Il y a énormément de paramètres à prendre en compte quand on règle une suspension, et je suis loin de maîtriser tout ça.
La force d’amortissement, les silentblocs, les différences entre fabricants de ressorts, la précharge, les butées de compression, les barres antiroulis, les variations de géométrie au fil du débattement, le braquage induit par les déformations, les centres de roulis… Sans oublier la répartition des masses. Et si l’on ajoute les caractéristiques des pneus et le comportement du différentiel, le sujet devient incroyablement complexe.
Quand on parle de suspension, je commence toujours par une chose : gérer le débattement. C’est l’un des principes de base. Si on se trompe là-dessus, on aura beau régler tout le reste à la perfection, la suspension ne fonctionnera pas comme elle devrait.
C’est comme au tennis. Bien sûr, travailler son service et son smash, c’est important. Mais si l’on n’a même pas la condition physique nécessaire pour jouer, tout cela ne sert à rien. Il faut toujours commencer par les bases.
Pour commencer, concentrons-nous sur les ressorts.
Tout le monde sait qu’un ressort extrêmement raide rend la voiture très inconfortable. Mais s’il est trop souple, la suspension talonne, ce qui est tout aussi désagréable. Et les performances de la voiture en pâtiront aussi.
Alors, quelle raideur de ressort faut-il choisir ? En réalité, impossible de répondre sans examiner la voiture concernée.
Si vous ne connaissez pas l’état actuel de votre suspension, vous ne pouvez que faire des suppositions : « C’est peut-être comme ça… », « Ça doit être à peu près de cette valeur… » Et si vous changez vos réglages en vous fiant à des suppositions aussi vagues, vous ne saurez jamais vraiment ce qui pose problème.
Ça me rappelle une conversation :
— Docteur, je voudrais perdre du poids. — Très bien, commençons par un régime. — En fait, ça fait déjà environ six mois que je suis ce régime. — Ah oui ? Il fonctionne ? — Je ne sais pas trop. — Vous avez perdu combien de kilos ? — Je ne sais pas. — … Puis-je vous demander combien vous pesez actuellement ? — Aucune idée. Je ne me suis pas pesé.
Bon, avec ça, on n’est pas près d’avancer !
Il faut d’abord mesurer, tester ses propres réglages, puis mesurer à nouveau pour voir ce qui a changé. La première étape consiste donc à comprendre l’état actuel de la suspension de sa voiture.
Curieusement, beaucoup de fabricants de combinés filetés n’indiquent même pas la course de la tige, et certains ne précisent pas non plus la longueur totale de l’amortisseur. Résultat : on juge souvent une suspension simplement à partir de la raideur du ressort. Pourtant, en se concentrant sur les paramètres qui comptent vraiment, on peut gérer correctement le débattement de sa voiture.
La suspension est un sujet complexe, mais gérer son débattement n’a rien de si difficile. Cela dit, si l’on ne sait pas comment un amortisseur est construit, il peut être difficile de se représenter ce qui se passe. Je vais donc commencer par expliquer les bases.
Voici un amortisseur que j’utilisais il y a quelques années. C’est un amortisseur arrière de Mazda Roadster (MX-5). Sa conception est assez simple, ce qui en fait un bon exemple pour cette explication.
Le schéma suivant est une représentation simplifiée de cet amortisseur. J’ai laissé de côté des éléments comme la butée de compression et le silentbloc de la fixation supérieure. S’il manque quelque chose, je vous laisse l’imaginer !
Retirons maintenant le ressort et la fixation supérieure. Il ne reste que l’amortisseur lui-même. J’ai indiqué le nom des principales pièces, histoire qu’on s’y retrouve.
Voici une animation qui montre le mouvement de la tige de piston, vers le haut et vers le bas.
Pour que ce soit encore plus facile à comprendre, regardons l’amortisseur en coupe. Oui, je sais : il est censé s’agir d’un amortisseur bitube, mais le schéma ne respecte pas vraiment la construction bitube. Faisons comme si de rien n’était pour le moment. Pour expliquer, rien de tel qu’un bon petit schéma !
