Suspension pneumatique ou pilotée : Principe général de fonctionnement

LA SUSPENSION PILOTEE
Texte : Jérôme TORDJMAN
Source : www.automobile-sportive.com



L'embourgeoisement des sportives a vu débarquer une débauche de gadgets censés aider le pilote au quotidien. Quel amoureux des sensations ne s'est jamais demandé pourquoi il n'y avait pas de bip d'aide au stationnement dans une Lotus Elise … Les capteurs de distance, le câblage et le reste entraînant une surcharge pondérale de plusieurs Kilos. En rajoutant encore des accessoires inutiles on pourrait presque atteindre le poids d'un Mercedes SL : 1955 Kg. Il faut alors se rendre à l'évidence, le poids ne se porte pas bien chez un athlète. Il entraîne sur nos belles une prise de roulis néfaste pour la tenue de route. Pour compenser l'inertie en virage les ressorts se sont fait plus courts et plus fermes, nuisant en cela au confort. Une véritable sportive sera royale sur autoroute (ou sur circuit) mais très inconfortable dès que l'on sort de la platitude des goudrons parfaits. La solution arrive en 1954 grâce à Ferrari ? Non … à Porsche ? Non … en fait c'est Citroën qui le premier à eu la bonne idée de rendre les suspensions "actives". Aujourd'hui tous les constructeurs emboîtent le pas du français et la technique reste à peu près la même pour tous : des amortisseurs actifs et beaucoup d'électronique...

HISTORIQUE
1954 Citroën lance sur sa traction avant la première suspension à sphère sur l'essieu arrière. Et c'est un an plus tard lors de la sortie de la DS au salon de Paris que les ingénieurs de la marque aux chevrons dévoilent (d'après une idée de Paul Magès) la suspension entièrement hydropneumatique à 4 sphères. Poussant jusqu'au bout leur concept en 1961 un prototype sur base de DS hérite d'une suspension antigite. Elle permet à la voiture de se pencher à l'intérieur du virage en compensant la prise de roulis naturelle. Cette première suspension active donnera naissance 29 ans plus tard à


ADS CHEZ MERCEDES
Pour comprendre le fonctionnement de l'amortissement piloté étudions le cas des Mercedes classe S. Le système des allemands est l'un des plus moderne et est similaire dans le principe avec celui des autres constructeurs. Chez Mercedes les ressorts sont remplacés par des ensembles pneumatiques et le système d'amortisseurs possède quatre lois d'amortissement différentes. Ainsi la hauteur du véhicule peut être contrôlée suivant plusieurs paramètres et l'amortissement vari selon les conditions de conduite. Le principe de fonctionnement est simple, la suspension pneumatique est un système autoporteur dont l'intégralité de la portée statique et dynamique est assurée par les quatre coussins de suspension disposés au niveau des roues (cf. schéma : 40, 41). La suspension pneumatique comporte les fonctions suivantes :
o Le réglage du niveau permet l'élévation ou l'abaissement du niveau du véhicule en mode manuel. Ce réglage s'effectue aussi en mode automatique en fonction de la vitesse. La hauteur peut se trouver à trois niveaux (cf. schéma) :
- niveau standard du véhicule A = 0 mm,
- niveau véhicule abaissé B = -15 mm lorsque le véhicule dépasse les 140 Km/h,
- niveau véhicule surélevé C = + 25 mm au démarrage en mode automatique et jusqu'à 80 Km/h, ou lors de circulation dans des chemins cahoteux (jusqu'à 120 km/h). Cette variation de la hauteur permet de rouler plus facilement sur routes abîmées et la diminution de hauteur définit une meilleure aérodynamique (moins de traînée), améliorant la vitesse de pointe et la consommation.
o Le correcteur électronique d'assiette régule et maintient constant (pas de plongé aux freinages appuyés) le niveau du véhicule sur les essieux avant et arrière en fonction de l'état de roulage et du chargement momentané.
o Le système d'amortissement adaptatif (ADS II) adapte l'amortissement (diminution du roulis) aux conditions de la chaussée et au style de conduite. L'état de la chaussée est détecté par des capteurs d'accélérations verticales posés sur la carrosserie. Le style de conduite (accélération horizontale) est calculé à partir des informations recueillies par les différents capteurs (+ESP).

