Ressorts à lames : l'ancêtre du ressort

Dernière modification : 03/04/2024 -  0

Les ressorts à lames, une technologie de suspension qui remonte aux chariots tirés par des chevaux, ont longtemps joué un rôle crucial dans le monde de l'automobile. Bien qu'ils ne soient plus présents sur les voitures modernes, leur conception ingénieuse et leur fonctionnement méritent d'être compris par tout passionné de voitures. Cet article se propose de dévoiler le fonctionnement des ressorts à lames et d'explorer les raisons de leur déclin dans l'usage automobile contemporain.

Fonctionnement des ressorts à lames

Un ressort à lame est constitué d'une série empilée de bandes métalliques élastiques, généralement en acier, superposées les unes sur les autres pour ne former qu'une seule unité. Cette unité agit comme un ressort principal supportant le poids du véhicule tout en absorbant les impacts et les irrégularités de la route. Le principe de fonctionnement repose sur la capacité des lames à fléchir sous charge, offrant ainsi une suspension au véhicule. Lorsque la roue rencontre un obstacle, la flexion des lames permet d'absorber le choc, réduisant ainsi les vibrations et améliorant le confort de conduite. Le ressort à lames est donc un type de suspension (qui suspend l'auto en l'air donc) qui est à comparer aux ressorts hélicoïdaux (ou pneumatiques) et aux barres de torsion intégrées dans les essieux semi-rigides.

Il n'y a généralement pas d'amortisseur associé à ce type de suspension en raison de l'âge avancé des autos qui emploie cette technique. Le résultat est que les autos ont tendance à rebondir lors des plus grosses compressions ...

Montage longitudinal ou transversal : deux architectures distinctes

Il existe en réalité deux grandes façons d’implanter un ressort à lames sur un véhicule : en position longitudinale ou en position transversale.

Le montage longitudinal est le plus courant historiquement. Les lames sont orientées dans le sens de la marche, avec une lame par côté d’essieu. Dans cette configuration, le ressort ne se contente pas d’assurer la fonction élastique. Il peut également reprendre une partie des efforts longitudinaux (accélération et freinage) et parfois contribuer au guidage de l’essieu rigide. Cela permet de simplifier fortement l’architecture du train arrière en réduisant le nombre de bras de liaison.

Le montage transversal, plus rare, place une lame unique perpendiculairement à l’axe de marche, reliant les deux roues d’un même essieu. Ici, la lame joue uniquement le rôle d’élément élastique, le guidage étant assuré par des bras dédiés. Cette architecture permet un gain de compacité verticale et parfois un abaissement du centre de gravité, mais elle reste marginale sur les voitures grand public.

Quelques notions techniques chiffrées

La rigidité d’un ressort à lames dépend de plusieurs paramètres : la longueur de la lame, sa largeur, son épaisseur et le nombre de lames empilées. La raideur théorique est proportionnelle au module d’élasticité de l’acier (environ 210 GPa) et à l’épaisseur au cube, ce qui signifie qu’une faible augmentation d’épaisseur augmente fortement la rigidité.

Sur un véhicule utilitaire léger, un essieu arrière à lames peut supporter entre 800 et 1500 kg de charge. Sur une voiture particulière ancienne, on était plutôt autour de 400 à 800 kg par essieu. Cette capacité de charge importante explique leur longévité sur les véhicules destinés au transport.

Les versions multi-lames génèrent également un frottement interne entre les différentes feuilles d’acier. Ce frottement crée un léger effet amortissant naturel, mais il rend aussi la réponse moins progressive qu’un ressort hélicoïdal moderne.

Déclin des ressorts à lames dans les voitures modernes

Les raisons du déclin des ressorts à lames dans les voitures modernes sont multiples :

• Efficacité : ce type de ressort est moins subtil et efficace que les hélicoïdaux
• Espace et poids : Les ressorts à lames, en particulier les configurations multi-lames, sont relativement lourds et encombrants. Les constructeurs modernes, cherchant à optimiser l'espace et à réduire le poids pour améliorer l'efficacité énergétique et les performances, préfèrent des solutions plus compactes et légères.
• Polyvalence : Les systèmes de suspension modernes offrent une plus grande flexibilité dans leur conception, permettant aux ingénieurs d'optimiser la suspension pour des critères spécifiques tels que le comportement, le confort, ou la capacité de charge, chose moins réalisable avec les ressorts à lames traditionnels.

Le principal point faible du ressort à lames reste sa précision cinématique. Une suspension moderne multibras permet de contrôler finement les variations de carrossage et de pincement lors des compressions. Avec une lame longitudinale, ces variations sont moins maîtrisées, ce qui limite la finesse de comportement en virage.

Autre élément important : la masse non suspendue. Sur un montage à essieu rigide avec lames, le ressort est directement solidaire de l’essieu. L’ensemble mobile est donc plus lourd, ce qui pénalise le confort et l’adhérence sur route dégradée.

Enfin, l’encombrement longitudinal est supérieur à celui d’un ressort hélicoïdal compact. Sur une voiture moderne où chaque centimètre compte pour l’habitabilité et le coffre, cela devient un facteur déterminant.

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