Système de freinage antiblocage

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L’Antiblockiersystem, abrégé en ABS, est le terme allemand qui désigne un système d'assistance au freinage utilisé sur les véhicules roulants, empêchant les roues de se bloquer pendant les périodes de freinage intense. Ce système est connu en français comme système de freinage anti-blocage ou freins anti-blocage^[1],[2]. Il est utilisé dans les avions (lors de l'atterrissage) et dans les véhicules automobiles ou motocyclettes, où il fait de plus en plus partie de l'équipement standard.

Historique

Dans les années 1920, Gabriel Voisin pionnier de l'automobile et de l'aviation adapte un système d'antiblocage à fonctionnement hydraulique, ce système permit aux avions d'atterrir sans dérapage sur leurs couloirs, ce qui n'était pas le cas du système de freinage mécanique qui était jusque là utilisé.

En 1928, l'allemand Karl Wessel obtient une licence pour la conception d'un dispositif de freinage d'urgence pour l'automobile, mais ses travaux ne dépassent pas le stade de l'étude. Mais c'est en 1936 que l'idée d'un système de freinage ABS avec Bosch qui déposa un brevet d'invention pour un tel dispositif.

Dans les années 1960 les travaux de recherche et développement pour des applications de l'ABS à l'automobile redémarrent dans la société Teldix (contraction de Telefunken et Bendix, sociétés partenaires du projet). En 1966, la première voiture pourvue d'un A.B.S mécanique est la jensen FF équipée d'un A.B.S de type Dunlop-Maxaret.

En 1970, la Citroën SM a failli être équipée d'un ABS Teldix, mais les difficultés financières d'Automobiles Citroën et le premier choc pétrolier ont raison du projet d'application.

Ce dispositif comprend environ 1000 composants analogiques, donc très lourd et lent au fonctionnement. Grâce à la technologie numérique, la quantité de pièces peut être réduite à 140 composants et permet ainsi une production du système en série. Mais si cet équipement apporte une sécurité supplémentaire pour le véhicule équipé, les véhicules suiveurs non équipés peuvent être mis en difficulté face à l'efficacité du freinage du véhicule qui les précède.

En 1975, Bosch achète les brevets et licences à Teldix sur l'élaboration d'un dispositif visant à éviter le blocage des roues d'un véhicule à moteur à combustion interne.

La première génération de l'A.B.S (système antiblocage contrôlé électroniquement) est présentée à l'exposition internationale de l'automobile IAA (Internetionale Automobileausstellung) par la compagnie américaine ITT Automotives anciennement Alfred Teves (voir aussi.Personal luxury cars-first use in production vehicles). Et c'est dans cette version du système, que la vitesse d'enfoncement de la pédale de frein est mesurée et indique un freinage d'urgence probable.

En 1978, Bosch commercialise son A.B.S électronique et en même temps en fait une marque déposée. Les autres équipementiers et constructeurs utiliseront le terme ABV (Automatischer Blockierverhinderer). Et les premiers véhicules à en être dotés en option sont les modèles allemands : Mercedes classe S en octobre et BMW série 7 en décembre.

En 1985, la Ford Scorpio est le premier véhicule à en être équipé de série. En 1988, La BMW K1 est la première moto à en être doté en option et cela coutait 1980 DM.

En 2003, Daimler-Benz a développé le système, appelé; BAS Plus, en lui couplant un radar de régulation de distance. L'objectif était d'éviter les collisions par l'arrière ou tout au moins d'en diminuer la vitesse d'impact. Si le véhicule suiveur en est aussi équipé, la distance et la vitesse de rapprochement des deux véhicules sont constamment mesurées. En cas de vitesse différentielle trop élevée, une alarme visuelle est déclenchée et la moindre action sur les freins active le freinage d'urgence assisté.

En 2004, l'usine Biria située à Neukirch/Lausitz près de Heidelberg en Allemagne monte le premier système A.B.S sur un vélo. En 2005, le système BAS Plus équipe le modèle Mercedes-Benz Classe S W221.

Principe de fonctionnement

Le mécanisme d'ABS sur une moto BMW K75. Notez la roue dentée et le capteur à côté du disque.

L'ABS a été conçu à l'origine pour aider le conducteur à conserver la maîtrise de son véhicule, dans le cas d'un freinage dans des conditions d'adhérence précaire (pluie, neige, verglas, gravier...). Celui-ci permet de garder la directivité du véhicule afin, d'effectuer une manœuvre d'évitement éventuelle, tout en optimisant la distance de freinage, celle-ci augmentant considérablement lorsque les roues se bloquent et que les pneumatiques glissent sur la chaussée.

Lors d'un freinage d'urgence, l'ABS régule la pression dans le circuit de freinage en adaptant le niveau de pression hydraulique maximum pour chaque roue par le biais d'électrovannes : si une roue ralentit anormalement, il relâche instantanément la pression du circuit de freinage au niveau de cette roue et ce, tant que celle-ci ne ré-accélère pas suffisamment. Le système fonctionne par impulsions de déblocage (ce qui fait que les roues ont tendance à se rebloquer lorsque la pression remonte suffisamment dans leurs circuits de freinage respectifs), chose que l'on ressent en général à la pédale de frein qui se met à vibrer au rythme des variations de pression du circuit de freinage.

