Histoire de la suspension

Histoire de la suspension

Le terme « suspension » est utilisé pour désigner le système de ressorts, d’amortisseurs et de tringleries qui relie un véhicule à ses roues et rend possible un mouvement relatif entre ces éléments. Les systèmes de suspension ont deux objectifs : ils participent à la tenue de route et au système de freinage du véhicule afin d’offrir sécurité et plaisir de conduite, mais ils garantissent également le confort des occupants du véhicule en les isolant du bruit de la route, des bosses et des vibrations. Il est important que la suspension maintienne autant que possible les roues en contact avec la surface de la route car toutes les forces auxquelles est soumis le véhicule agissent par le biais des zones de contact des pneus. La suspension permet également de protéger le véhicule, son chargement ou les bagages des dommages et de l’usure. La conception de la suspension avant d’une voiture peut varier de celle de la suspension arrière. Les principaux types de suspension utilisés sont décrits ci-après.

Suspension non indépendante

À la base, il s’agit d’un essieu rigide fixé entre les roues gauches et droites. Le corps du véhicule est suspendu au moyen de ressorts à lames ou à enroulement sur l’ensemble essieu/roues. Les roues ne sont pas indépendantes. Lorsqu’une roue passe sur une bosse, le choc est transféré sur une autre roue. Les deux roues s’incurvent et une direction non neutre est inévitable. À l’heure actuelle, ce type de suspension n’est pas privilégié pour les véhicules transportant des passagers car ses performances sont discutables. Il est principalement utilisé au niveau de l’essieu arrière des véhicules.

Types de directions indépendantes

La suspension MacPherson à jambe de force a été inventée dans les années 1940 par Earl S. MacPherson. Il s’agit de l’un des principaux systèmes de suspension utilisés à l’heure actuelle dans le monde, en raison de son caractère compact et de son faible coût. Contrairement aux autres types de suspension, sur une suspension de type MacPherson, l’amortisseur télescopique sert également de jonction pour contrôler la position de la roue. Cela permet donc d’économiser le bras de suspension supérieur. Puisque la jambe est positionnée à la verticale, l’ensemble de la suspension est très compact. Les véhicules à traction avant, dont le moteur et la transmission se situent au niveau du compartiment avant, nécessitent des suspensions avant qui empiètent au minimum sur la largeur du véhicule. La suspension MacPherson à jambe de force présente certaines difficultés car le roulis du véhicule et le mouvement des roues peuvent faire varier le carrossage. Sa hauteur globale relativement importante nécessite un capot et une protection de passage de roue plus hauts, ce qui n’est pas souhaitable pour les voitures sportives. La suspension MacPherson à jambe de force peut être utilisée sur les roues avant et arrière.

La suspension à double triangulation peut être utilisée sur les roues avant et arrière. De plus, puisqu’elle est de type « indépendant », le contrôle du carrossage est quasiment parfait. Depuis 40 ans et encore aujourd'hui, il s’agit de la suspension privilégiée pour les véhicules de course, les véhicules de sport et les berlines de luxe. La suspension à double triangulation maintient les roues perpendiculaires à la surface de la route, indépendamment des mouvements auxquels elles sont soumises. Cela garantit une bonne tenue de route. Une suspension à double triangulation classique se compose de deux bras triangulaires parallèles de même longueur, pouvant provoquer un ripage excessif des pneus en raison de la forte variation de voie lorsque les roues s’écartent de la position neutre. Les ingénieurs ont donc développé des bras triangulaires non parallèles de longueur inégale pour résoudre ce problème. Le contrôle antiplongée est également rendu possible en inclinant le bras triangulaire supérieur. Les suspensions à double triangulation sont fréquentes sur les véhicules américains. Par contre, les véhicules européens, plus petits, ne peuvent pas accueillir ce type de suspension relativement volumineuse. Les suspensions à double triangulation sont généralement plus coûteuses que les poutres de torsion et jambes de force MacPherson car elles impliquent plus de composants et de points d’accroche au niveau du corps du véhicule. Très peu de petits véhicules en sont équipés. Néanmoins, à l’heure actuelle, compte tenu des performances de la double triangulation, de nombreux véhicules européens compacts et de catégorie D sont équipés de ce système au niveau des suspensions avant et arrière.

