Géométrie de suspension

La géométrie de suspension désigne l'ensemble des caractéristiques de contact de la roue d'un véhicule avec le sol ainsi que la manière dont la suspension travaille. C'est-à-dire que cela définit aussi les limitations des axes de libertés de la suspension.

Le terme de géométrie a été échangé, à tort, par le terme parallélisme, un raccourci dû au fait que, bien souvent, le parallélisme est le seul réglage modifiable sur une automobile.

La géométrie a une influence non négligeable sur le comportement du véhicule. Tout le travail d'un concepteur de véhicule est d'étudier cette géométrie, de sorte à apporter un comportement optimal en termes de tenue de route, de résistance et de confort pour les véhicules de série.

Le meilleur exemple pour développer la géométrie de suspension est la suspension de type double triangulation. En effet, elle propose le plus grand choix de réglages de la géométrie possible ; on peut aisément transposer les différentes caractéristiques de la géométrie aux autres types de suspension.

Le carrossage

Le carrossage est l'angle entre la roue et le plan perpendiculaire au sol suivant l'axe longitudinale du véhicule. On mesure cette valeur en degrés et MINUTES.

Typiquement, le carrossage est négatif. Cela permet de maintenir le pneu perpendiculaire au sol lorsque l'automobile prend du roulis. Normalement, le carrossage est réglé (et fixé sur les voitures de monsieur tout le monde) de manière à avoir une usure uniforme (cylindrique) du pneu.

Le parallélisme

La plupart du temps, c'est le seul réglage disponible sur la voiture de monsieur tout le monde. Cela a entraîné l'amalgame parallélisme/géométrie de suspension.

Le pincement

On dit qu'il y a pincement quand les lignes suivant l'axe de direction des roues tendent à se croiser devant le train roulant étudié. On peut faire l'analogie avec le ski et son fameux chasse-neige. On mesure cette valeur en degrés et minutes.

En général, le pincement se retrouve sur les roues arrière ; cela stabilise le train arrière et limite le sur-virage.

L'ouverture

On dit qu'il y a ouverture quand les lignes suivant l'axe de direction des roues tendent à se croiser derrière le train roulant étudié. On mesure cette valeur en degrés et minute.

En général, l'ouverture se retrouve sur les roues avant. Il y a deux raisons à cela :

• la première est que la plupart des voitures actuelles sont des tractions. Le couple appliqué aux roues avant entraîne naturellement un pincement du train, l'ouverture permet de compenser ce fait.
• La deuxième raison est que le comportement routier est un peu moins incisif, le train avant est moins directif, cela augmente la stabilité (tendance au sous-virage) associé au pincement à l'arrière.

La chasse (ou traînée)

La chasse permet de réaligner les roues directrices selon l'axe de déplacement du véhicule. Il y a souvent un amalgame entre la chasse et l'antiplongée. La chasse se mesure en mètres ou centimètres. Après le parallélisme, c’est le réglage le plus fréquent sur les automobiles courantes.

La chasse

Il existe deux méthodes pour mettre de la chasse. On peut donner un angle au pivot de direction de la roue (angle de chasse). On retrouve généralement cette méthode dans la plupart des véhicules : automobile, motocyclette.

L'autre méthode consiste à décaler le pivot de direction devant l'axe de la roue. On retrouve cela sur les chariots de supermarchés, ou dans l'aviation.

La chasse joue un rôle prépondérant dans le comportement dynamique d'un véhicule.

• Diminuer la chasse augmente la précision du train directeur (ou la directivité), cela rend une automobile sur-vireuse durant la phase d'accélération, par exemple.
• Augmenter la chasse rend le véhicule plus stable en ligne droite mais moins vif (ou moins maniable) dans les tronçons sinueux où la directivité est recherchée.

Les erreurs généralement commises

Deux erreurs sont couramment faites, principalement dues à la confusion de la chasse avec l'anti-plongée.

• La première est due à la combinaison des deux types de chasse décrites. Le pivot de direction possède un angle de chasse et un décalage devant l'axe de la roue. Il en ressort une chasse excessive.
• La deuxième se retrouve fréquemment en motocyclette : c'est le même cas que précédemment, mais le décalage est derrière l'axe de la roue. Il en résulte une chasse minime, qui, si elle permet l'agilité de la moto, peut rendre cette dernière instable suite à l'achat de divers équipement de tuning.