Lorsqu’il est comprimé à peu près à mi-course, il ressemble à ceci.
Et lorsqu’il est complètement comprimé, il ressemble à ceci.
Jusque-là, c’est assez simple, non ? Vous me suivez toujours ? Rien de bien compliqué pour l’instant. Gérer le débattement n’est pas difficile, alors restez avec moi.
Quand une voiture roule sur une route bosselée, la suspension monte et descend. C’est précisément son rôle.
Mais imaginons qu’elle n’ait presque aucun débattement. Elle ne pourrait pas absorber correctement les irrégularités, et le confort serait nettement moins bon. Dans un cas extrême, la voiture rebondirait dans tous les sens, et son comportement en virage en pâtirait lui aussi.
Voilà pourquoi le débattement de suspension est si important. Le débattement disponible est limité, en fin de compte, par la course de l’amortisseur lui-même. Pour que la suspension fonctionne aussi bien que possible, il faut donc gérer la course de l’amortisseur. C’est ce dont parle cet article.
Au passage, j’ai coloré en gris la partie de la tige de piston qui entre dans le corps de l’amortisseur et en ressort. La longueur de cette partie correspond à la course de la tige.
Si la course de la tige est importante, le corps de l’amortisseur doit lui aussi être plus long. L’amortisseur complet devient donc plus long, ce qui rend l’abaissement de la voiture plus difficile. À l’inverse, si la course de la tige est trop courte, la suspension risque davantage de talonner, au détriment du confort. Si l’on ne considère que le débattement, je préfère disposer d’une course de la tige suffisante, même si la voiture ne peut pas être abaissée autant.
Certains combinés filetés sont présentés comme offrant « un grand débattement », mais très peu de fabricants publient la valeur de la course de la tige. Parfois, ce n’est qu’après l’achat, en mesurant soi-même la course de la tige, qu’on découvre à quel point elle est courte. Ça peut surprendre.
Continuons. Une fois l’amortisseur monté sur la voiture, quand on la descend du cric, le ressort se comprime sous le poids du véhicule et l’amortisseur se comprime avec lui. Logique, non ? La compression dépend du poids du véhicule et de la raideur du ressort. Pour simplifier, supposons ici que l’amortisseur se comprime exactement de la moitié de la course de la tige.
Colorions maintenant en vert toute la partie située au-dessus de ce point médian. La zone verte représente le débattement en compression qu’il reste à partir de cette position. À partir de maintenant, je l’appellerai simplement « débattement en compression ». Si cette zone mesure 100 mm, l’amortisseur peut encore se comprimer de 100 mm.
Mais si elle ne mesure qu’environ 20 mm, il ne lui reste que 20 mm avant de talonner. Il talonnera presque aussitôt. Bang ! Bang !
La partie grise indique de combien l’amortisseur peut encore s’allonger à partir de cette position. C’est le débattement en détente. Par exemple, quand la caisse remonte après avoir franchi une bosse, l’amortisseur se détend. Si le débattement en détente est de 100 mm, il peut encore s’allonger de 100 mm à partir de cette position.
Il y aurait beaucoup à dire sur le débattement en détente, mais nous n’allons pas nous y attarder ici. Pour le moment, concentrons-nous sur la compression.
Même si le débattement en compression est de 100 mm, ces 100 mm ne sont pas entièrement exploitables. Sur un vrai amortisseur, une butée de compression limite aussi la course.
Je vais colorier la butée de compression en jaune.
À mesure que la butée de compression s’écrase, elle devient progressivement plus raide. Vous voyez ce que je veux dire ? Elle est en caoutchouc ou en uréthane : plus on la comprime, plus elle devient dure. Et quand elle devient très raide… Bang ! Bang ! La suspension se met à talonner violemment. Je vais colorier cette zone en rouge.
Voyez les choses comme ça : le vert, c’est la zone sûre ; le jaune, la prudence ; le rouge, le danger. Si vous avez de l’expérience en réglage de suspension, bien exploiter la zone jaune peut faire partie intégrante du réglage. Mais si vous êtes encore en train d’apprendre, vous n’avez pas besoin de vous en préoccuper pour l’instant.