La plupart des petits véhicules jusqu’à la catégorie C utilisent une suspension arrière à poutre de torsion. Comparée aux suspensions à double triangulation, à bras tiré et multibras, elle empiète peu sur la largeur de la voiture, ce qui permet de consacrer davantage de place aux sièges arrière. Elle est également plus économique. Son amortisseur est plus court que la jambe de force MacPherson et peut être fortement incliné par rapport à la verticale, ce qui laisse plus d’espace pour le coffre. La suspension à poutre de torsion n’est qu’à moitié indépendante. Une poutre de torsion relie les deux roues entre elles, ce qui limite le degré de liberté lorsqu’une force est exercée. Sur les véhicules compacts moins exigeants, cela permet de se passer de barres stabilisatrices. Néanmoins, elle n’offre pas le même niveau de conduite et de tenue de route que les suspensions à double triangulation ou multibras. Ce type de suspension équipait la plupart des meilleures GTI européennes.

Depuis la fin des années 1980, les suspensions arrière multribras sont de plus en plus utilisées sur les berlines et les coupés modernes. Leur construction est difficile à expliquer car elle n’est pas rigoureusement définie. En théorie, toutes les suspensions indépendantes pourvues de trois bras ou plus sont des suspensions multribras. Les différentes conceptions peuvent avoir une géométrie et des caractéristiques très différentes. Il s’agit d’un système qui prend relativement beaucoup de place, mais qui offre une très bonne tenue de route. Certains modèles multibras sont essentiellement des suspensions à double triangulation auxquelles un cinquième bras de suspension a été ajouté. Leur conception est semblable à celle d’une suspension à double triangulation, mais le braquage dû au couple est éliminé. La plupart des véhicules de sport et tous les meilleurs véhicules de course utilisent toujours la double triangulation.

Les suspensions à bras tirés et bras obliques sont relativement anciennes. Ces types de suspension étaient fréquemment utilisés sur pratiquement toutes les berlines de milieu à haut de gamme avant que la suspension arrière multribras ne devienne populaire dans les années 1990. Les bras tirés purs sont devenus obsolètes lorsque les fabricants automobiles ont commencé à utiliser les bras obliques. L’inconvénient de la suspension à bras obliques, c’est que l’angle de carrosserie varie selon que la roue se déplace vers le haut et vers le bas, ce qui n’est pas le cas de la suspension à double triangulation. Les suspensions à bras obliques ou à bras tirés purs sont fixées de façon rigide aux roues, là où davantage de chocs et de bruits peuvent être transférés au corps du véhicule, en particulier en cas d’embardée ou de circulation sur des routes cahoteuses. Par ailleurs, une grande partie du poids non suspendu du bras tiré entraîne une diminution de la qualité de conduite. Par conséquent, les berlines modernes le remplacent par des suspensions multibras ou à double triangulation. Les bras tirés et obliques sont en train de disparaître du marché.

La réduction du bruit, des vibrations et de la rigidité est une problématique importante pour les véhicules modernes. Les suspensions classiques sont directement montées sur le châssis (via un amortisseur en caoutchouc), ce qui permet de transmettre facilement le bruit, les vibrations et la rigidité à la cabine. Une solution fréquente consiste à monter la suspension sur un sous-cadre (toujours via un amortisseur), généralement fabriqué dans un alliage d’aluminium ou produit par hydroformage pour limiter tout poids supplémentaire. Le sous-cadre lui-même peut absorber une partie du bruit, des vibrations et de la rigidité. Il est à son tour monté sur le corps au moyen d’amortisseurs supplémentaires, ce qui minimise encore ces inconvénients. À l’heure actuelle, le montage sur sous-cadre n’est plus réservé aux véhicules haut de gamme. Les derniers véhicules fabriqués en Europe en sont également équipés.