L'ABS empêchant les roues de se bloquer, le conducteur garde la capacité maximale de ralentissement, le coefficient d'adhérence au freinage d'un pneu qui glisse avoisine les 30 % contre plus de 80 % dans des conditions normales. De même, les pneumatiques ne glissant pas, ils gardent leur capacité directionnelle.

Un bon freinage sans ABS sera plus efficace qu'avec l'ABS (puisque le principe de fonctionnement de l'ABS réside dans la diminution du freinage). Dès lors, en utilisation sportive, le conducteur freine mieux sans ABS qu'en présence de ce système. Mais, pris de surprise dans une situation de circulation courante (un enfant qui traverse la route derrière un camion par exemple), le conducteur réalisera un freinage nettement moins réfléchi et risque fort de bloquer les roues : dans ce cas-là, l'ABS permet d'avoir un freinage plus efficace au final.

Même avec un ABS, des études, dont certaines en simulateur de conduite ont démontré que le conducteur, en situation d'urgence, a tendance à ne pas appuyer suffisamment fort sur la pédale du frein. Donc, lorsque le système détecte un passage anormalement rapide de la pédale d'accélérateur à la pédale de frein, c'est lui qui décide de mettre la pression maximale de freinage. Et c'est pour cela que l'on trouve désormais sur beaucoup de véhicule une aide au freinage d'urgence. Celle-ci permet d'avoir une attaque au freinage plus énergique, quitte à relâcher la pression si le freinage peut être plus tranquille (plus de distance que prévu).

Donc, pour effectuer un bon freinage, il vaut mieux commencer à freiner fort pour ensuite relâcher la pression sur la pédale de frein afin de s'adapter aux conditions, plutôt que l'inverse (bien sûr, un freinage appuyé est moins confortable pour les passagers). Le temps, que le conducteur se rende compte que le freinage n'est pas assez appuyé (au moins 1 seconde), s'est alors transformé en une distance parcourue trop grande.

Finalement, si en théorie sur surface sèche, le conducteur expérimenté peut être plus efficace que l'ABS, dans la pratique, avec tous les aléas que la conduite sur route et certaines situations difficilement prévisibles, un système de freinage comportant un ABS est très souvent efficace et plus sûr.

Le fonctionnement de l'ABS est également très dépendant de la bonne qualité du système d'amortissement des trains roulants du véhicule. En effet, un amortissement défectueux ne permet plus de maintenir les roues du véhicule en contact optimal avec la route, provoquant des pertes d'adhérence qui favorise les blocages de roues en cas de décélération rapide.

Un petit vrai-faux

• L'ABS permet au conducteur de continuer à diriger le véhicule tout en pressant fortement sur les freins ?

Vrai, les roues ne bloquant pas, la direction reste efficace. C'est le but premier de l'ABS.

• La distance d'arrêt est plus courte pour une voiture ayant l'ABS ?

Vrai et Faux. Il est impossible de donner une réponse catégorique car l'efficacité de l'ABS dépend de nombreux facteurs, le plus important d'entre eux étant la nature de la surface sur laquelle le freinage a lieu. Généralement, l'ABS diminue très peu les distances de freinage sur bitume sec, légèrement sur bitume humide ou mouillé et les augmente sur graviers ou sur neige^[3]. En effet sur ces surfaces meubles un blocage des roues peut aider à la formation d'un monticule au devant des pneus, permettant ainsi un freinage plus court qu'avec l'ABS. Cependant, certains ABS modernes^[4] détectent automatiquement la nature de la surface, améliorant ainsi grandement leurs performances sur neige, terre etc par rapport aux ABS plus anciens.

• Sur les véhicules à traction, l'ABS n'agit que sur les roues avant ?

Faux, l'ABS installé sur la plupart des véhicules fonctionne sur les quatre roues.

• Si vous sentez que la pédale de frein vibre, il faut pomper ?

Faux, pour un système de freinage comportant l'ABS il faut appliquer une pression de freinage et la garder ; il n'y a plus besoin de pomper avec l'ABS (sauf cas exceptionnel sur des ABS de génération plus ancienne sur des sols très glissants par exemple). Si l'on sent la pédale qui vibre, c'est normal puisque c'est le principe même de fonctionnement de l'ABS qui induit ceci.

• L'ABS permet de garder un meilleur contrôle du véhicule en cas de freinage brusque ?

Vrai, en effet l'ABS a été conçu à la fois pour garder un certain contrôle du freinage du véhicule, mais aussi le contrôle de la direction de celui-ci.

• Avec l'ABS il vaut mieux monter des pneus neige en hiver ?

Vrai car comme les roues ne bloquent plus, le freinage avec des pneus été peut finalement être moins bon que pour un système sans ABS où, la roue bloquant, il se forme une accumulation de neige devant la roue ce qui crée un sabot freinant. Il est donc très fortement conseillé d'utiliser des pneus hiver pour un système de freinage avec ABS (et ne pas oublier de mettre 4 pneus hiver pour ne pas déséquilibrer la stabilité du véhicule en virages...).

Voir aussi

Article connexes

• Le Wikilivre de tribologie et en particulier le paragraphe consacré aux recherches actuelles en matière de freinage.
• Aide au freinage d'urgence
• Les différents types de freins

Liens externes

• Ministère des transport du Canada
• (en) Vidéo publicitaire de BOSCH, fournisseur principal d'ABS, montrant néanmoins très bien l'efficacité de l'ABS sur le maintien de la direction.

Notes et références

• Portail de l’automobile