Dynamique du châssis — article 10
On les règle au même poste, avec les mêmes outils, sur la même ligne de la feuille. C'est tout ce qu'ils ont en commun : le premier travaille en permanence, le deuxième seulement quand on braque, le troisième se paye en continu pour un bénéfice ponctuel.
On les règle au même poste, sur une machine immobile, avec les mêmes outils, et on les note sur la même ligne de la feuille de réglage. C'est à peu près tout ce que ces trois angles ont en commun.
Le reste les sépare, et c'est ce qui compte : ils n'agissent pas au même moment. Le carrossage travaille en permanence, à chaque instant où la roue touche le sol. La chasse ne se manifeste qu'au braquage — tant que les roues sont droites, elle ne fait presque rien. Le pincement n'existe que parce qu'une roue est en désaccord avec celle d'en face, et il se paye en continu pour un bénéfice qui, lui, est ponctuel.
Les confondre, c'est régler l'un en espérant l'effet d'un autre.
Chaque angle se lit dans un plan différent, et c'est la façon la plus sûre de ne pas les mélanger.
Cet article traite la position de repos des roues. La façon dont les deux roues avant divergent une fois braquées est un sujet distinct, traité dans l'article sur l'épure de Jeantaud. Le pincement est la ligne de départ ; l'épure décrit ce qui se passe ensuite.
Le carrossage est l'inclinaison du plan de la roue par rapport à la verticale, vue de face. Il est dit négatif quand le haut de la roue penche vers l'intérieur de la machine.
L'article sur les pneumatiques a montré pourquoi il compte : une empreinte qui porte sur une seule épaule travaille sur une fraction de sa surface. Sur piste dure, c'est une perte d'uniformité ; sur terre cohésive, c'est une perte directe d'effort, puisque l'aire de contact y est elle-même un terme de l'équation.
Mais — et c'est le point que presque tout le monde escamote — la roue ne doit pas être à plat au repos. Elle doit l'être à l'instant où elle est chargée, c'est-à-dire en appui, machine inclinée. Le carrossage négatif statique n'est rien d'autre qu'une avance consentie sur ce que le roulis va reprendre.
Trois termes, dont un seul est un réglage direct. C'est toute la difficulté.
Le terme γgain ne se règle pas avec une clé : il est imposé par la géométrie des triangles. Quand la roue monte, le triangle supérieur, plus court, décrit un arc plus serré que le triangle inférieur ; la fusée bascule, et la roue prend du carrossage négatif. C'est la même géométrie qui fixe la position du centre de roulis, décrite dans l'article correspondant.
D'où une conséquence qui surprend toujours : changer une barre antiroulis change le carrossage utile sans qu'on ait touché à la géométrie. Moins de roulis, c'est moins de carrossage perdu, donc moins de carrossage statique nécessaire. Le réglage se déplace sans que rien n'ait bougé sur les triangles.
C'est la réponse à la question laissée ouverte dans l'article sur la raideur de roulis : le roulis coûte du carrossage, et ce coût se lit directement sur la courbe ci-dessus.
La chasse est l'inclinaison de l'axe de pivotement vue de profil. Elle est positive quand cet axe, prolongé, touche le sol en avant du point de contact du pneu.
Elle produit deux effets qui n'ont rien à voir l'un avec l'autre, et qu'on gagne à ne pas confondre.
Le rappel. L'axe de pivotement touche le sol en avant du point de contact du pneu. La distance entre les deux est un bras de levier : l'effort du pneu, appliqué derrière le point de pivotement, tend à ramener la roue dans l'axe. C'est ce qui donne la consistance au volant et l'information sur ce que fait l'avant.
Le gain de carrossage. C'est l'effet le plus utile, et le moins connu. Comme l'axe de pivotement est incliné, braquer ne fait pas que tourner la roue : ça la couche. La roue extérieure — celle qui porte — prend du carrossage négatif, et la roue intérieure, qui porte peu, en perd.
La chasse est donc une source de carrossage qui n'existe que quand on en a besoin. En ligne droite, les roues sont droites et le carrossage reste faible : pas d'usure inutile, pas de freinage dégradé. En virage, il apparaît exactement sur la roue chargée. Augmenter la chasse plutôt que le carrossage statique, quand la machine le permet, c'est obtenir l'effet sans en payer le prix en ligne droite.
La contrepartie est l'effort au volant, qui monte avec la chasse, et un rappel qui peut devenir brutal au retour. Sur une machine sans assistance et sur un sol qui renvoie tout, c'est une limite réelle.
Vu de face cette fois, l'axe de pivotement débouche au sol à une certaine distance du centre de l'empreinte. Cette distance est le déport au sol.
Elle décide de ce qui remonte dans la direction : tout effort appliqué à l'empreinte et décalé de l'axe produit un couple dans le volant. Un gros déport, c'est de l'information — et c'est aussi chaque bosse, chaque pierre et chaque différence d'adhérence entre les deux roues qui arrive dans les mains du pilote.
