L'analyse des dommages des freins donne un bon diagnostic
ENTRETIEN DES FREINS
En dépit de tous les gadgets électroniques, le frein reste encore aujourd'hui le principal élément sécuritaire actif dans une voiture. Bien que l'assistance au freinage soit déjà intégrée dans certains modèles présents sur le marché, la transmission manuelle classique de la force reste la manière par excellence de stopper la voiture. Cependant, le frein est une pièce d'usure, précisément parce que le conducteur l'utilisera beaucoup. L'importance d'un bon contrôle et d'un bon entretien de ces éléments est démontrée. Des caractéristiques visuelles et auditives peuvent déjà vous en dire beaucoup sur ce qui se passe précisément et sur ce qui doit être fait pour solutionner le problème.
LA SECURITE PAR DE BONS FREINS
La sécurité routière commence par le bon fonctionnement du système de freinage. Le législateur l'a également compris et impose dès lors des prescriptions claires lors du contrôle technique des freins. La décélération de freinage moyenne d'une voiture sur une route quasi horizontale et sèche ne peut jamais être inférieure à 5,8 m/s² pour les voitures particulières, les voitures à usage mixte et les minibus. Pour les autobus et les autocars, la barre est placée à 5 m/s². Lors de tout autre contrôle, p.ex. les contrôles inopinés sur la voie publique, une tolérance de 10% est permise sur ces valeurs. On mesure l'efficacité du freinage ou la décélération, mais aussi la force de freinage. La différence dans la force de freinage enregistrée entre les roues d'un même essieu ne peut jamais dépasser 30%. Ce sont les valeurs minimales qu'une voiture doit atteindre et auxquelles vous, garagiste ou carrossier, devez aussi veiller.
FREIN A TAMBOUR
Construction et fonctionnement
Les freins existent depuis l'introduction des véhicules motorisés. A mesure que la vitesse augmentait, la puissance du freinage devait aussi augmenter. En 1899, Gottlieb Daimler a imaginé le frein à tambour hydraulique. Le frein à tambour est constitué de deux plaquette de frein montées sur la plaque dorsale ou plaque d'ancrage du frein. Cette plaque ne peut pas tourner avec la roue. Tout autour, nous trouvons le tambour de frein, fixé sur l'axe. Quand le conducteur enfonce la pédale de frein, les plaquettes de frein sont poussées vers l'extérieur et entrent en contact avec le tambour de frein. Comme les plaquettes de frein sont recouvertes d'un matériau de friction ayant une grande résistance au frottement (garniture de frein), il se crée un frottement et la roue est freinée. Quand le conducteur relâche la pédale de frein, les patins de frein sont à nouveau tirés vers l'intérieur par des ressorts. La transmission de force est hydraulique. Lorsque la pédale de frein est enfoncée, le piston dans le maître-cylindre comprime le liquide de frein à travers la conduite de frein vers le cylindre de frein qui se situe entre les deux mâchoires et les écarte.
Avantages et désavantages
En fait, le frein à tambour fonctionne toujours parfaitement, mais subit deux inconvénients: une mauvaise évacuation de la chaleur et un mauvais fonctionnement dans des conditions humides. Les assistances électroniques savaient déjà supprimer bon nombre de ces inconvénients. Ce frein y oppose une grande efficacité de freinage, qui a un effet autorenforçant. Par le freinage, les mâchoires sont encore davantage comprimées. De plus, le mécanisme de frein à main peut être très facilement intégré. En termes d'entretien, le garagiste ou carrossier sera confronté à de plus en plus de pièces, même si les fabricants commercialisent aussi des kits prémontés. Mais ceci ne change rien au fait que l'entretien réclamera plus de temps. Aujourd'hui, le frein à tambour s'utilise toujours grâce à son prix attractif et à sa puissance de freinage exceptionnelle. L'implémentation se limite surtout à l'arrière des véhicules plus petits.
FREIN A DISQUE
Construction et fonctionnement
La mauvaise évacuation de chaleur et le mauvais fonctionnement dans des conditions humides des freins à tambour ont stimulé le développement d'un nouveau type de frein: le frein à disque. Le premier brevet a été déposé en 1902, mais la large diffusion s'est fait attendre. Dans les années 50, quelques fabricants anglais et français ont choisi les freins à disque comme équipement de base dans certains modèles. Aujourd'hui, le frein à disque est le système le plus populaire. Un système de frein à disque consiste e.a. en un disque de frein. Celui-ci est monté sur l'axe et tourne autour de la roue. Lorsque le conducteur enfonce la pédale de frein, il se crée une pression hydraulique qui est guidée vers l'étrier de frein via la conduite de frein. Là, elle fera bouger un ou plusieurs pistons et les comprimera contre le disque de frein. Ce faisant, le disque de frein peut être freiné à partir de plusieurs côtés. Entre les pistons et le disque de frein sont encore montés des blocs de frein. Ils sont constitués d'un matériau de friction qui freinera le disque de frein et donc aussi les roues. Pour encore mieux évacuer la chaleur qui résulte de cette friction, il existe aussi des disques ventilés. Cependant, ce type est exagéré sur une petite citadine. Nous les retrouvons surtout sur les modèles plus grands et plus sportifs.
