Dossier circuit : L'adhérence

Une fois de plus je me suis librement inspiré du manuel de conduite de Gran Turismo, véritable mine de trucs et astuces pour bien débuter en conduite sur piste.
Ce chapitre ne va pas aborder uniquement les pneumatiques, mais aussi leur rapport au transfert de masses.

Les pneus et les limites d'adhérence :

La pièce la plus importante d'une voiture de sport est sans doute les pneus. Ils propulsent le véhicule et assurent le contact avec la surface de la piste. Par conséquent, si la qualité des pneus laisse à désirer, la puissance du moteur ou la suspension de la voiture ne feront pas grande différence.

Chaque mouvement du véhicule (accélération, décélération ou virage) est contrôlé par l'adhérence des pneus à la route. Le niveau d'adhérence peut être représenté par un graphique (voir plus bas).
Le composant vertical du graphique représente l'accélération et la décélération tandis que l'horizontal représente les virages vers la gauche et la droite. Il y'a des limites à l'adhérence d'un pneu, et lorsqu'elles sont dépassées le pneu patine.
La zone à l'intérieur du cercle sur le graphique représente l'adhérence d'un pneu sur route et la circonférence du cercle représente la limite d'adhérence. Lorsqu'un pneu commence à patiner, il se produit fréquemment un crissement caractéristique.



Un crissement léger indique que le pneu a atteint sa limite d'adhérence, tandis qu'un crissement strident signifiera que cette limite a été dépassée...

Bien entendu l'objectif est d'utiliser les pneus au maximum de leurs capacités pour maintenir le plus de vitesse possible. Pour que le véhicule freine en un temps minimum, vous devez faire en sorte que les pneus atteignent leur limite d'édhérence (point C du graphique). Mais si vous freinez trop (si vous dépassez ce point), vous risquez de déraper ou de bloquer les roues, de perdre le contrôle et la distance de freinage en sera ainsi largement augmentée.
De plus, si vous dépassez les limites d'adhérence dans les virages (point B et D du graphique), vous risquez de perdre le contrôle et de faire un tête à queue.

Les autres zones du graphique sont plus difficiles à évaluer. En effet le rôle des pneus n'est pas simplement de vous permettre d'accélérer, freiner et tourner. Comme nous l'avons vu dans les techniques de base, il faut souvent combiner plusieurs actions.
Donc si vous tournez à droite en freinant ou que vous accélérez en tournant à gauche, vous n'utilisez pas seulement les capacités dans leurs axes accélération / virage, mais sur une combinaison des deux. Or sur le graphique on voit bien que la zone représentant ces conditions est plus réduite.

L'objectif est donc d'utiliser le véhicule et ses pneus au maximum de leur potentiel, sans dépasser les limites d'adhérence.



La répartition des masses :

Nous venons de démontrer deux points :
1°/ il est essentiel de tirer pleinement parti de l'adhérence des pneus à la route,
2°/ la limite de cette adhérence dépend de différents facteurs : les conditions de piste, les pneus eux-mêmes, et la façon dont vous les utilisez.

Les conditions de piste constituent le facteur le plus simple à comprendre. L'adhérence varie considérablement en fonction de la qualité de piste : elle sera bien meilleure sur piste goudronnée que sur une piste couverte de graviers.
Sur une même route, l'adhérence varie également selon les conditions de température et d'humidité. Plus une route est humide moins elle est adhérente, il en va de même avec sa température : une route goudronnée sera bien plus adhérente à 30°C qu'à 5°C par exemple.

Les pneus, et leur dimensions, sont un facteur prépondérants. En effet plus ils sont larges et plus la surface de contact avec la piste est grande, augmentant ainsi l'adhérence. La qualité de gomme, les sculptures et aussi la hauteur de flan des pneus influent aussi sur la conduite du véhicule. Cependant, chaque pneu ayant ses propres caractéristiques, il n'est pas évident d'en dresser un inventaire...

Le style de conduite est également un paramètre non négligeable. La façon de gérer la répartition des masses du véhicule jouera un grand rôle dans son adhérence à la piste.

Passons donc au vif du sujet :

Ceci peut paraître évident, mais il faut savoir que le poid du véhicule est supporté par les quatre pneus. Par exemple si le poid total d'un véhicule donné est de 1000kg, chaque pneu en supportera 250kg.
Toutefois, ceci n'est valable que véhicule à l'arrêt.
En effet lorsque la voiture roule, le poid est réparti différement. Lors d'une accélération l'avant de la voiture va avoir tendance à cabrer, et l'arrière à se tasser, modifiant ainsi la répartition des masses.
Le phénomène inverse se produit au freinage.



Ce transfert de masse est perceptible au volant : lorsque vous accélérez, votre dos est poussé sur le siège, tandis qu'au freinage vous êtes projeté vers l'avant.

Ces transferts influent bien évidement sur l'adhérence des pneus à la piste. En bref : plus le poid supporté par un pneu est élevé, plus il est adhérent.
Là aussi il est très simple d'en faire l'expérience : prenez une gomme et frottez la sur un papier, légèrement puis de plus en plus fort. Vous constaterez une différence de friction (adhérence) entre les deux mouvements.
Lorsque le véhicule de notre exemple freine, les 500kg normalement supportés par le train avant passent à 600kg en raison du changement de répartition du poid.
L'adhérence des pneus en est donc augmentée. Si l'on applique celà au graphique concernant les limites d'adhérence, la circonférence du cercle augmente. L'augmentation de 20% de la charge sur les pneus fera augmenter la surface du graphique de 20%.
Il est donc possible d'utiliser les pneus encore plus "loin" avant d'atteindre leur limite d'adhérence.

En appliquant ces principes, vitesse et stabilité seront plus faciles à maitriser.