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Comment régler une voiture ?

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Comment régler une voiture ?



Certains jeux de simulation automobile, les meilleures, vont encore plus loin dans le réalisme en proposant divers réglages à effectuer sur la voiture : répartition du freinage, parallélisme, pince et carrossage, étagement des rapports de boites à vitesse, appui aérodynamique, dureté et débattement de la suspension, etc, etc
Dans ces jeux, la maîtrise des réglages et souvent une condition nécessaire à une bonne progression. C'est le cas par exemple dans Need For Speed Porsche 2000, que nous sommes en train de tester. Malheureusement la documentation est souvent indigente voire inexistence et les joueurs ne retrouvent souvent à agir sur les réglages au pifomètre.
Voici dans ce premier chapitre sur les réglages une premières série de notions qui pourront vous êtres très utiles.


Plan de ce chapitre



Régler le freinage

La dynamique du freinage
 Notions de base
 Régulation du freinage : dispositifs mécaniques et électroniques
 Comportement au freinage
Répartition du freinage
 En fonction de la voiture (traction, propulsion, intégrale...)
 En fonction du terrain
 En fonction du style de conduite

Appui aérodynamique


Notions d'appui aérodynamique et de portance
L'appui aérodynamique en automobile
Becquets, jupes, ailerons et spoilers
Réglage des dispositifs aérodynamiques : point trop n'en faut

Le carrossage

La chasse

Le parallélisme


 

**************


Régler le freinage



La dynamique du freinage

Notions de base

Lorsque l'on freine il y a transfert de charge de l'arrière vers l'avant de la voiture. Le train avant est donc surchargé et s'écrase tandis que le train arrière est délesté et se soulève.
Autrement dit, l'adhérence est renforcée sur les pneus avant et au contraire affaiblie sur les pneus arrière.
C'est pourquoi la répartition du freinage entre l'avant et l'arrière est rarement équilibrée. Le freinage doit être plus fort voire beaucoup plus fort à l'avant. Sur les voitures de série, l'essieu avant supporte couramment de 60 à 80% de l'effort de freinage. Si ce n'était pas le cas, les roues arrière se bloqueraient, mettant en péril la stabilité de la voiture.



Au freinage l'avant s'écrase, accentuant l'adhérence ; à l'arrière, c'est l'inverse...


Régulation du freinage : dispositifs mécaniques et électroniques

Aujourd'hui, toutes les voitures sont équipées de systèmes régulant la pression exercée sur les freins arrière, afin d'éviter le blocage des roues arrières. Les plus simples sont mécaniques. Ce sont des systèmes constitués de pistons et de clapets, dont le but est de limiter la pression exercée sur les freins. Ces systèmes sont efficaces en conduite courante mais n'empêchent pas toujours le blocage des roues motrices en conduite sportive. Ce sont principalement les réglages de ces dispositifs qui permettent de faire varier la force du freinage. Réglages effectués au garage.
Les plus complexes sont toujours mécaniques mais régulés électroniquement. On parle en français de répartiteur Electronique de Freinage (REF) ou an anglais d'Electronic Brakeforce Distribution (EBD). Ces systèmes équipent à présent toutes les voitures d'une certaine gamme et ils sont généralement associés à un système ABS.
Ces systèmes de pilotage des freins rendent les voitures beaucoup plus sûr pour Monsieur tout le monde, mais ils sont incompatible avec une conduite sportive. C'est pourquoi ils n'équipent jamais les voitures de courses. En simulation, lorsqu'un ABS et/ou un REF sont simulés, il faut les désactiver. Ou s'ennuyer !

Comportement au freinage

Une voiture dont le freinage est trop répartie sur l'avant devient sous-vireuse au freinage et elle aura du mal à tourner tout en freinant. Inversement, si le freinage est trop répartie sur l'arrière, la voiture sera sur-vireuse au freinage et l'arrière aura tendance à partir, surtout sur une propulsion.
En conduite sportive, réduire la force de freinage appliquée à l'avant d'une traction peut-être un bon moyen d'améliorer la capacité de la voiture à tourner en virage serré, le gros point faible de ce type de voiture. Inversement, sur une propulsion à moteur arrière il peut être intéressant de forcer un peu sur l'avant pour réduire le caractère très sur-vireur de la voiture.



