Suspension hydropneumatique

Suspension hydropneumatique: type de suspension automobile, dérivé de la suspension oléopneumatique, mis au point par Citroën et équipant les véhicules des gammes hautes et moyenne-hautes du constructeur. Elle équipe actuellement les Citroën C5 (versions haut de gamme uniquement) et C6.

Plus de 9 millions de véhicules l'employant ont été produits à ce jour. On le retrouve de façon marginale sur l'essieu arrière de certaines Rolls-Royce ainsi que sur celui des Peugeot 405 "x4" (GR, SR et Mi16 à transmission intégrale) et T16. Des systèmes semblables sont également employés sur quelques véhicules militaires comme le char Leclerc.

Comme toute autre suspension, son rôle est de filtrer les irrégularités de la route pour ne pas les transmettre à la caisse du véhicule et d'amortir les mouvements associés. En outre, l'utilisation de la haute pression hydraulique permet d'assurer une hauteur constante au dessus du sol et ce, en toutes circonstances.

Ce système utilise une pompe hydraulique, entraînée par le moteur, couplée à un accumulateur qui assure la distribution du liquide hydraulique (différent au cours du temps : LHS, LHS2, LHM, et LDS aujourd'hui sur les C5 haut de gamme et C6) sous haute pression dans tout le circuit hydraulique. Cette pression permet, suivant les véhicules et les époques, l'assistance de la direction, du freinage, de la commande de l'embrayage et de la commande de boîte de vitesses. Plusieurs améliorations à ce système ont été apportées au cours du temps : comme l'Hydractive ou encore le SC-CAR.

Histoire

Ce dispositif fut inventé par Paul Magès du bureau d'études Citroën au lendemain de la Seconde Guerre mondiale.

1954 15CVH

1954 Traction 6-H

On retiendra que le premier véhicule équipé de cette suspension hydropneumatique fut la 6-H en 1954 (Traction 15-Six-H). Seul l'essieu arrière en est équipé, le fluide hydraulique est du LHS.
Mais le premier véhicule de grande série équipée d'une suspension hydropneumatique sera la Citroën DS 19 présentée au salon de Paris 1955. La 6-H n'étant destinée qu'au test de la production d'un tel système en grande série.
À noter qu'à l'origine, Paul Magès prévoyait son utilisation sur la 2CV.

1955 DS 19

C'est donc au Salon de l'Auto d'octobre 1955 à Paris que fut dévoilée la "bombe". L'utilisation de l'hydraulique fut poussée à l'extrême. Non content d'assurer une tenue de route et un confort fantastiques et inconnus jusqu'à présent, le tout à une hauteur constante au-dessus du sol, l'utilisation de la haute pression permit aux ingénieurs de développer :
- une direction assistée (grande première),
- un freinage assisté hydrauliquement qualifié de surpuissant (la DS 19 est la première voiture à être équipée d'un circuit de freinage indépendant pour les roues avant et les roues arrières), et une régulation de la pression de freinage sur le train arrière en fonction de la charge de la partie arrière du véhicule empêchant aux roues arrières de se bloquer avant les roues avant : gage de sécurité,
- une commande de l'embrayage et une boîte semi-automatique à commande hydraulique.

1957 ID 19

L'ID 19 est destinée aux propriétaires de Traction 11 n'ayant pas les moyens de se payer la luxueuse DS 19. Elle possède un système hydraulique dépouillé : seule la suspension reste hydraulique, le freinage (ndm : jusqu'en 1961 date à laquelle il devient à assistance hydraulique), la direction ainsi que la commande de boîte de vitesses sont classiques (apparaît donc une troisième pédale pour la commande de l'embrayage). Le liquide employé est toujours du LHS rouge de première génération.

1965 LHS2

Changement de fluide sur tous les véhicules DS et ID : passage au LHS2 incolore moins corrosif que la première version.

Septembre 1966 LHM

Nouveau changement de fluide : adoption du LHM (Liquide Hydraulique Minéral) de couleur verte. Il équipera tous les véhicules jusqu'à l'apparition de la C5 en 2000.
Mercedes-Benz présente le 300SEL 6.3 avec une suspension active pneumatique conçue pour échapper aux brevets de Citroën.

1970 Citroën GS

Naissance du premier véhicule de gamme moyenne à être équipé de la suspension et du freinage hydraulique issus de l'ID.

1970 Citroën SM

À la sortie de la SM, cette dernière est équipée de la suspension et du freinage issus de sa cousine la DS ainsi que de quelques innovations : direction hydraulique à assistance variable en fonction de la vitesse et rappel asservi en ligne droite nommée DIRAVI qui équipera certaines CX et quelques rares XM, phares directionnels à commande hydraulique et non mécanique comme sur les DS d'après 1967 et à correcteur d'assiette pour empêcher les oscillations du faisceau lumineux.

