Le freinage

Théorie : Du maître cylindre aux disques en passant le liquide, les durites et les plaquettes, le système de freinage est un point crucial quand on commence à utiliser sa voiture de façon intensive, voire plus. Je fais quelques rappels théoriques et pratiques afin de vous guider au bon choix de composants pour vos freins.

Sommaire :

 

 

1 - Les canalisations

Il y a deux types de canalisations sur nos autos : les rigides qui longent la carrosserie et les souples qui relient les rigides aux parties mobiles. C'est ces dernières qui peuvent se dilater sous l'effet du réchauffement du liquide de frein. Du coup, la course de la pédale augmente et le dosage devient moins "fin".

Amélioration : les durites tressées en inox.

Le remplacement des durites s'effectue avant la purge du circuit, bien évidemment.

Voir l'article consacré à la pose de durites renforcées.

 

2 - Le liquide

Il transmet la pression exercée sur la pédale depuis le maître cylindre, par les durites jusqu'aux cylindres récepteurs qui écartent les plaquettes contre les disques ou les segments contre les tambours.

Il est caractérisé par sa classification DOT en ce qui concerne les liquides standards, à base de polyglycols. Cette classification regroupe plusieurs exigences telles que la lubrification des parties mobiles internes, la miscibilité avec d'autres produits du même type, la compatibilité avec tous les matériaux à sont contact (joints, métaux,...). Les performances entrent aussi dans cette classification, avec surtout, la température d'ébullition à sec, la température d'ébullition"humide" et la viscosité. Le DOT va de 3 à 5.1, du moins au plus performant:

  • la température d'ébullition à sec porte bien son nom : là température à partir de laquelle la chaleur de part le frottement des plaquettes sur le disque fait bouillir le liquide ;
  • la température d'ébullition humide : ces fluides synthétiques à base de polyglycols, absorbent l'humidité de l'air. L'eau (qui bout à 100° !) abaisse la température d'ébullition du liquide. C'est une des raisons pour lesquelles il faut changer de liquide régulièrement ;
  • la viscosité est mesuré à -40°C : plus elle est basse, mieux le liquide circule dans le circuit, plus souple est le freinage.
DOT
3
4
5.1
Point d'ébullition sec mini (°C)
205
230
260
Point d'ébullition humide mini
140
155
180
Viscosité à -40° C (mm²/s)
1500
1800
900

 

Attention :

  • un liquide avec une température d'ébullition sec de plus de 260° peut être classé DOT3 si un des deux autres critères est trop faible. Exemple : le AP550 avec un point d'ébullition à 290°C est classé DOT3. Il convient parfaitement à une utilisation intensive sur route.
  • veilliez à la miscibilité des produits entre eux : un produit non miscible nécessite une purge complète du circuit !

Améliorations :

  • utiliser du liquide plus constant dans les hautes températures, avec un DOT de 4 ou plus ;
  • vidanger votre liquide de frein tous les ans ;

La purge

Dans le cas de remplacement du liquide par un autre compatible (miscible), il n'est pas nécessaire de nettoyer complètement le circuit. Le nouveau liquide va chasser l'ancien dans les durites. A la sortie, vous verrez la différence des deux par la couleur plus claire du nouveau.

La méthode du pompage :

  • nettoyer les vis de purge avec une brosse métallique ;
  • commencer par installer un bidon équipé d'un tuyau sur la vis de purge de la roue arrière droite ; le flexible trempe dans du liquide de frein afin d'éviter un retour d'air dans le circuit ;
  • débloquer la vis de purge d'un quart de tour (avec une clé à oeil pour éviter les dérapages) ;
  • un assistant enfonce la pédale de frein pour expulser le liquide : il va en bout de course de pédale, sans appuyer trop fort ;

  • resserrer la vis de purge avant que l'assistant ne relève doucement le pied du frein : aucune bulle d'air ne doit "remonter" dans le tuyau ;
  • ainsi de suite : appui sur la pédale, déblocage puis blocage ;
  • répétez cette opération jusqu'à l'arrivée du liquide neuf sur cette roue, puis bloquer la purge ;
  • veiller à garder le bocal bien rempli avant de passer, dans l'ordre, à la roue AR gauche, roue AV droite puis roue AV gauche (de la durite la plus longue à la plus courte en commençant par le train AR).

La méthode de la chambre à air : elle est utile lorsque vous vidangez seul, sans assistant(e) !

Il s'agit d'exercer une pression d'air directement dans le bocal qui va chasser le liquide de frein. On utilise une chambre à air de vélo coupée, avec sa valve et bouchée à une extrémité.