 

Réglage de la répartition du freinage

Certaines simulations proposent des réglages de la répartition du freinage. En plus des notions générales vues ci-dessus, voici quelques autres informations qui vous seront certainement utiles pour faire de meilleurs choix de réglage.

Plusieurs facteurs doivent être pris en compte pour régler la répartition du freinage : votre style de conduite, le type de votre voiture  (traction, propulsion ou intégrale), la position de son moteur (avant, centrale ou arrière) et enfin la route que vous aurez à parcourir.


Type de voiture

Sur une traction il faut privilégier fortement le freinage des roues avant (70 à 80%) car le poids de la voiture est beaucoup plus important à l'avant. Le lestage du train avant sera fortement accentué au moment du freinage.
Attention toutefois à ceci : c'est aussi sur le train avant que le frein moteur va s'appliquer. Si en conduite sportive au moment ou vous freinez fortement vous rétrogradez, le frein moteur risque d'accentuer trop le freinage et bloquer les roues. D'où perte d'adhérence, sous-virage et "tirage tout droit".

Si la voiture est une propulsion, c'est l'inverse mais il faut tenir compte de la position du moteur. Sur une Porsche 911, propulsion à moteur arrière en porte-à-faux, c'est l'arrière de la voiture qui est lourd. Il faut donc accentuer la répartition du freinage sur l'arrière. Disons de 40% à 50% sur l'arrière.
Si la voiture est une propulsion à moteur placé à l'avant ou en position centrale il conviendra de moins charger l'arrière. Disons que 30 à 40% sur l'arrière parait une bonne fourchette.
Comme l'essieu arrière va supporter le frein moteur cette fois, il y aura risque accentué de blocage des roues au moment d'un freinage brutal associé à un rétrogradage. Avec un risque très élevé de voir le train arrière partir en ballade.

Si la voiture est une quatre roue motrice, 40% sur l'arrière et 60% sur l'avant est le point autour duquel il faudra jouer. Sur ce type de voiture il y a beaucoup moins de risque de blocage des roues par le frein moteur.

En résumé

Traction avant : ++ à +++ sur l'avant
Propulsion à moteur arrière : neutre ou + sur l'avant
Propulsion à moteur avant : + à ++ sur l'avant
Propulsion à moteur central : + à ++ sur l'avant
Quatre roues motrices : + à ++ sur l'avant


Prise en compte du terrain

Le terrain enfin : si la voiture doit évoluer sur une route dégradée, le soucis sera d'éviter le blocage des roues motrices. Il est donc préférable pour une propulsion de ramener un peu le freinage vers l'avant et pour une traction, l'inverse.

Si la route est en bon état, large, avec des courbes amples et rapides on aura intérêt à ne pas effectuer de correction par rapport aux réglages moyens standards.

Si la route est en bon état mais comporte beaucoup de courbes serrées il y aura intérêt à accentuer le caractère sur-vireur de la voiture en augmentant un peu la force de freinage sur l’arrière.


Style de conduite

Personnellement j'ai toujours des trajectoires très propres ; je limite au maximum les transferts brutaux de charge et je glisse le moins possible. C'est la conduite des karts de compétition qui m'ont  imprimé ce style. Au début j'adorais glisser et contre-braquer pour tenir mon kart. Mais on me l'a dit et seriné : "tu glisses donc tu perd du temps. Il ne faut pas glisser si tu peux l'éviter". J'ai bien retenu la leçon.
Si j'avais acheté un kart cross plutôt qu'un kart de vitesse, mon style serait certainement différent.
Il faut le reconnaître, c'est beaucoup plus rigolo, la glisse, et c'est sympa à regarder en replay. Et par ailleurs, savoir bien glisser, c'est indispensable par exemple en rallye sur une spéciale comportant des tonnes de virages serrées et d'épingle. J'en profite pour vous rassurer : s'il le faut je sais très bien glisser.
Bref, si vous aimez passer les courbes en dérapage avec le cul en promenade, accentuez le caractère sur-vireur de votre voiture en accentuant le freinage sur les roues arrières.


 

Appui aérodynamique


Notions d'appui aérodynamique et de portance

La notion d'appui aérodynamique génère toute une série d’ambiguïtés sémantiques. Si l'on veut être exact, l'appui aérodynamique est une force qui s'exerce perpendiculairement à l'écoulement de l'air autour d'un mobile en mouvement. Donc, soit vers le haut, soit vers le bas, soit même latéralement. Synonyme: la portance.
Dans le langage courant ces notions recouvrent des contenus quelque peu différents.

