de quatre-vingt-dix degrés.
Vue de profil, une suspension à bras est un mécanisme : à chaque instant, la roue tourne autour d'un point unique par rapport au châssis. Ce point est le centre instantané de rotation vu de profil. On le trouve en prolongeant les axes des deux bielles jusqu'à leur intersection. Pour un bras tiré simple, il se confond avec le pivot du bras.
Cet angle θ est tout l'enjeu. Plus la droite est inclinée, plus la part de l'effort de freinage qui se transforme en poussée verticale dans les bielles est grande — donc plus la caisse résiste à la plongée.
On exprime le résultat en pourcentage de la plongée qui serait obtenue sans aucun effet géométrique. Zéro pour cent : tout passe par le ressort. Cent pour cent : la caisse ne bouge pas du tout.
La construction géométrique qui correspond à cent pour cent est élégante et mérite d'être connue, parce qu'elle se trace sur un plan sans aucun calcul : la droite partant du point de contact avant doit passer par le point situé à hauteur de centre de gravité à l'aplomb de l'essieu arrière. Si elle passe au-dessus, on dépasse cent pour cent ; en dessous, on est en deçà.
À lire ce qui précède, supprimer la plongée semble désirable : l'assiette reste stable, la géométrie ne se dégrade pas, le pilote garde ses repères. En pratique, personne ne règle une machine à cent pour cent, et pour une raison qui touche directement à l'adhérence.
Une suspension qui ne se comprime pas sous le transfert est une suspension dont la liberté de mouvement a été confisquée dans la direction où elle devrait travailler. Or, pendant un freinage, la roue avant est la plus chargée de la machine : c'est exactement le moment où l'on a besoin qu'elle suive le sol.
Sur une piste en terre, le sol n'est jamais lisse, et le freinage se fait presque toujours sur un revêtement irrégulier. Une valeur d'anti-plongée qui serait raisonnable sur asphalte rend la machine incontrôlable au freinage sur bosses, parce que la roue cesse de suivre le terrain exactement quand elle est le plus chargée. C'est l'un des rares réglages où la pratique de la terre s'écarte franchement de celle du circuit, et dans un sens très net : moins.
Un deuxième coût, plus discret : ce qui ne passe plus par le ressort passe par les bielles, les silentblocs et leurs ancrages sur le châssis. Augmenter l'anti-plongée, c'est faire transiter des efforts de freinage dans des pièces qui n'en voyaient qu'une part, et dans une direction pour laquelle elles n'ont pas forcément été dimensionnées.
À l'accélération, tout se renverse : la charge part vers l'arrière, et c'est la suspension arrière qui se comprime. Le mécanisme est identique, la formule aussi, mais le point depuis lequel on mesure l'angle change selon l'architecture de transmission — et c'est l'erreur la plus fréquente sur le sujet.
La différence n'est pas académique : elle vaut la hauteur d'un rayon de roue sur l'origine de la mesure, ce qui change le pourcentage obtenu du tout au tout. Sur une machine à moteur central et transmission par chaîne, c'est la mesure au centre de roue qui s'applique.
Et contrairement au freinage, un peu d'écrasement arrière à l'accélération n'est pas un défaut : il charge l'essieu moteur, donc il aide la motricité. Sur terre, où tout se joue à la mise en puissance, c'est une raison supplémentaire de ne pas chercher à l'annuler. L'excès d'anti-cabrage produit en revanche un phénomène désagréable et bien connu, la machine qui se soulève et sautille à la remise des gaz, la suspension arrière étant devenue trop rigide pour absorber quoi que ce soit.
Les trois cotes à relever sont l'empattement, la hauteur du centre de gravité — l'article dédié explique comment la déterminer sur sa propre machine — et la position du centre instantané vu de profil, obtenue en prolongeant les axes des bielles sur une vue de côté cotée.
Les coordonnées du centre instantané se comptent depuis l'origine de mesure de l'essieu concerné : point de contact au sol pour le freinage et pour un pont rigide, centre de roue pour un essieu moteur dont le pignon est porté par le châssis. Une distance horizontale positive désigne un centre situé du côté opposé à la roue.
Aucun pourcentage d'anti-plongée ou d'anti-cabrage n'est recommandé ici. La valeur pertinente dépend de la catégorie, de l'état du sol, du tracé et du reste de la liaison au sol : une valeur générale n'aurait pas de sens. Les cotes pré-remplies dans le calcul sont arbitraires et servent à montrer les ordres de grandeur.
Le modèle retenu est celui du mécanisme plan vu de profil, à centre instantané. Il suppose des liaisons rigides et ignore la souplesse des silentblocs, qui déplace le centre instantané réel sous charge — parfois beaucoup sur une machine dont les articulations ont vécu.
Silhouettes de voiture d'après un jeu vectoriel Vecteezy.com.