En réalité, une butée de compression ne durcit pas d’un coup. Un dégradé serait plus juste : plus elle se comprime, plus elle se raffermit. Gardez cette image en tête.
Maintenant, imaginons que nous remplacions les ressorts par des ressorts courts. La voiture s’abaisse parce que les ressorts se compriment davantage sous le poids de la voiture. L’équilibre change complètement : le débattement en détente augmente, tandis que le débattement en compression diminue.
Vous voyez que la zone grise s’est allongée ? C’est le débattement en détente supplémentaire. En revanche, les zones verte et jaune ont raccourci : le débattement en compression a diminué.
Regardons maintenant le cas inverse. Supposons que nous montions des ressorts plus raides que ceux d’origine. La suspension se comprime moins sous le poids du véhicule, ce qui augmente la hauteur de caisse. Le débattement en compression augmente alors, tandis que le débattement en détente diminue.
La zone verte s’est allongée : le débattement en compression a augmenté. En revanche, la zone grise a raccourci : le débattement en détente a diminué.
Même si la raideur du ressort ne change pas, ajouter de la précharge augmente aussi le débattement en compression et réduit le débattement en détente. Je consacrerai un autre article à la précharge.
Si la zone verte est très courte, le débattement en compression disponible est faible. Même de petites bosses peuvent faire talonner la suspension, et le confort devient franchement mauvais. Plus la zone verte est longue, plus le débattement en compression est important : la suspension a donc plus de marge pour encaisser une grosse bosse sans talonner. Bien sûr, augmenter le débattement en compression réduit d’autant le débattement en détente. Si la zone grise devient trop courte, la suspension finira par atteindre la butée de détente, ce qui nuit également au confort. Comme toujours, il faut trouver le bon équilibre.
En mesurant la course de la tige et la longueur de la butée de compression, on peut d’abord connaître le potentiel de base de l’amortisseur. Ensuite, en choisissant la raideur du ressort — ou en réglant la précharge — on décide comment répartir le débattement disponible entre compression et détente. Le débattement total, lui, ne change pas : on ne peut que le répartir entre compression et détente.
Un ressort extrêmement raide donne davantage de débattement en compression et rend le talonnage moins probable. Mais si le ressort est déjà très raide, le confort restera mauvais même si la suspension ne talonne jamais. À l’inverse, un ressort trop souple ne laisse pas assez de débattement en compression et la suspension talonne facilement. Dans les deux cas, le résultat est le même : Bang ! Bang !
Alors, comment savoir quelle raideur convient ? On mesure les dimensions, on calcule les charges, puis on choisit une raideur de ressort qui répond juste aux besoins. Voilà pourquoi il faut commencer par mesurer. J’espère que vous voyez maintenant pourquoi il faut mesurer.
Alors… Quel débattement en compression votre voiture a-t-elle réellement ? Et en détente ? Quelle marge reste-t-il avant la butée de compression ? La suspension talonne-t-elle facilement, ou dispose-t-elle encore d’une bonne marge ? Si vous commencez à vous poser ce genre de questions, cet article aura rempli son rôle. Enfin… je l’espère.
Faisons maintenant un rapide récapitulatif. Une fois qu’on a compris ce que signifie gérer le débattement, le schéma complet de l’amortisseur n’est plus vraiment nécessaire. À partir d’ici, nous allons regarder uniquement la course de la tige. J’aimerais que ce schéma vous permette de comprendre ce qui se passe. Si vous pouvez vous représenter le mouvement de la suspension à partir de ce dessin simplifié, vous avez déjà bien compris le principe de la gestion du débattement.
La zone grise représente la distance sur laquelle l’amortisseur s’est comprimé sous le poids du véhicule : c’est le débattement en détente. La zone verte correspond à la partie du débattement en compression qui n’est pas en contact avec la butée. La zone jaune correspond à la partie où la butée de compression commence à travailler, sans être encore devenue très raide. La zone rouge indique que la butée a été comprimée au point de devenir extrêmement raide : c’est là que la suspension se met à talonner violemment. Bang ! Bang !
