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Dernière modification 02/08/2023

Suspension active et semi-active : fonctionnement



De plus en plus fréquentes sur les modèles haut de gamme (et de moins en mois fréquente sur les Citroën ...), les suspensions actives et semi-actives ont pour but d'améliorer le confort (surtout pour les actives) et de moduler le tarage de suspension à la demande. Voyons donc les principales technologies existantes.


A lire aussi : fonctionnement de la suspension "classique".

Petits rappels

Un gaz peut être comprimé mais pas un liquide (sauf pression extrême, car tout se compresse ... Même le diamant. Cf étoile à neutron), on ne peut donc pas espérer obtenir une suspension se basant sur du liquide uniquement.
Un dispositif de suspension se compose d'un amortisseur (piston) et d'un ressort qui peut alors être remplacé par un coussin gonflable dans le cas d'une suspension pneumatique. Le ressort (ou coussin) s'occupe de suspendre d'auto en l'air alors que l'amortisseur (le piston) s'occupe de contrôler le débattement en vitesse (évite donc au ressort de rebondir quand il est sollicité, mais cela permet aussi de gérer le tarage de suspension pour avoir de la raideur ou de la souplesse). Il amortit donc la vitesse de débattement en compression et en détente, d'où son nom d'amortisseur.


Différence entre suspension active et semi-active

Dans le cas d'une suspension active, la dureté des suspensions peut être modifiée mais on peut aussi moduler la hauteur de caisse (et dans les systèmes les plus évolués chaque roue est contrôlée individuellement). La suspension peut donc empêcher le tangage en virage mais aussi relever le niveau si vous chargez trop votre auto (évite d'avoir l'arrière trop rabaissé, ce qui améliore l'équilibre et donc la sécurité). Bref, le contrôle d'assiette (effectué par l'électronique) est parfait !
Dans le cas d'une suspension semi-active, seul le tarage des amortisseurs peut être modifié.
Dans les deux cas, la suspension est gérée par un calculateur électronique qui va à la fois gérer l'ouverture ou la coupure de certaines sphères du système, ou même jouer sur le niveau du liquide hydraulique. Le calculateur a besoin d'informations provenant de différents capteurs pour fonctionner (ils sont comme ses yeux) comme l'angle de braquage du volant, la vitesse de l'auto, débattement des suspensions ... Bref, toutes les variables physiques utiles pour modifier les paramètres de la suspension. Si un des capteurs ne fonctionne plus, le calculateur n'a plus suffisamment d'informations pour faire fonctionner correctement la suspension (il ne peut pas fonctionner à l'aveugle).


Suspension hydropneumatique (suspension active)

Ce système intègre un circuit hydraulique mais l'amortissement est faite par un gaz : l'azote. C'est Citroën qui a inventé le procédé sur la légendaire DS. Depuis le système s'est amélioré mais le principe reste le même.


Notez que la disposition peut être différente, il s'agit d'une illustration sommaire. Les sphères peuvent être non solidaires de l'amortissement hydraulique sachant que d'autres sont disposées sur sur le circuit pour pouvoir moduler la rigidité de la suspension (mode sport).

1 : il s'agit d'une membrane souple qui cloisonne le liquide de l'air (ou plutôt de l'azote).

2 : Il s'agit de la partie supérieure de la sphère qui intègre l'azote sous pression. C'est lui qui remplace le ressort d'un amortisseur classique.

3 : le bas est un piston d'amortisseur quasiment classique, son rôle est de limiter la vitesse de débattement et donc que l'auto rebondisse sur les bosses.

A lire aussi :

 

Suspension pneumatique (suspension active)


Ce système ressemble beaucoup à l'hydropneumatique mais se contente d'air uniquement.
A lire aussi : fonctionnement de la suspension pneumatique en détails.


Ici, l'exemple reprend la disposition d'une suspension arrière de C4 Picasso, l'amortisseur est situé à côté des coussins d'air (ils sont encastrés dans le cas d'une Airmatic de Mercedes mais le principe ne change pas). Cette disposition n'est pas la même sur un train avant o il y a peu de place.





Notez que les coussins peuvent travailler avec des amortisseurs pilotés dans certains cas. Ici, il s'agit de simples amortisseurs dont le tarage ne change pas.