En aéronautique, la portance tend à n'être considérée que comme la force verticale qui pousse l'aéronef vers le haut. On oublie tous les dispositifs qui, comme le stabilisateur, crée une force inverse, la déportance.
En automobile, inversement, l'appui aérodynamique est perçue exclusivement comme la force qui s'exerce sur la voiture du haut vers le bas et grâce à laquelle elle reste collée au sol. On oublie la composante inverse qui peut-être produite par la suspension, une bosse sur la route, la pente, une rafale de vent...
Nous ne retiendrons cependant ici que cette notion: l'appui aérodynamique est ce qui plaque la voiture au sol.


L'appui aérodynamique en automobile

Grâce à son poids, une voiture reste sur le sol et se s’envole pas quand elle accélère. Toutefois, comme on l'a dit plus haut, il y a des forces qui exercent un mouvement contraire sur les voitures. Lorsqu'on se rend à son travail avec son véhicule de tous les jours, en respectant les limitations de vitesse, ces forces sont pratiquement négligeables. Par contre en conduite sportive ou dans une course, elles prennent beaucoup plus d'importance.


La première de ces forces est le flux de l'air qui s'engouffre sous la voiture. L'air s'y accumule, sa pression augmente et créé naturellement un phénomène de portance. Les réactions des suspensions créent également à certains moment une force vers le haut non négligeable. Une grosse bosse sur la route ou même une forte pente provoquent également toujours une force appliquée vers le haut.
L'ensemble de ces forces peut, dans les pires des cas, faire quitter du sol une ou deux roues de la voiture, entraînant une embardé et, dans les cas extrêmes, des tonneaux.
Mais même si la voiture reste au sol, ces forces vers le haut réduisent toujours la force et la surface de contact des pneumatiques sur le sol. Avec une série de conséquences prévisibles : moins de traction sur les roues délestées et moindre efficacité du freinage.

Pour résoudre ce problème, les voitures sont équipées de différents dispositifs de nature exclusivement aérodynamique.

Becquets, jupes

Pour les voitures courantes utilisées pour la conduite sportive se sont essentiellement les becquets et les jupes ou carénages aérodynamiques.
Les becquets sont des appendices aérodynamiques qui sont positionnés en arrière de la voiture à l'extrémité du toit. Il y a en a parfois sur des voitures très ordinaires, comme la Chevrolet Matiz que j'avais à un moment donnée, pourtant une petite voiture comparable à une Twingo.
Les jupes sont des éléments de carrosserie qui sont positionnés sur l'avant des voitures et qui s'étendent très bas vers le sol. Ils permettent au flux d'air d'être évacués vers les côtés au lieu d'aller s'engouffrer sous la voiture. Ils provoquent également un effet de "ventouse" car lorsque la voiture avance, la jupe prive l'espace sous la voiture de son "alimentation" en air. La dépression créée provoque une forte déportance qui tend à plaquer la voiture au sol.

Photo : cette Porsche de compétition est équipée d'une jupe qui s'étire jusqu'à proximité du sol et d'un aileron; ce sont les principaux instruments d'un contrôle aérodynamique de l'appui sur une voiture...

Les voitures de série ne sont jamais équipées en standard de carénage complet car les trottoirs en feraient rapidement des miettes. Mais la plupart des voitures sportives bénéficient par contre d'un carénage avant surbaissé et dessiné pour repousser l'air sur les côtés.

Ailerons aérodynamiques – ou Spoiler

Les voitures de courses et en particulier les monoplaces de type "formule" sont toutes équipées maintenant de deux ailerons avant et d'un aileron arrière.
A l'avant ou à l'arrière, les ailerons servent à créer une déportance en orientant le flux d'air vers le haut. Le principe est exactement le même que celui d'une aile d'avion mais inversé. Généralement les ailerons sont réglables, c'est-à-dire qu'on peut changer l'angle d'attaque de la voilure – on parle d'angle d'incidence - pour créer plus ou moins de déportance.



Ci-dessus, monoplace Ferrari 312, l'une des premières F1 a être dotée d'un aileron avant et arrière, pour accroitre l'appui aérodynamique.