L'anti-plongée et l'anti-cabrage

Ces deux termes désignent la même spécificité, respectivement pour nommer l'avant et l'arrière. Ce sont les valeurs des angles des axes de pivot des triangles de suspension vis-à-vis du châssis, par rapport au plan parallèle au sol. On mesure ces valeurs en degrés et secondes.

Sur le train avant, on utilise généralement l'antiplongée pour mettre de la chasse, d'où le risque de confusion. L'anti-plongée et l'anti-cabrage comme leur nom l'indique, combattent la plongée au freinage et le cabrage à l'accélération.

• l'anti-cabrage se traduit par une meilleure tenue de route du train avant lors de l'accélération.
• l'anti-plongée se traduit par une meilleure tenue de route du train arrière lors du freinage.

Pour des raisons de confort et d'amortissement des aspérités de la route, on trouve toujours de l'anti-plongée et l'anti-cabrage sur les automobiles. Les motos en sont plus rarement équipées.

L'empattement, la voie et le porte à faux

Empattement

C'est la distance entre l'axe des roues du train avant et l'axe des roues du train arrière. Sa valeur est forcément très importante, car elle est liée directement à la longueur roulante du véhicule.

Du fait même de la géométrie des suspensions l'empattement n'est pas constant, les roues se rapprochant souvent en remontant dans la caisse, comme sur les motocyclettes munies d'une suspension classique (fourche télescopique), où cette valeur diminue lorsque la suspension avant s'enfonce, par exemple au freinage. C'est même le cas contraire sur la 2cv avec ses bras oscillants qui permettent des réductions d'entraxe de plusieurs centimètres. De ce fait, le blocage de différentiel sur certains véhicules peut rigidifier la suspension sur des sols trop adhérents.

Parfois, l'empattement est différent à droite et à gauche, comme par exemple sur les Renault 16 et Renault 4L) où les barre en torsion de suspension trop longues pour être mis en vis-à-vis, ont nécessité un montage en tête-bêche imposant alors un décalage des roues arrière.

La voie

C'est la distance, sur un même essieu, entre les axes des zones de contact des roues sur le sol.

Les voie avant et arrière peuvent être différentes comme sur la DS Citroën. ou plus flagrant sur les engins agricoles.

Ces valeurs se mesurent en millimètres...

Porte-à-faux

Le porte-à-faux désigne le positionnement de toutes les pièces débordant de la zone délimitée par les essieux extrêmes (avant et arrière) du véhicule. Il est souvent plus grand vers l'arrière qu'à l'avant, en particulier sur les camions.

remarque sur le schéma : normalement, les voies sont prises entre les axes des roues et non entre les extrémités des roues

Influence de ces paramètres

Ces trois grandeurs ont un rôle prédominant dans le comportement dynamique du véhicule. Ils sont à considérer en fonction de la hauteur du centre d'inertie du véhicule par rapport à l'axe des roues. On notera toutefois, les tendances suivantes :

• une voie réduite favorise un roulis excessif. De plus, une voie avant élargie (par rapport à la voie arrière d'un même véhicule, ce qui représente 90 % des voitures particulières contemporaines) apporte de la précision et de la directivité dans le train directeur. À l'opposé, une voie arrière élargie (par rapport à la voie avant) apporte de la stabilité au train arrière en accélération en ligne droite !

• un empattement réduit entraîne de la maniabilité dans un parcours sinueux mais délicat à haut vitesse en courbe rapide. Un empattement long apporte de la stabilité en grande courbe rapide à haute vitesse mais le véhicule est moins maniable dans les parcours sinueux.

• trop de masse en porte-à-faux déséquilibre les charges aux appuis, et peut même contribuer dans un virage au décrochement des pneumatique d'un essieu. La tendance en compétition est de recentrer toutes les masses en un point pour améliorer l'agilité des véhicules (en diminuant le moment d'inertie), ainsi les portes-à-faux sont banni. En WRC, les porte-à-faux sont artificiellement augmentés par l'ajout de boucliers avant et arrière pour que la voiture réponde aux réglementations techniques. Ces boucliers sont vides et représentent une masse négligeable.

Le déport de roue

Distance entre le point d'intersection de l'axe de pivot de direction et le sol, et l'axe longitudinal qui passe par le centre de la bande de roulement du pneu.

Plus cette distance est petite (voire négative), plus la tenue de route de la voiture sera bonne, mais au prix généralement constaté d'une garde sol limitée (réservé aux voitures de compétition).