Avantages et désavantages
La force du frein à disque réside sans aucun doute dans la meilleure évacuation de chaleur par rapport au frein à tambour. Ce faisant, c'est un système particulièrement stable qui connaît un output prévisible. Le frein à disque peut encore user d'autres atouts. C'est ainsi que moins de pièces mobiles sont présentes et que les blocs de frein se remplacent aisément. Ces deux facteurs permettent d'accélérer l'entretien. La course du cylindre devient courte, à mesure que le disque se dilate sous la chaleur. Le système de disque de frein, pour terminer, agit avec l'ABS. Les inconvénients sont que l'intégration d'un mécanisme de frein à main est plus gênante que pour un frein à tambour et que le diamètre du disque est limité par la taille de la roue. Comme les forces développées ont un plus grand impact sur les pièces, elles seront fabriquées dans des matériaux plus onéreux qui, en outre, sont plus lourds. Par ailleurs, l'efficacité du freinage est plus faible: pour le même input (force sur la pédale de frein), le frein à disque aura un moindre output qu'un frein à tambour. L'effet autorenforçant manque en effet.
BLOCS DE FREIN
Un élément particulier dans un système de disque de frein concerne les blocs de frein. Ils constituent l'indicateur d'usure le plus important pour le garagiste. Leur construction détermine aussi la puissance du freinage et ils méritent dès lors une attention quelque peu accrue. Les blocs de frein sont constitués de différentes couches. La base est une plaque d'acier qui est dénommée plaque dorsale ou plaque d'ancrage sur laquelle repose une sous-couche céramique. Cette sous-couche assure la bonne adhérence du matériau de friction et exerce aussi une action antithermique. Sur la sous-couche céramique vient la couche de colle qui retient le matériau de friction. Avant, on utilisait l'amiante comme matériau de friction. En effet, il satisfaisait à toutes les conditions: efficacité dans le froid et la chaleur extrêmes, insensible à la vitesse et à la pression, répare le fading du freinage, insensibilité à l'humidité, silencieux, exempt de fortes vibrations, et une longue durée de vie. Depuis son interdiction pour raisons de santé, un mélange de différents ingrédients est indispensable pour obtenir les mêmes résultats. II s'agit e.a. de fibres organiques et anorganiques, d'abrasifs, de lubrifiants naturels et synthétiques, de liants, de métaux et de matières de charge. Chacun de ces ingrédients produit différents effets sur les prestations du matériau. P.ex. les abrasifs entraîneront moins de vibrations, mais plus de bruit. Il s'agit de trouver le bon équilibre entre les ingrédients.
Agréation du matériau de friction
Le standard européen pour l'agrément des matériaux de friction dans l'aftermarket est le test ECE R90. Les matériaux qui ne satisfont pas à ces exigences sécuritaires minimales, sont interdits en Europe. Bien entendu, ils doivent être exempts d'amiante et avoir un impact positif sur la sécurité routière. Le matériau de friction ne peut pas non plus s'écarter de plus de 15% du matériau original. Mais il existe une grande différence dans ce qui est précisément testé. Le test ECE R90 analyse la sensibilité à la pression, la sensibilité à la vitesse et le léger fading. Il dure de trois à cinq heures. Le test OE (original equipment) contrôle, en outre, la sensibilité à la température, le fading important, la conduction thermique, le judder et le bruit, l'usure (blocs de frein et disques de frein). Ce test dure de six à douze mois. Un agrément ECE R90 ne signifie donc pas que le matériau de friction est équivalent à l'OE, uniquement qu'il satisfait aux exigences sécuritaires minimales.
