Dossier freinage: L’endurance du système de freinage

rotor-cracks-2L’équation présentée en introduction représente le calcul du couple de freinage instantané mais elle ne prend pas en compte l’endurance du système de freinage dans le temps. Le premier aspect de l’endurance concerne la montée en température de l’ensemble ainsi que l’impact sur les plaquettes et le liquide de frein (voir notre article sur le liquide de frein) . Cependant, suivant le dimensionnement du système de freinage et l’utilisation de l’auto, il arrive que des températures critiques soient atteintes. Dans ce cas le disque peut également être impacté car il a lui aussi une température de fonctionnement maximale. Au-delà de cette température, le disque pourra se déformer, occasionnant des vibrations. Dans le pire des cas, il pourra même se craqueler ou se fissurer pour finalement casser. Généralement un disque classique en fonte grise commence à souffrir aux alentours de 600°C. Bien évidemment, il existe des disques de freinage plus résistants (Oreca propose de nombreuses références). Ces derniers ont reçu un traitement thermique qui leur permet de tenir plus longtemps à ces températures qu’un disque normal. Au cours du processus de fabrication du disque, les molécules sont figées dans une certaine configuration lors du refroidissement rapide du métal, dans la phase de solidification. Or cette configuration n’est pas forcément la plus stable possible, générant des tensions entre molécules au sein du métal. Ces tensions s’amplifient avec la température, chaque particule étant plus agitée, ce qui amène les risques de craquelure. Le traitement thermique consiste à porter chaque disque à haute température, très doucement, le laisser plusieurs heures puis le redescendre doucement à température ambiante.
Lors de la phase à haute température, les molécules sont agitées et peuvent donc progressivement bouger et se réarranger entre elles pour trouver une position d’équilibre la plus stable possible. Lors de la décroissance lente de la température, l’agitation thermique se réduit progressivement, laissant les molécules dans cet état stable. Au final, lors de l’utilisation, si la température augmente, les molécules s’agiteront à nouveau mais autour d’une position stable et non d’une position instable qui pourrait générer des ruptures.

Dans les cas d’utilisation les plus extrêmes, on changera le matériau du disque et on s’orientera vers la céramique ou le carbone. La structure interne de ces matériaux leur permet de garder leur cohésion, et donc de ne pas craquer, pour des températures très élevées (1400°C pour les disques céramiques). Dans ce cas, pour être cohérent, il faut aussi avoir les plaquettes adéquates qui gardent un coefficient de frottement correct à ces températures !

Enfin, n’oublions pas que plus la voiture sera légère, plus elle sera facile à arrêter et donc plus vos freins seront performants.
C’est un peu rapide comme raccourci, mais c’est la réalité !

Suite de notre Dossier freinage :6 configurations de système de freinage ->

Cet article est publié en collaboration et en partenariat avec l’excellent magazine
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Mathias Jannequin

Auteur Mathias Jannequin

Passionné par le web, la photographie, et les voitures vintages ! Fondateur du blog Le-Pilote-Automobile.com, je partage la rédaction des articles avec plusieurs auteurs passionnés et/ou pratiquants du sport automobile amateurs et professionnels.

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