Sur une piste défoncée, le déport au sol cesse d'être un détail de confort. Chaque impact asymétrique devient un à-coup dans la direction, et sur une machine sans assistance l'effet s'accumule sur la longueur d'une manche. Une géométrie parfaitement défendable sur asphalte peut devenir épuisante à piloter sur terre pour cette seule raison.
Le pincement est l'orientation des roues d'un même essieu par rapport à l'axe de la machine, vu de dessus. Les roues pincent quand leurs bords avant sont plus rapprochés que leurs bords arrière ; elles ouvrent dans le cas inverse.
Le mécanisme est toujours le même : dès qu'elles ne sont pas parallèles, les deux roues se contraignent mutuellement. Chacune roule avec un petit angle de dérive permanent, et produit donc un effort transversal permanent. En ligne droite, les deux efforts s'opposent et s'annulent — mais ils ne disparaissent pas pour autant.
Dans les deux cas, le coût est identique et il est permanent : de la traînée, de l'échauffement et de l'usure, à chaque mètre parcouru, y compris sur les portions où le réglage n'apporte rien.
Sur un sol qui cède, le désaccord entre les deux roues n'est plus intégralement payé par le pneu : une part est absorbée par le terrain, qui se déforme au lieu de résister. Le prix en traînée et en usure baisse donc nettement.
En contrepartie, l'effet stabilisateur s'émousse par le même mécanisme — un sol qui cède rend moins bien l'effort correcteur. Sur terre, le pincement agit davantage comme une pré-orientation des roues que comme un rappel. C'est une raison de plus de ne pas transposer un réglage d'asphalte.
Tout ce qui précède décrit le pincement au repos. Mais la suspension débat, et rien ne garantit que le réglage survive au débattement.
La biellette de direction et le triangle de suspension sont deux bielles de longueurs différentes, articulées en des points différents. Quand la roue monte, chacune décrit son propre arc. Si ces deux arcs ne coïncident pas, la biellette pousse ou tire la fusée, et la roue braque toute seule. C'est le braquage induit — plus connu sous son nom anglais de bump steer.
C'est le réglage le plus souvent ignoré de tous, parce qu'il ne figure sur aucune feuille et qu'il ne se voit pas machine posée. Sur une piste bosselée, c'est pourtant lui qui décide si la machine tient la ligne droite sur les compressions ou si elle part toute seule.
Les trois angles se mesurent au paddock, à condition de poser la machine sur un sol plan et de la faire travailler avant chaque relevé pour que les suspensions reprennent leur position naturelle.
La chasse ne se mesure pas directement, mais elle se déduit — et c'est l'astuce qui évite le banc. Puisque braquer fait basculer la roue d'autant plus que l'axe est incliné, il suffit de braquer d'un angle connu d'un côté puis de l'autre, et de relever la variation de carrossage.
Braque d'un angle égal d'un côté puis de l'autre, et relève le carrossage dans chaque position. Compte le carrossage négatif en valeur négative. Le résultat ignore l'inclinaison d'axe de pivot, qui ajoute un petit biais identique des deux côtés : c'est une approximation, suffisante pour comparer les deux côtés d'une machine et pour suivre un réglage.
Le pincement se mesure en comparant l'écartement des roues à l'avant et à l'arrière de l'essieu, à hauteur de moyeu. Le résultat ne veut rien dire tant qu'on ne précise pas à quel diamètre il a été relevé : les mêmes trois millimètres n'ont pas le même sens sur une jante de 10 pouces et sur un pneu de 60 centimètres.
Mesure l'écartement entre les deux roues à l'avant puis à l'arrière de l'essieu, toujours à hauteur de moyeu et sur les mêmes points. Le diamètre de mesure est la distance verticale entre les deux points de palpage sur une même roue.
Pas de calcul ici, seulement une méthode : machine levée, ressorts déposés ou suspension soutenue, on fait parcourir à la roue toute sa course par paliers de quelques centimètres et on relève le pincement à chaque palier. Ce qu'on cherche n'est pas une valeur mais une variation : une machine saine garde un pincement à peu près constant sur la plage de course réellement utilisée.
Aucune valeur d'angle n'est recommandée dans cet article. Un carrossage, une chasse et un pincement dépendent de la catégorie, de la cinématique de la machine, du type de sol et du tracé : une valeur générale serait trompeuse. Les valeurs pré-remplies dans les calculs servent uniquement à montrer le fonctionnement des outils.
La chasse déduite du balayage repose sur la relation approchée chasse = Δcarrossage / (2 sin θ), où θ est l'angle de braquage de part et d'autre. Elle néglige l'inclinaison de l'axe de pivot vue de face, qui introduit un biais comparable des deux côtés. C'est une méthode de comparaison et de suivi, pas une mesure d'étalonnage.
Silhouettes de voiture d'après un jeu vectoriel Vecteezy.com.