Que signifie vraiment la « raideur initiale » d’un ressort ?

Différents types de ressorts hélicoïdaux

Il existe toutes sortes de ressorts de suspension. On parle notamment de ressorts à extrémités ouvertes ou fermées, selon la forme de leurs spires d’extrémité.

Ces spires d’extrémité sont aussi appelées spires inactives. En gros, ce sont celles qu’on ne compte pas parmi les spires actives du ressort.

Autrement dit, ce sont les parties du ressort qui ne travaillent pas vraiment comme un ressort. Elles ne sont d’ailleurs pas comptées parmi les spires actives.

Bon, c’était juste une petite parenthèse !

On dit souvent que les ressorts à extrémités ouvertes sont plus souples en début de compression que ceux à extrémités fermées.

La raideur de cette partie supplémentaire est inférieure à la raideur nominale du ressort. Tant que les spires d’extrémité ne se touchent pas, la raideur du ressort reste donc inférieure à sa valeur nominale.

C’est pourquoi on entend parfois dire que les ressorts à extrémités ouvertes améliorent le confort, ou qu’ils rendent la direction moins réactive parce que la raideur initiale ne se manifeste pas.

Si quelqu’un trouve le confort meilleur ou la réponse plus lente, cette impression peut effectivement être juste.

Mais il y a un point important à garder en tête.

C’est celui-ci :

La plage dite « initiale » pour le ressort lui-même et celle dont on parle à propos du débattement de suspension ne correspondent pas à la même chose.

Quand on parle de la plage initiale d’un ressort pris isolément, on part du ressort complètement déchargé, puis on augmente progressivement la charge à partir de zéro.

En revanche, lorsqu’on parle du débattement de suspension, le point de départ est la situation à 1 g, c’est-à-dire lorsque le poids du véhicule s’exerce déjà sur les ressorts. Dans ce cas, la plage initiale commence au moment où la charge se met à varier à partir de cet état.

Ressort déchargé lorsque la voiture est soulevée

Ressort chargé lorsque la voiture repose au sol

Prenons un exemple. Supposons que les spires d’extrémité d’un ressort à extrémités ouvertes entrent en contact sous une charge de 500 N. C’est donc entre 0 et 500 N que l’on peut ressentir la souplesse caractéristique de ce type de ressort.

Seulement voilà : une fois le ressort monté sur la voiture, il supporte déjà une partie du poids du véhicule. À l’arrière de mon Roadster, par exemple, chaque ressort supporte normalement une charge d’environ 3 000 N.

Bien sûr, en roulant, toutes sortes de facteurs entrent en jeu, et la charge n’est pas toujours celle qu’on observe à 1 g. Mais ce qu’il faut retenir, c’est qu’on se trouve très largement au-dessus des 0 à 500 N. Voilà l’ordre de grandeur dont on parle.

À partir de là, lorsque vous tournez le volant, la charge sur le ressort extérieur au virage augmente : 3 500 N, 4 000 N, et ainsi de suite. Pendant ce temps, celle du ressort intérieur diminue : 2 500 N, 2 000 N, etc.

En passant sur une petite bosse, la charge peut brusquement atteindre environ 5 000 N.

Au fil des compressions et des détentes de la suspension, elle oscille donc de part et d’autre des 3 000 N.

Mais concrètement, dans quelles situations la charge sur le ressort pourrait-elle redescendre dans cette plage de 0 à 500 N ?

Avec un ressort très raide, si une roue passe dans un creux important de la chaussée, comme un regard d’égout particulièrement enfoncé, la charge sur cette roue peut descendre sous les 500 N.

Sur une traction préparée pour le circuit, si vous abordez un virage en freinant très fort, la charge sur la roue arrière intérieure peut elle aussi passer sous les 500 N.

Et si vous faites décoller la voiture en franchissant un saut, la charge sur les quatre roues tombe à 0 N.

C’est dans ce genre de situations que les spires d’extrémité cessent effectivement d’être en contact les unes avec les autres.

Puis, quand la charge augmente à nouveau et que les spires d’extrémité se referment, quelqu’un de particulièrement sensible aux réactions de sa voiture pourra peut-être ressentir les caractéristiques de ce type de ressort.

Certains vont peut-être se dire : « Mais attends, ça n’arrive que dans des situations assez particulières ! »

Et d’autres : « Mais non, ce genre de situation arrive assez souvent, en fait ! »

À chacun de se faire son opinion.

Bref, même si l’on utilise le même mot, « initial », on ne parle pas forcément de la même plage de fonctionnement.

Pour mieux comprendre cette distinction, il peut être utile de se demander à quelles valeurs de charge correspond concrètement cette phase « initiale », d’une part pour le ressort pris isolément, et d’autre part pour le débattement de suspension.

Et une dernière chose : les différences entre marques de ressorts restent des différences entre marques. Gardez à l’esprit que ces facteurs ne sont pas abordés dans cet article.