Technique : La dérive

le 03/08/2005

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La dérive est la variation de trajectoire du véhicule due à la déformation transversale que subissent les pneumatiques quand ils sont soumis à l'action d'une force latérale.

En pratique, cette force peut avoir diverses origines : vent latéral, force centrifuge en virage, dévers de la chaussée ou bien inclinaison de la roue (carrossage). Sur la figure 1 on remarque la déformation de l'aire de contact du pneu sous l'effet de la force transversale T. La trajectoire décrite (2) n'est plus identique à celle choisie par le conducteur. L'angle a, formé par le plan de la roue (1) et la tangente à la trajectoire définitive (2), est appelé angle de dérive (si la force T est constante, la trajectoire 2 est également une droite). La valeur de l'angle a dépend de la résistance à la dérive du pneu et aussi de la conception du véhicule (position du centre de gravité, du centre de poussée, charges sur les essieux, types de suspensions, etc.).

Théoriquement, la stabilité d'un véhicule est d'autant plus élevée que l'angle de dérive est plus petit, mais, dans l'état actuel des techniques de construction du pneumatique et du véhicule, il y a une limite à la réduction de l'angle de dérive.

En effet, un angle de dérive nul présupposerait un pneumatique absolument rigide dans le sens transversal, ce qui aurait une incidence néfaste sur ses qualités de confort et d'adhérence et empêcherait toute progressivité des réactions transversales, celle-ci étant indispensable pour éviter des sollicitations instantanées brutales au dérapage, qui se traduiraient par de brusques à-coups pour les passagers.

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Les paramètres qui ont le plus d'influence sur la dérive d'un pneumatique sont les suivants :

- La pression de gonflage : pour une charge déterminée, la dérive augmente quand la pression de gonflage diminue, parce que le pneumatique, de plus en plus écrasé, tend à se déformer davantage dans le sens transversal pour une même poussée axiale ;

- La charge : quand la pression de gonflage reste constante, la dérive augmente avec la charge pour des raisons analogues à celles qu'on a déjà indiquées pour la pression ;

- L'intensité de la poussée : en augmentant. elle fait augmenter la dérive jusqu'à la limite maximale au-delà de laquelle se manifeste le phénomène de perte d'adhérence ;

- La vitesse : la force centrifuge exerce une poussée qui varie en raison directe du carré de la vitesse et en raison inverse du rayon de courbure de la trajectoire suivie ;

- Le type de carcasse du pneumatique : la dérive est plus grande pour les structures classiques que pour les structures radiales;

- La largeur de la jante : elle permet d'augmenter la surface de contact et, normalement, sa rigidité transversale, ce qui, en fin de
compte, diminue la dérive.

Pour mettre en évidence l'influence de la dérive sur le comportement du véhicule en mouvement, on supposera la force transversale T appliquée également sur les essieux avant et arrière, ceux-ci supportant une même charge P. Pour une dimension, un type de pneumatique et une longueur de jante donnés, ceci revient à faire dépendre la dérive d'un seul paramètre : la pression de gonflage.

MOUVEMENT RECTILIGNE (poussée axiale constante)

Soit [a] et [&] les angles de dérive respectifs des pneumatiques avant et arrière, examinons les divers cas qui peuvent se présenter :

[a] > [&] (pneumatiques arrière plus gonflés qu'à l'avant pour une même charge). La dérive de l'essieu avant est supérieure à celle de l'essieu arrière. Le véhicule a tendance à virer vers la droite (fig. 2), ce qui donne naissance à une force centrifuge F de direction opposée à la force perturbatrice T et qui en diminue les effets.

- La voiture est stable : pour conserver la direction initiale, il suffira de braquer légèrement pour compenser l'effet de la dérive.

[&] > [a] (pneumatiques moins gonflés à l'arrière qu'à l'avant pour une même charge). La dérive de l'essieu avant est supérieure à celle de l'essieu arrière. La voilure tend à virer à gauche (fig. 3) et donne naissance à une force centrifuge F qui, étant de même sens que la force perturbatrice T, en amplifie les effets.

- La voiture est instable : elle tend à se mettre en travers, et la correction pour conserver la trajectoire initiale comportera un contre-braquage ; opération certainement moins facile que la précédente.

[a] = [&] (pneumatiques arrière et avant gonflés à la même pression et charge égale). Le véhicule subit un déplacement dans le sens de T (translation transversale) en se maintenant parallèle à lui-même et suivant une trajectoire rectiligne faisant un angle a avec la trajectoire initiale.

Pour annuler cette déviation transversale le conducteur sera obligé de corriger continuellement la trajectoire suivie, en braquant les roues dans le sens opposé à celui de la dérive.

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MOUVEMENT CURVILIGNE (la force T est constituée par la force centrifuge qui prend naissance en virage).

[a] > [&] : le véhicule suit une trajectoire de rayon supérieur à celui qui correspondrait à l'orientation des roues avant. La voiture est sous-vireuse et tend à « sortir du virage » (trajectoire 3).

[&] > [a] : le véhicule suit une trajectoire de rayon plus petit que celui qui correspondrait à l'orientation des roues avant. La voiture est survireuse et tend à « rentrer » à l'intérieur du virage (trajectoire 2 ).

[a] = [&] : la voiture est neutre et, de fait, elle peut devenir sous-vireuse ou survireuse suivant la charge. Cette condition constitue un inconvénient pour le conducteur qui, habitué à un certain genre de conduite, trouve des difficultés à en changer continuellement en fonction des circonstances.

Tout ce qui précède amène à conclure que, pour qu'une voiture soit stable, il faut que la résistance à la dérive de l'essieu arrière soit supérieure à celle de l'essieu avant, ou, en d'autres termes, que l'angle de dérive des roues avant soit plus grand que celui des roues arrière.

Cette différence de dérive s'obtient par une différence de pression entre les pneumatiques avant et arrière, en ce sens que la pression de base étant établie en fonction de la charge, les
pneumatiques arrière devront être convenablement surgonflés (ordre de grandeur : 0,2 à 0,3 kg/cm2) pour réduire leur dérive.

En pratique, il est indispensable que, pour conserver les caractéristiques de stabilité propres à la voiture dont ils se servent et aux pneumatiques qui l'équipent. les automobilistes observent les conseils suivants :

- Utiliser les pressions de gonflage prescrites par le constructeur et les contrôler fréquemment (elles tiennent directement compte de tous les facteurs qui peuvent influencer la stabilité et, par conséquent, la tenue de route) :

- Dans le cas où des utilisations particulières amèneraient à modifier les pressions préconisées. consulter le fabricant de pneumatiques avant de le faire Iles nouvelles pressions devront conserver l'écart de pression entre les pneumatiques avant et arrière qui existait initialement) :

- Faire particulièrement attention, quand on monte la roue de secours, à gonfler correctement le pneumatique (il est souvent insuffisamment gonflé)

- Consulter également les fabricants de pneumatiques dans le cas d'un remplacement des pneumatiques d'origine par d'autres de type différent. Il existe des tableaux d'équivalence entre les marques.

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