La CX en position haute

1975 Citroën CX

Naissance de la CX qui succède à la DS

La CX en position basse

1982 BX

Remplacement de la GSA par la BX : elle reprend l'équipement hydraulique de la GS et dispose pour certains modèles d'une direction à assistance hydraulique. Elle adopte enfin un hayon, ce qui faisait tant défaut à la CX.

1989 XM

Naissance de la XM descendante de la CX. Elle présente une nouvelle version de la suspensionhydropneumatique nommée Hydractive. L'utilisation d'une troisième sphère par essieu couplée à l'électronique lui permet différents modes de fonctionnement : normal ou sport. Le passage automatique en mode ferme est modifié par la pression du « bouton sport » par le conducteur, en fonction de la vitesse d'entrée en virage notamment, pour un meilleur contrôle de la prise de roulis.

1989 Peugeot 405 GRx4, SRx4 et Mi16x4 puis T16 (1992)

Première et seule Peugeot équipée de la suspension hydropneumatique sur l'essieu arrière.

1993 Xantia

La Xantia (phase 1)

Elle remplace la vieillissante BX et inaugure pour les modèles haut de gamme une nouvelle version de l'Hydractive : l'Hydractive II. Cette évolution équipera aussi dans le même temps toute la gamme XM. Les autres Xantia étant équipées d'une suspensionhydropneumatique similaire à la BX. Le train avant est de type Pseudo Mc Pherson comme sur les BX, le train arrière est équipé d'une traverse déformable (ou train autodirectionnel mis au point sur les ZX).

1994 Xantia

La Xantia inaugure le système SC-MAC (Système Citroën de Maintien d'Assiette Constante). Il supprime le phénomène d'affaissement des voitures à suspension hydropneumatique lors d'un arrêt prolongé.

1995 Xantia Activa

C'est le premier véhicule au monde à virer complètement à plat grâce à l'adoption du système SC-CAR (Système Citroën du Contrôle Actif du Roulis) couplé à la suspension Hydractive II, aboutissement de 40 années de recherches lancées par Paul Magès sur l'anti-roulis. Au jour de la rédaction de cet article ce système anti roulis actif n'est repris sur aucun autre modèle de la marque.

2000 Citroën C5

Elle remplace la Xantia en attendant l'avènement de la très attendue Citroën C6 (remplaçante de la XM). Elle inaugure une nouvelle version d'Hydractive. Tout est nouveau : abandon du liquide minéral vert LHM au profit d'un liquide de synthèse LDS (Liquide de Direction et Suspension), abandon de la pompe hydraulique entraînée par le moteur au profit d'un ensemble compact pompe-accumulateur électrique, abandon du freinage assistée par le liquide hydraulique du circuit de suspension pour cause de législation européenne puisque cette dernière oblige le circuit de freinage à être complètement découplé de tout le reste (utiliser une pompe et un accumulateur supplémentaire pour ne commander que les freins serait trop cher), l'assistance de la direction est classique mais hydraulique (plus de DIRAVI sur XM), les sphères prennent la forme de soucoupe et deviennent grises tout en utilisant une nouvelle membrane en nylon dite multicouche (source Citroën), abandon des correcteurs de hauteur mécaniques, cette dernière fonction devenant électronique et permettant au véhicule de s'abaisser de 10 mm au dessus de 110 km/h et de reprendre sa position normale en dessous de 90 km/h. Sur terrain très défoncé et à faible vitesse, la hauteur du véhicule est augmentée de 20 mm. La C5 n'est pas dotée du SC/CAR (voir plus haut). Elle est dotée de l'Hydractive III et III+.

L'Hydractive III est ni plus ni moins qu'une suspension hydropneumatique classique limitée à un seul niveau d'amortissement avec contrôle de hauteur de châssis flexible (voir plus haut).

L'Hydractive III+ permet de retrouver la flexibilité de la suspension hydropneumatique Hydractive II connue sur la XM et la Xantia avec toujours le contrôle de hauteur de châssis

flexible.2006 Citroën C6

Les véhicules C6 sont équipés d'une suspension Hydractive directement issue de la Citroën C5 mais présentant quelques changements : amortissement piloté à 16 états permettant jusqu'à 400 changements d'états par seconde dont le calcul est différent pour chaque roue et tenant compte de l'évolution générale de la voiture sur la route ; une quatrième sphère équipe les essieux avant et arrière permettant une plus grande flexibilité en mode souple.

2008 Citroën C5 phase 2

La nouvelle génération de C5 abandonne la suspension hydropneumatique sur ses versions d'entrée de gamme. Elle est réservée aux versions haut de gamme (en hydractive III+) mais reste disponible en option sur les versions intermédiaires.

Fonctionnement

schéma de principe du rôle de la sphère

Au cœur du système, se trouve la pompe haute pression délivrant plus de 170 bars de pression. Le conjoncteur-disjoncteur, associé à une sphère accumulatrice, est en charge de distribuer à tous les organes du circuit un liquide hydraulique à une pression régulée entre 130 et 175 bars (suivants les versions/véhicules).