  • bien remplir le bocal ;
  • enfiler la chambre à air sur l'orifice du bocal ;
  • gonfler la chambre sans excès : de toute façon, entre chaque purge, vous devrez l'enlever pour remettre du liquide et regonfler ;
  • ouvrir les vis de purge comme dans la méthode du pompage ;
  • contrôler régulièrement le niveau dans le bocal et regonfler la chambre entre chaque purge.

 

Dans le cas d'un produit non miscible (c'est indiqué sur l'étiquette du bidon) il est nécessaire de nettoyer complètement le circuit lorsque vous décidez de remplacer votre liquide. Pour ce faire, il faut utiliser de l'alcool à brûler pour rincer l'ensemble.

  • la procédure de nettoyage est la même que lors d'une purge : on fait circuler l'alcool jusqu'à ce qu'elle coule propre ;
  • il faut a peu près 1 litre pour assurer un parfait nettoyage ;
  • remplir le circuit avec le nouveau liquide en procédant comme décrit ci dessus.

 

 

Après ces opérations, la pédale ne doit pas s'enfoncer d'un pouillème lors comme appuie dessus comme une brute. Vous voilà avec une bonne base pour passer aux étapes suivantes.

 

3 - Les plaquettes de freins

Rassurez vous, je ne vais pas vous expliquer son rôle ! Ni qu'il existe d'autres alternatives aux plaquettes d'origine, destinées à une utilisation plus sévère en compétition. Dans cette gamme de produits pour la compétition, on trouve différents produits avec des applications qui leurs sont propres :

Marque / modèle
caractéristiques
applications
prix €*
Ferodo DS 2500
coef. friction 0.50, efficace à froid, moins résistante à la température que la 3000, peu agressive pour le disque
polyvalente : voitures légères, tourisme, rallye, circuit
83
Ferodo DS 3000
coef. 0.62, nécessite un temps de chauffe, mordant initial très fort, constante dans les hautes températures
compétition, tourisme sportif
98
Ferodo 4003
coef. friction 0.48, adaptés aux véhicules très légers type monoplace, mordant exceptionnel,
compétition sur circuit, la plus utilisée en Formule 3
95

Pagid RS 4.2 (bleu)

coef. friction 0.51, nécessite un rodage minutieux
rallye, circuit
/

Pagid RS 4.4 (rouge)

très bonne friction même à basse température
rallye, circuit
/
Mintex M 1144
efficace à froid, pré-rodée en usine, course de pédale constante
utilisation sportive, GrN et GrF
56
Carbo Metalic CM5183 très haut niveau de friction quelque soit la température, nécessite des disques non percés exclusivement compétition, contrôle régulier des disques
135
Sparco R-61
efficacité constante quelque soit la température, coef. 0.62
adaptée à la compétition en GrN
93

* tarifs à titre indicatif.


Amélioration :

  • utiliser des garnitures polyvalentes, efficace même a froid. Sur les modèles "racing", il faut procéder au rituel du préchauffage des garniture et ne pas arriver au premier stop en pensant s'arrêter sur place. Un temps d'élévation de la température est nécessaire pour obtenir le mordant voulu ;
  • l'utilisation de plaquettes très tendres ne se justifie que dans le cas d'utilisation de pneus slicks ; en effet, le freinage sera bien au-delà des capacités d'adhérence des pneus de série. La limite de ralentissement est liée à la limite d'adhérence du pneu ;
  • le remplacement des plaquettes ne sert à rien s'il n'est pas associé à un remplacement du liquide de frein par du haute température : leur coefficient de frottement entraîne un échauffement du liquide.

Procédure de remplacement : dépose

  • la pose de plaquettes neuves peut faire remonter le liquide dans le bocal : en retirer avec une seringue si nécessaire ;
  • dépose de la goupille de retenue de la clavette ;

  • retirer la clavette ainsi que les "ressorts anti vibrations" placés sur chacune des deux plaquettes ;

  • repousser le piston en plaçant un tournevis entre le piston et le dos de la plaquette en prenant garde de ne pas endommager le joint du piston ;
  • débrancher le fil témoin d'usure ;
  • les plaquettes peuvent être retirées : noter le sens de montage de la plaquette a gauche ou a droite du disque.

Repose des plaquettes neuves :

Précautions à prendre : j'ai pris l'habitude de roder les plaquettes avant montage en les frottant sur un morceau de toile abrasive (propre) pour les déglacer. En effet, la couche supérieure étant plus dure à cause de la "cuisson" des matériaux de friction, ce sera autant de temps de gagner pour le rodage.

De plus, je nettoie les disques avec un produit type Acétone afin de bien le débarrasser de l'ancien matériau de friction qui pourrait être incrusté dans les rainures du disque. On ne sait jamais, les imcompabilités de matériaux ...