Réglage des dispositifs aérodynamiques : point trop n'en faut


Les appuis aérodynamiques augmentent fortement la stabilité de la voiture lorsqu'elle roule à grande vitesse sur une voie rectiligne mais aussi et surtout en virage. Ils augmentent également l'efficacité du freinage. On pourrait penser qu'il suffirait alors d'augmenter fortement ces appuis, par exemple en augmentant l'inclinaison des aileron, pour avoir une voiture scotchée à la route quoi qu'il arrive.
Mais bien sûr, ce n'est pas si simple. Les dispositifs aérodynamiques ont aussi plusieurs inconvénients qui invitent à ne pas en abuser.
Premièrement en augmentant la force qui écrase la voiture sur le sol, on augmente les frottements et donc on abaisse la vitesse de pointe.
Deuxièmement, un aileron fortement incliné fait aussi beaucoup obstacle au passage de l'air et augmente donc fortement la traînée. Un aileron est toujours aussi d'une certaine manière un aérofrein.
Troisièmement, un fort appui aérodynamique sur l'arrière rend la voiture sous-vireuse et donc moins agile en conduite sportive.

Comme toujours, il faut trouver un juste équilibre qui par ailleurs va varier en fonction des circonstances.


 

Le carrossage

Le carrossage est l’angle que forme le plan de roulement de la roue avec la verticale, comme indiqué sur les schémas ci-dessous (où les angles sont fortement accentués, pour les besoins de l’illustration). Un peu de carrossage négatif est conseillé, surtout pour le train avant, pour améliorer la tenue de la voiture en virage. En effet, dans des conditions de conduite sportive, les virages sont négociés très fortement en appui. La carrosserie roule fortement et l’angle formé par le plan de roulement des roues en appui et le sol devient positif. Ce qui entraîne une diminution de la surface de contact du pneu avec le sol et donc une moindre adhérence. Un carrossage positif permet de compenser ce phénomène, au prix d’une usure accentuée du pneu – ce qui ne compte guère en compétition. En virage serré, la direction devient plus précise, moins sous-vireuse et on gagne en motricité.

 


Si un angle de carrossage négatif est nécessaire, la quantité d’angle varie beaucoup en fonction d’autres paramètres. Par exemple, plus la suspension est souple, plus le carrossage négatif doit être accentué. Inversement, plus la barre anti-roulis est efficace, moins il faut compenser. A priori on aura besoin de moins de correction avec une propulsion qu’avec une traction. La qualité du sol compte aussi beaucoup. On met plus de carrossage sur une voiture de rally qui doit rouler sur une piste dégradée. Enfin, on corrigera plus fortement une traction qu’une propulsion. Quoi qu’il en soit, le carrossage négatif du train avant variera entre 1,5 ° au minimum et 4 ° au maximum.
Sur le train arrière il n’est généralement pas nécessaire d’avoir un fort carrossage négatif. Un demi degré à un degré d’angle est suffisant.



 

La chasse

La notion de chasse est plus difficile à appréhender. La chasse est l’angle que forme le pivot de direction avec l’axe de déplacement de la voiture. Pour l’appréhender, imaginons la fourche d’une moto. Elle est inclinée vers l’avant selon un angle qui est, précisément, l’angle de chasse.
Pour une voiture, réduire l’angle de chasse permet d’améliorer l’agilité de la voiture sur les routes sinueuses, au prix d’une moindre stabilité en ligne droite.



Pour reprendre l’analogie avec la moto, un choper, qui a un très fort angle de chasse, a une excellente tenu en ligne droite sur autoroute mais est franchement nul sur une route de montagne.


 

Le parallélisme

Si la position des roues du train vu de dessus tend à former une flèche orientée vers l’avant (figure 1), on dit qu’il y a du pincement. Inversement, si la position du train tend à former une flèche orientée vers l’arrière, on dit qu’il y a de l’ouverture. Si le plan de roulement des roues est parallèle, le parallélisme est neutre.






Ci-contre, un train roualnt pincé.




... et un train roulant ouvert

Sur une voiture de ville, le train avant est généralement légèrement ouvert et le train arrière légèrement pincé. Ce réglage permet à la voiture, très souvent une traction,  d’avoir une meilleure stabilité et une tendance naturelle au sousvirage, plus sécurisant que le survirage pour monsieur tout-le-monde.
Les besoins en matière de conduite sportive sont le plus souvent contraires. Autrement dit, on va plutôt mettre un peu de pince à l’avant et d'ouverture à l’arrière, pour avoir un véhicule au comportement plus incisif et une direction plus directive.




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