Sphère de suspension

• Suspension : Réseau basse pression (~80 bars) maximum

• Direction assistée : (entre 80 et 150 bars)

• Freinage (Prioritaire) Haute pression : 170 bars

Le principe du système est d'utiliser un gaz comme ressort (ici de l'azote) et donc de profiter de sa caractéristique de raideur non linéaire en fonction de la compression, l'amortissement étant assuré par lamination du liquide hydraulique, la séparation des deux éléments est assuré par une membrane (qui fut au début en caoutchouc puis en nylon). La configuration du système permet de compenser l'enfoncement de la suspension (compression du gaz) par le remplissage du vérin de liquide hydraulique, permettant une assiette constante quelque soit la charge, cette fonction est commandée par un correcteur de hauteur prenant comme référence la rotation de la barre anti-roulis.

Manette de réglage des hauteurs

L'utilisation de ce dispositif permit aux ingénieurs l'emploi d'une suspension de grande souplesse, gage de confort. Priorité est donnée au freinage pour qu'en cas de perte de pression, le conducteur puisse garder le contrôle de la vitesse du véhicule et s'arrêter. L'emploi de barres anti-roulis fut contraint mais contraire à la volonté de Paul Magès de mettre sur la DS un système d'anti-roulis.

Entretien

Les sphères fuient naturellement dans le temps car leur azote passe à travers le métal et la membrane. Leur durée de vie est en moyenne de 50 000 km pour les véhicules avant 2000. Elles sont de couleur verte ; sur la Xantia la C5 et la C6, leur durée de vie est passée à 10 ans ou 200 000 km. Cette nouvelle sphère dénommée SOUCOUPE par le constructeur est inspirée par sa forme. Elle est de couleur grise.

Liquide LHM

Une augmentation de la raideur de la suspension annonce "l'usure" des sphères vertes et nécessite leur recharge ou leur changement. Une augmentation soudaine de la raideur de la suspension annonce la rupture de la membrane de la soucoupe grise. Ces dernières ont la propriété de garder la pression d'azote dans les tolérances prévues sur la durée de vie annoncées plus haut. Ces dernières permettent ainsi au véhicule Citroën de conserver des caractéristiques de suspension à "l'état" du neuf garanti sur 10 ans ou 200 000 km ce qui est n'est pas envisageable avec des suspensions dites "métalliques". Le liquide hydraulique LHM est à changer tous les 60 000 km, associé au nettoyage des filtres tous les 30 000km, sa pureté étant garante de la longévité de l'ensemble du circuit hydraulique.

Avantages

• excellente tenue de route
• grand confort, parfaite filtration des irrégularités de la route
• assiette constante en charge, ainsi qu'en traction (remorque, caravane, van). Le réglage en hauteur des phares devient facultatif, la tenue de route est préservée
• le cas échéant assistance "tout confort" (direction, freinage, embrayage : automatique sur certaines DS)
• il est possible de faire varier la hauteur de caisse : l'abaisser pour charger ou la relever pour escalader -prudemment- un trottoir, par exemple.
• une certaine facilité d'entretien (un changement de sphères est plus rapide et plus simple que des amortisseurs de type McPherson)
• une très grande fiabilité à partir des années 80, sous réserve bien sûr d'un entretien régulier
• le coût d'entretien final n'est pas plus élevé qu'avec des amortisseurs classiques

Inconvénients

• Sensation de tangage lent sur les anciens modèles (DS, GS et CX), pouvant donner le mal de mer.
• L'entretien, s'il est accessible à un mécanicien de niveau moyen (nettoyage des filtres et vidange du circuit hydraulique), doit être suivi scrupuleusement, sous peine de dégradations graves du système : le LHM devient corrosif et agressif avec le temps. L'entretien oublié peut donc coûter très cher.
• Une perte totale de pression interdit à la voiture de rouler. Les organes lâchent dans l'ordre suivant : la direction assistée, la suspension AR puis AV et les freins en dernier). Mais avant d'arriver a cette extrémité, le voyant d'alerte hydraulique et le voyant "Stop" seraient allumés depuis longtemps ! Une telle panne est cependant très rare et résulte le plus souvent d'un grave manque d'entretien.

Impact sur Citroën

Grâce à la suspension hydraulique, Citroën s'est forgé à l'époque une image de marque basée sur l'innovation.

Ce système est revenu très cher à Citroën : en effet, bien qu'ayant des caractéristiques exceptionnelles, ce type de technique hydraulique ne s'est pas répandue dans l'automobile autant qu'on aurait pu l'attendre : en fait, les contraintes de fabrication en série sont très lourdes (usinage des pompes à la fraction de micron !) et chères pour des avantages minces. L'hydraulique tend à être remplacée par l'électrique de puissance alliée à l'électronique.

Impact sur le monde

Les vingt ans d'avance de la DS ne sont plus et les autres constructeurs ont partiellement rattrapé leur énorme retard concernant le confort et surtout la tenue de route des véhicules.