  • la pose s'effectue dans l'ordre inverse de la pose : on place les plaquettes, on repose les ressorts antivibration, la clavette et sa goupille et le câble du témoin d'usure.
  • actionner la pédale de frein pour remettre le piston à sa place ;
  • vérifier le niveau de liquide de frein.

Le rodage : il est nécessaire pour éviter de détériorer la garniture par une surchauffe. Si il n'est pas fait, le premier freinage violent peu entraîner un glaçage dans le meilleur des cas jusqu'à un décollement de la garniture de son support si la plaquette neuve a le malheur d'accrocher fort le disque.

Procéder par pression avec le pied gauche (attention, ce pied est habitué à débrayer violemment !) en roulant à allure raisonnable. La température monte de manière progressive ; on doit laisser un temps de refroidissement entre chaque sollicitations sans freiner. Veiller à ne pas procéder à un rodage en pleine circulation.

Mintex prévient l'utilisateur que 300 km sont nécessaires avant d'obtenir le meilleur de sa plaquette M1144 ; cela ne veut pas dire qu'elle ne freine pas durant cette période...

 

4 - Les disques

Depuis les disques de série jusqu'aux modèles en carbone, il en existe une très grande variété. Le choix va se faire en fonction du budget, du type d'utilisation, de la catégorie (en compétition), de la place disponible dans la roue et de votre motivation à changer l'étrier dans les cas extrêmes.


Amélioration :

Les contraintes sur le disque dépendent directement de l'efficacité des plaquettes. Le matériaux de série risque donc d'être dépassés par un matériau de plaquette trop performant pour lui. La solution est de passer à des disques plus performants :

  • disques "GrN" de forme et de diamètre identiques à l'origine : traitement thermiquement pour supporter l'échauffement, équilibrage soigné ;
  • disques percés : meilleure ventilation, évitent le glaçage de la plaquette en agissant comme une râpe, évacuation de la poussière ;
  • disques rainurés : évacuation de l'eau, évacuation des particules, effet de râpe ;
  • disques rainurés et percés : cumulent les avantages cités ci-dessus !

Dans la pratique, ces techniques apportent des avantages mais la fabrication doit être minutieuse pour que les trous ne forment pas des criques et que les rainures encaissent les contraintes sans créer une amorce de fêlure. Leur nombre et leur orientation ne sont pas fait à la perceuse, au hasard, sur un coin d'établi.

Exemple de ce qui peut arriver :

Quelques tarifs :

Kit pour 205 Rallye (identique 1,6 GTI)
prix €*
Disques Brembo type GrN Ø247 ép20
75
Disques rainurés percés Ø247 ép.20
155
Kit disques Ferodo GrN Ø247 ép.20 + plaquette DS2500 + liquide Hte Température
125
Kit disques rainurés Ø286 + étriers 6 pistons pour jantes de 15"
250

* tarifs à titre d'exemple indicatif.

Procédure de remplacement : dépose :

  • déposer les plaquettes (voir ci-dessus)
  • démonter le support d'étrier en retirant les 2 vis de maintien
  • déserrer les 2 vis cruciformes qui maintiennent le disque. Bien souvent, elles sont grippées et on a vite fait de rectifier l'empreinte. Alors, soyez patient, utiliser du dégrippant que vous laissez agir.
  • retirer le disque

Repose des disques :

  • veillez à monter le disque dans le sens indiqué sur la notice.
  • on peut choisir de placer les stries dans l'autre sens, favorisant l'extraction des particules au détriment du mordant du freinage : voir schéma pour une roue gauche.
Favorise le mordant  
  Favorise l'évacuation des particules
  • placez les vis neuves de fixation qui sont couvertes de frein-filet. Serrez sans forcer ; elles ne sont là que pour assurer le positionnement, la fixation du disque se fait par la roue qui le bloque contre le moyeu.
  • remonter étrier et plaquettes qui doivent être neuves.
  • rodez le tout comme décrit dans le chapitre consacré aux plaquettes.

Vous voilà avec un freinage au top de ses possibilités en configuration d'origine. Pour améliorer encore tout ça, il faut augmenter les diamètres des disques à l'avant. Or, il est impossible de passer des disques d'un diamètre supérieur à 247mm sans modifier les étriers. Là, il s'agit d'une opération qui n'est pas à la portée de tous parce que l'erreur est interdite : il y a danger !

Pour le train arrière, l'étape suivante peut être l'adaptation de disques de 205 GTI 1l9. La modification la plus simple est de monter directement un train arrière complet. Vous trouverez sur le site JSO la façon de procéder : train ar GTI .

Vous avez certainement des compléments sur ce sujet, n'hésitez pas à m'en faire part.