tenue de route

Qualité d’un véhicule caractérisant son degré d’aptitude à demeurer stable sur sa trajectoire quelles que soient les circonstances de roulement.

Guidage d’une roue

C’est par son adhérence au sol, produit de la charge que supporte la roue par le coefficient de frottement dépendant de la nature des surfaces en contact, que cette roue peut tourner et assurer la propulsion du véhicule. Cette adhérence détermine une zone stabilisatrice telle qu’aucun glissement ni dérapage ne se produiront tant que l’effort perturbateur tendant à les provoquer restera contenu à l’intérieur. Il s’agit du cercle d’adhérence dont le centre est au point de contact de la roue avec le sol et dont le rayon est égal à la valeur de l’adhérence. Tout se passe comme si la roue était guidée par l’adhérence.

Charges statiques et charges dynamiques

L’adhérence d’un véhicule en marche dépend des charges supportées par chacun des deux essieux, charges dont la répartition varie d’un essieu sur l’autre au cours du roulement.

• Les charges statiques sont dues à l’application du poids de l’ensemble au centre de gravité. Sur un sol plan, leur répartition ne dépend que du centrage du véhicule, chaque essieu supportant une part de ce poids en raison inverse de sa distance à la verticale du centre de gravité. Sur un sol incliné longitudinalement, il y a transfert de charge de l’essieu le plus haut à l’essieu le plus bas, égal au produit du poids total par la somme de la hauteur relative du centre de gravité (rapport de la distance au sol de ce centre à l’empattement entre axes des essieux) et du pourcentage de la pente. Si l’inclinaison est transversale, le transfert ne se produisant que d’une roue sur l’autre d’un même essieu, il n’influe pas sur la répartition par essieu.

• Les charges dynamiques capables d’entraîner un transfert de charge d’un essieu sur l’autre sont la force d’inertie longitudinale et la résistance aérodynamique.
— La force d’inertie longitudinale est appliquée au centre de gravité du véhicule et dirigée tantôt à l’opposé du mouvement, en période d’accélération, tantôt dans le même sens, au moment de la décélération. Elle engendre un moment de cabrage qui provoque un transfert de charge, égal, en valeur absolue, au produit du moment de cabrage par la hauteur relative du centre de gravité, ayant pour effet de surcharger l’essieu arrière à l’accélération ou l’essieu avant au moment du freinage.
— La résistance aérodynamique est une traînée longitudinale, appliquée, en général, à une hauteur du sol supérieure à celle du centre de gravité et constamment dirigée en sens inverse du mouvement. Elle effectue un transfert de charge de l’essieu avant à l’essieu arrière, son action étant proportionnelle au carré de la vitesse de translation.

Les efforts tangentiels aux contacts

On distingue deux groupes d’efforts tangentiels que les conditions de roulement établissent au niveau des contacts des pneus au sol : les efforts longitudinaux et les efforts transversaux.

• Les efforts longitudinaux comprennent la résistance au roulement, la réaction motrice et la résistance du freinage. La résistance au roulement est d’autant plus sensible que la vitesse est plus basse et que le pneu est plus déformable. Elle engendre, sur un essieu porteur, une traînée négative égale à une fraction du poids total qu’il supporte. L’adhérence du pneu oppose, sur l’essieu moteur, une réaction qui équilibre les efforts développés à la jante de la roue lorsqu’on y applique le couple moteur, c’est-à-dire la somme de la résistance au roulement de l’essieu porteur, de l’effort dû à la pente du sol, de la résistance aérodynamique à l’avancement et de la force d’inertie. Enfin, au moment du freinage, se développe simultanément sur chacun des deux essieux une réaction composée de la résistance au roulement et de l’action de freinage du mécanisme retardateur, qui équilibre les mêmes efforts que précédemment.

• Les efforts transversaux ne concernent que l’inertie, qui est nulle lorsque le véhicule se déplace en ligne droite. En courbe, on distingue deux cas selon qu’il s’agit d’un virage à grand rayon ou d’un parcours sinueux à succession de courbes très sèches. Dans le premier cas, la force centrifuge qui se développe au droit du centre de gravité du véhicule engendre des forces d’inertie primaires qui se répartissent sur chaque essieu en fonction du centrage de la voiture. Dans le second, les évolutions brusques exécutées en des temps très courts provoquent des forces d’inertie secondaires. Celles-ci sont équilibrées par des réactions d’adhérence de guidage dues à l’inertie de rotation du véhicule qui s’oppose aux variations de l’orientation du véhicule. Plus élevées sur l’essieu directeur, ces forces d’inertie agissent dans le même sens que les forces d’inertie primaires et tendent également à appuyer l’ensemble de la voiture sur sa trajectoire, à condition que la direction s’effectue par les roues avant. Dans le cas contraire, celui de l’essieu arrière directeur, le braquage est inversé par rapport à la courbure du virage, en sorte que les forces d’inertie secondaires agissent en sens opposé des forces d’inertie primaires, ce qui rend la direction totalement instable.

Mécanisme du dérapage

Lorsque la résultante de toutes les forces tangentielles qui s’exercent aux contacts atteint la valeur de l’adhérence totale, la sécurité au dérapage s’annule.

• Dérapage simultané des deux essieux. En ligne droite, le véhicule se déplace parallèlement au vecteur vitesse d’un mouvement rectiligne uniformément retardé qui cesse lorsque sa force vive de translation est absorbée par le travail de la force de frottement. En courbe, il est doué, en outre, d’une énergie cinétique de rotation autour de son axe d’inertie. Le dérapage se composera de deux mouvements : une translation rectiligne, comme précédemment, et une rotation qui mettra la voiture « en travers » de la route.

• Dérapage de l’essieu avant. Le véhicule progresse parallèlement à lui-même selon la tangente à la trajectoire initiale, avec de petites oscillations à amplitudes décroissantes s’il possède au départ une énergie cinétique de rotation.