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Les Eléments Elastiques

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Introduction

Dans une suspension, les éléments élastiques servent au maintient de la caisse à une hauteur raisonnable et au contact permanent des 4 roues avec le sol.

Selon les contraintes liées au cahier des charges (coûts, poids du véhicule, etc.), les constructeurs ont le choix entre différentes technologies d'éléments élastiques pour suspendre leur véhicules. Les plus répandues sont listées ci-dessous.

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I - Ressort Hélicoïdal

Les ressorts hélicoïdaux sont les plus répandus et les plus connus du grand public. Ils sont en effet les premiers éléments auxquels ont pense lorsque l'on parle de suspension. Dans la majorité des cas, une extrémité du ressort hélicoïdal est fixée au châssis et l’autre à un bras de suspension. La raideur des ressorts hélicoïdaux est constante.

Schéma ressorts hélicoïdaux

Schéma d'un ressort hélicoïdal

Ressort hélicoidal de Peugeot 407

Ressort hélicoïdal utilisé sur Peugeot 407

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II - Ressort à lames

Les ressorts à lames sont constitués de plusieurs lames de section rectangulaire légèrement incurvées. Elles sont reliées entre elles par un boulon placé en leur milieu. La plus longue lame est appelée lame maitresse et assure la liaison avec le châssis via un point de fixation fixe (liaison pivot) et un autre mobile (double liaison pivot pour assurer l'isostatisme).

Ce type de ressort est surtout utilisé pour des véhicules lourds comme les camions et les SUV.

Schéma ressorts à lames

Schéma d'un ressort à lames

Ressort à lames utilisé par Jeep

Ressort à lames utilisé par Jeep

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III - Barre de torsion

Principe : une barre est encastrée dans le châssis à l’une de ses extrémités et dans le bras de suspension à l’autre. Le mouvement de rotation du bras de suspension induit par les irrégularités de la route et autres phénomènes dynamiques tend à solliciter la barre en torsion, ce qui provoque une force de rappel de sa part. Il est à noter que les extrémités des barres de torsion sont crantées.

Schéma barre de torsion

Schéma d'une barre de torsion

Barre de torsion utilisée sur Renault Kangoo

Barre de torsion utilisée sur Renault Kangoo

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IV - Sphère hydropneumatique

Les sphères hydropneumatiques sont directement fixées au châssis. Il y en a une par roue. Elles sont constituées d'une partie sphérique et d'un cylindre. Un piston coulisse à l'intérieur de ce cylindre en fonction du débattement d'un bras de suspension dont il est solidaire. La partie sphérique contient une membrane séparant un fluide hydraulique dans sa partie basse d'une masse de gaz dans sa partie haute. Une pompe hydraulique permet de régler la hauteur du châssis en faisant varier la quantité de fluide hydraulique dans les sphères. C'est ce qui fait la grande originalité de cette technologie.

Cette technologie est utilisée par Citroën depuis les années 50. Elle a été popularisé avec la première Citroën DS de 1955.

Schéma suspension hydropneumatique

Schéma de principe d'une suspension hydropneumatique

Sphère de suspension hydropneumatique de Citroën Xantia

Sphère hydropneumatique utilisée sur Citroën Xantia

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V - Coussin d'air

Les coussins d'air sont constitués d'une enveloppe élastique contenant de l'air sous pression. Leur raideur n'est pas linéaire mais dépend de la charge qu'ils supportent car plus la charge est importante et plus leur pression interne augmente.

Ce type d'élément élastique est plutôt utilisé sur les camions et véhicules lourds.

Schéma suspension coussins d'air

Schéma d'une suspension utilisant des coussins

Coussin d'air de camion

Coussin d'air utilisé sur poids lourd

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Sources

1. Thèse sur les suspensions automobiles : https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-01140345/file/LETEVE_AURORE_2014.pdf

2. La différence entre les amortisseurs monotube et bitube : http://www.kyb.com/knowledge-center/shock-tech-for-pros/monotube-vs-twintube/

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