Supposons que vous remplaciez les ressorts par des ressorts courts. Sous le poids du véhicule, la suspension se comprime davantage et la hauteur de caisse diminue. Mais cela signifie aussi que la zone grise indiquée par la flèche s’allonge. Le débattement en compression disponible diminue donc, et la suspension risque davantage de talonner.
Supposons maintenant que vous montiez des ressorts plus raides. Sous le poids du véhicule, la suspension se comprime moins et la hauteur de caisse augmente. La zone grise indiquée par la flèche raccourcit. Le débattement en détente disponible diminue donc, et la suspension risque davantage d’arriver en butée de détente.
Et si la course de la tige est courte dès le départ, le débattement total disponible est lui aussi réduit. Les débattements en compression et en détente sont alors tous deux limités. On peut toujours essayer de répartir au mieux cette course restreinte, mais si la course de la tige est tout simplement trop courte, les possibilités restent limitées. Dans l’idéal, il faut disposer d’une course de la tige suffisante.
Voilà, en gros, comment on gère le débattement de suspension. En regardant les schémas, essayez de vous représenter le mouvement réel de la suspension.
En bonus
Si vous connaissez la course totale de la tige et la charge appliquée au ressort, vous pouvez calculer la répartition entre débattement en détente et débattement en compression. Il suffit de savoir utiliser une calculatrice.
Si vous disposez d’un document indiquant les charges sur les essieux avant et arrière de votre voiture, vous pouvez aussi vous en servir pour estimer la charge appliquée au ressort. Mais vous pouvez aussi l’estimer en mesurant l’enfoncement de la suspension à l’aide d’un simple collier de serrage placé sur la tige de piston.
Commencez par lever la voiture jusqu’à ce que la suspension soit complètement détendue. Placez un collier de serrage autour de la tige de piston, puis faites-le glisser tout en bas, jusqu’à ce qu’il touche le corps de l’amortisseur.
Redescendez ensuite la voiture au sol pour que la suspension supporte son poids normal, puis levez-la de nouveau. Vous verrez que le collier s’est déplacé par rapport à sa position de départ. Mesurez ce déplacement avec une règle.
Cette distance correspond au débattement en détente — autrement dit, à la course de compression de l’amortisseur sous le poids du véhicule. C’est la zone grise que nous avons suivie tout au long de cet article.
Supposons, par exemple, que cette distance soit de 60 mm et que la raideur du ressort soit de 50 N/mm. Il faut 50 N pour comprimer de 1 mm un ressort de 50 N/mm. S’il est comprimé de 60 mm, la charge appliquée au ressort est donc :
50 × 60 = 3 000 N
Voilà le principe. Une fois que vous savez quelle charge correspond à un déplacement donné, vous pouvez poursuivre les calculs.
Au passage, les butées de compression ne sont pas toutes identiques. Même lorsqu’une suspension arrive en butée, une butée de compression longue et souple absorbe le choc beaucoup plus progressivement qu’une butée courte et très dure.
Bien sûr, une butée plus longue demande aussi davantage de place. Elle est plus longue, tout simplement. Pour pouvoir l’utiliser correctement, il faut donc un débattement en compression supplémentaire. Il faut aussi en tenir compte au moment de choisir un ressort.
Bref, pour choisir un ressort, il faut normalement commencer par faire quelques calculs. Bien sûr, les préparateurs expérimentés tiennent compte de nombreux autres facteurs. Mais si vous débutez, comprendre ce que j’explique ici est déjà largement suffisant.
Voilà les grandes lignes de la gestion du débattement. Les calculs eux-mêmes ne sont pas difficiles. Si vous savez faire les opérations de base, vous pouvez vous en sortir.
Au début, tout ça peut sembler un peu déroutant, mais ce n’est pas si compliqué. Faites quelques calculs vous-même, avec une calculatrice. Vous verrez, avec un peu de pratique, ça devient vite assez simple ! Si le sujet vous intéresse, essayez !