Le coussin s'occupe d'atténuer les chocs et suspendre la voiture tandis que l'amortisseur (piston) limite l'effet rebond tout en favorisant la tenue de route (il contrôle la vitesse de débattement). Notez que cette disposition arrière existe aussi pour les suspensions classiques, un ressort remplace donc le coussin gonflable (on est généralement habitué à les voir solidaires, le ressort entourant le piston). Prenez aussi en compte qu'il existe d'autres dispositions que sur le schéma du dessus, comme on peut le voir sur la Mercedes du bas.
Ici c'est donc encore l'air qui sert à absorber les chocs, mais à la différence de l'hydropneumatique, c'est de l'air que l'on injecte ou retire au lieu d'un liquide. On peut donc aussi faire varier la tarage (dureté) des suspensions mais aussi leur hauteur (garde au sol).
Les qualités et défauts sont à peu près les même que sur l'hydropneumatique.

Exemple : Mercedes Airmatic


Magic Body Control (Mercedes) qui utilise la suspension pneumatique à air Airmatic

Notez que Mercedes a poussé le "vice" (dans la Classe S) jusqu'à faire analyser la route par des caméras. Quand l'ordinateur détecte des bosses, il rend la suspension plus souple en une fraction de seconde ... C'est ce qu'on appelle Magic Body Control

Suspension semi active (amortissement piloté)

Il suffit de réguler de manière mécanique le débit des valves dans le piston afin de durcir l'amortissement. Cette sorte de valve est alors contrôlé par l'électronique, on peut alors obtenir plusieurs réglages d'amortissement selon la positionnement de ces valves. Plus elles laissent du liquide passer rapidement d'un compartiment à l'autre, plus la suspension est souple (et vice versa). On peut alors obtenir un mode confort ou sport. A noter qu'il s'agit du moyen le plus économique d'obtenir une suspension semi-active et que ce principe est utilisé que la Golf 7 DCC.
Il s'agit ici de ne piloter que les amortisseurs et non pas les ressorts de suspension comme peut faire l'air d'une suspension pneumatique. De plus, une suspension active pneumatique peut aussi intégrer en plus un amortissement piloté. C'est le cas sur l'Airmatic : les coussins d'air s'occupent de la suspension et des amortisseurs pilotés s'occupent de l'amortissement (ils sont donc variables au niveau du tarage car pilotés).

Schéma théorique
 
Le calculateur fait fonctionner les solénoïdes de différentes manières pour influer sur le tarage. Plus ils laissent passer d'huile facilement, plus l'amortissement est souple, et vice versa ... Il y a plusieurs manières de faire, notamment avec le magnétisme (Audi Magnetic Ride). De plus la disposition indiquée sur le schéma peut-être totalement différente dans les faits.

1 : les petites barres bleues sont les valves permettant au liquide de passer en haut et en bas (lorsque la suspension travaille). Sur des suspensions classiques elles fonctionnent toujours de la même manière. Ici, elles sont pilotées par l'électronique ce qui permet de faire varier le débit possible, engendrant ainsi une suspension plus ou moins souple. Notez qu'ici ce n'est pas du tout un gaz (suspension pneumatique) qui s'occupe de suspendre mais bel et bien un ressort, tout ce qu'il y a de plus classique.

+ Plusieurs modes de conduite (confort et sport)
+ Comportement accru en réduisant le tangage
+ Moins chère et lourde que les suspensions actives

- Pas active
- Pas de possibilité de régler la hauteur de caisse
- Confort moins bon que sur la pneumatique (un ressort sera toujours moins bon qu'un coussin d'air). L'assiette ne peut pas être aussi bien corrigée.

 

Exemple : Audi Magnetic Ride

Suspension électromagnétique (suspension active)

C'est ici un électro-aimant qui fait fonctionner la suspension un peu comme dans une enceinte audio. Je rappelle qu'un électro-aimant est un aimant alimenté par de l'électricité, on peut alors modifier la force de l'aimant en jouant sur l'intensité du courant. Sachant que les aimants peuvent se repousser, il suffit d'utiliser ce paramètre pour s'en servir de suspension. C'est Bose qui l'a inventé et son utilisation reste très rare.

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