DANS LE DETAIL
Lorsque le moteur tourne, la suspension pneumatique maintient le niveau du véhicule constant quel que soit l'état de charge et les différentes forces appliquées aux trains roulants. Pour ce faire le compresseur envoie de l'air dans les jambes de suspension via le bloc de valves et ce jusqu'à ce que le niveau standard du véhicule soit obtenu. Le niveau du véhicule est mesuré par trois capteurs de niveau : deux à l'avant et un à l'arrière (Cf. schéma : B22/8, B22/9, B22/3). La régulation de niveau est assurée par quatre valves logées dans le bloc de valves G36/6 et une valve de décharge de pression installée sur le bloc compresseur A9/1. Un accumulateur en parallèle (Cf. schéma : 42) permet de réguler le niveau du véhicule y compris lorsque le véhicule est à l'arrêt évitant ainsi de solliciter trop souvent le groupe compresseur. On comprend alors que les capteurs envoient au système les informations concernant la hauteur du véhicule. Celui-ci compare cette valeur à la hauteur standard ou à celle souhaitée par le conducteur. Il décide en fonction du delta entre les deux de compresser de l'air et de l'envoyer vers les amortisseurs (augmentations de la hauteur) ou d'ouvrir les valves (diminution de hauteur). La correction de la force (dureté) d'amortissement est régulée dans les vannes d'amortissement (Y51, Y52, Y53, Y54). Sur chaque roue, une vanne d'amortissement est montée entre les chambres supérieure et inférieure de l'amortisseur oléopneumatique monotube intégré à la jambe de suspension. Chaque vanne d'amortissement contient deux vannes électromagnétiques (y1, y2) permettant d'obtenir quatre niveaux différents de force d'amortissement (1-1, 1-0, 0-1, 0-0) selon le pilotage via le calculateur ADS et suspension. Grâce à la durée de commande extrêmement courte (de l'ordre de quelques millisecondes), le niveau de pression d'amortissement optimal est disponible pratiquement immédiatement en cas de variations soudaines de l'état de marche, par exemple lors d'un déboîtement. Après avoir compris comment fonctionnaient les éléments mécaniques de la suspension pilotée demandons nous ce qu'il en est de l'électronique. Le système ADS II qui est disponible sur les hauts de gamme Mercedes est un système de gestion électronique complexe. La voiture est suréquipée de capteurs qui envoient les informations au contrôleur de la suspension qui pilote à son tour le combiné compresseur/décharge et les vannes d'amortissements. Si on résume, l'information sur la vitesse est déterminée par l'intermédiaire de l'Esp qui donne la hauteur de débattement des suspensions, cette altitude est maintenue par les capteurs de niveau. Les capteurs d'accélération sont au nombre de trois (AvG : B24/3, AvD : B24/4, ArD : B24/5), ils permettent d'effacer les effets de plongée au freinage et de variation du à la charge. En plus ils permettent, en fonction du braquage du volant, avec l'aide du capteur de pression B7 (qui détermine l'état de la pression du système), des capteurs de niveau (état des suspensions) et en fonction du programme engagé (mode sport ou confort), de palier au roulis que prend la voiture et de le compenser rapidement grâce aux vannes d'amortissements sur chaque amortisseur.
On peut alors facilement comprendre les avantages d'un tel système :
- Amélioration de la sécurité et de l'agrément de conduite
- Adaptation de l'amortissement à l'état de la chaussée et au style de conduite
- Abaissement du centre de gravité
- Moindre résistance à l'air, donc consommation diminuée
- Réduction de la force ascensionnelle sur l'essieu avant
- Augmentation de la garde au sol en cas de chaussée accidentée
- Possibilité de choisir deux types de lois d'amortissement privilégiant le style de conduite confortable ou sportive.


CONCLUSION
Hier les ingénieurs se demandaient comment fabriquer des voitures légères pour leurs permettrent d'être performantes. Le poids était un ennemi et les sportives de l'époque, à l'image de la Porsche 356, se voulaient dépouillée. Le confort a aujourd'hui gagné le match qui l'opposait à la sportivité, les questions ne sont plus la valeur pondérale des autos mais comment la gérer. On assiste alors à des croisements hors du commun un 4X4 et une GT, un coupé Sport Legé et une Berline. Les monstres de la route pèsent autant que des tracteurs et filent comme des fusées. Heureusement l'électronique et la technologie veillent au confort des pilotes de ces TGV. Mais à côté d'eux certains résistent encore à cet alourdissement général, non pas Audi avec son A8 en alu, mais des artisans comme Lotus avec l'Elise, PGO avec la speedster II, ou même Donkervort avec sa D8. Alors gardons l'espoir que demain les suspensions pilotées s'offriront des vacances sur des voitures de 800 Kg et ne serviront plus de rail à mastodonte mais d'aide aux pilotes ambitieux.


Reportage complet sur le SL de Michel : Voir : ICI

Source : www.automobile-sportive.com