ENTRETIEN DES FREINS
Plus longs intervalles
Les constructeurs automobiles veulent des intervalles d'entretien plus longs, et ceci se traduit aussi dans les exigences de longévité des différents éléments. En moyenne, on remplace les disques, quand on remplace les blocs de frein pour la seconde fois. Aujourd'hui, la tendance évolue vers un remplacement 1/1. L'installation de nouveaux blocs de frein sur un disque déjà un peu usé peut, en effet, causer des effets indésirables tels que le bruit, des vibrations, voire une puissance de freinage réduite. Au garagiste ou carrossier d'estimer de façon experte si les disques doivent être remplacés en même temps. Si l'usure équivaut à 1 mm, un remplacement s'impose en tout cas. Il est difficile de prédire quand les blocs de frein doivent précisément être remplacés. Cela dépend en grande partie de la qualité du produit et de l'usage: la voiture est-elle lourdement chargée? Se fraie-t-elle surtout un chemin en ville ou roule-t-elle davantage sur l'autoroute? Comment le chauffeur utilise-t-il ses freins? Pour savoir quand un nouveau frein à tambour est requis, on doit toujours enlever le tambour. Il est évident que ceci induit un plus grand coefficient de travail. Tout comme pour les blocs de frein, on peut aussi uniquement remplacer les plaquettes de frein. La conjugaison de pièces neuves et anciennes peut donc être une recette qui engendre des problèmes.
Points d'attention
Pour les deux systèmes de freinage, il est important de bien fonctionner. Ce n'est qu'ainsi que le contrôle visuel sera correct. Utilisez une brosse avec fil d'acier. Le contrôle visuel commence par constater l'usure des parties mobiles: le jeu n'est-il pas trop important? Est-ce que tout peut encore tourner suffisamment? Il se concentre aussi sur l'épaisseur du disque de frein et du matériau de frein. On examine aussi si des rainures ou rayures ne sont pas trop nombreuses sur la surface et comment les mâchoires bougent.
Un second point d'attention est l'utilisation de la graisse. Elle doit être minimisée. Car la graisse enclave la poussière, ce qui peut créer des problèmes. Il est important d'utiliser une graisse sans métal qui n'est donc pas conductrice, et de l'appliquer avec parcimonie aux bons endroits. L'intérieur du disque est exclu: le disque glisserait trop, si bien que la puissance de freinage sera insuffisante. Une très fine couche, là où le piston comprime, peut aider à éviter le bruit. Pour les blocs de frein, la règle est que seule une graisse céramique peut encore être utilisée. Les autres graisses peuvent entraver le fonctionnement du système ABS. Un troisième point d'attention est l'utilisation du matériel correct. Pour retirer le disque de frein et le tambour de frein, on doit utiliser une clé dynamométrique. Ainsi, les raccords ne sont jamais forcés. On doit aussi veiller à installer le bon bloc de frein. Un quatrième point d'attention concerne les conduites de frein. Veillez à ce qu'elles ne soient jamais pliées, tandis que l'on travaille sur les freins.
Analyse Des dégâts
Depuis des années, la tendance évolue vers plus d'électronique embarquée. Le système de freinage n'y fait pas exception. Aussi la voiture doit toujours être soumise à des contrôles. L'ordinateur doit, par exemple, apprendre que de nouveaux blocs de frein ont été montés sur la voiture. Avec un appareil de diagnostic, vous pourrez également détecter les dysfonctionnements possibles dans le système de frein. Par ailleurs, un contrôle des dégâts peut en dire long sur ce qui ne fonctionne pas dans la voiture. Dans le tableau sur la page suivante, nous donnons un aperçu de ce qu'est précisément le problème et de ce qui peut être la meilleure solution.
Remerciements à Bosch, Continental, Ferodo et Hella
Aujourd'hui, les véhicules sont équipés de différents systèmes qui aident le conducteur à arrêter la voiture en toute sécurité. Nous commentons ci-dessous les principaux:
- ABS (système d'antiblocage): le freinage puissant sur un sol glissant peut bloquer les roues de la voiture par un manque d'adhérence. L'ABS interviendra et évitera le blocage des roues. Ceci évite de glisser, diminue la distance de freinage et améliore le contrôle du véhicule.
- TCS (système de contrôle de traction): TCS est aussi dénommé système antipatinage (ASR). Il aide à éviter que les roues patinent sur un sol glissant. Ce peut être une fonction secondaire de l'ABS, bien que ceci ne soit pas toujours le cas.
- ESP (programme de stabilité électronique): ESP ou ECS est un système de sécurité qui évite que la voiture dévie de sa trajectoire, quand il est question de survirage ou sous-virage dans des conditions glissantes. Le sous-virage intervient quand les roues avant n'ont pas assez de traction et que la voiture continue de rouler tout droit. Le survirage intervient quand la voiture tourne plus serré que prévu, de sorte que les roues arrière dérapent et que la voiture glisse.
