Direction

La direction d'une automobile ou d'un véhicule routier généralement, est la totalité des organes qui sert à modifier l'orientation de sa trajectoire et par conséquent de prendre des virages.



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La direction d'une automobile ou d'un véhicule routier généralement, est la totalité des organes qui sert à modifier l'orientation de sa trajectoire et par conséquent de prendre des virages.

Sur un véhicule à roues, en agissant sur le volant, le conducteur fait fluctuer l'angle de dérive (angle entre le plan de roue et la trajectoire de la roue) des roues directrices (ou de la roue directrice). L'effort ainsi créé entre la route et la bande de roulement fait tourner le véhicule.

C'est aussi en faisant fluctuer l'effort différentiel entre les deux côtés d'un véhicule qu'on fait tourner un véhicule à chenilles.

Historique

En bleu : la cheville ouvrière d'un chariot hippomobile

L'histoire de la direction est en premier lieu celle appliquée aux véhicules hippomobiles : le problème s'est posé dès que le véhicule avait plus d'un essieu. Il semble qu'il ait existé des chariots à quatre roues sans direction. Le timon articulé faisait alors riper l'essieu avant.

Essieu rigide

Pour obtenir un vrai dispositif de direction, le choix d'une seule roue orientable a été fait assez tôt mais au détriment de la stabilité. En fait le dispositif de direction le plus commun pendant plusieurs siècles fut celui où l'essieu directeur du véhicule est rigide et articulé autour d'un pivot central vertical : la «cheville ouvrière». Le dispositif a été appliqué aux premières automobiles comme les Clément-Panhard.

Un autre dispositif assez peu répandu consistait à avoir un véhicule articulé en son milieu, chaque partie étant supportée par un essieu.

Essieu brisé (roues couplées)

La direction à cheville ouvrière n'étant pas satisfaisante pour la stabilité en virage, l'idée de désolidariser les fusées des roues se fit rapidement jour, même pour les véhicules hippomobiles. Différents modes de couplage plus ou moins complexes furent utilisés.

Un dispositif original fut celui utilisé sur le véhicule à vapeur d'Amédée Bollée-père : les deux roues directrices étaient couplées par une chaîne à une roue dentée (elliptique) solidaire du volant.

La formalisation géométrique de la direction par l'épure de Jeantaud conduit assez rapidement à utiliser une barre de direction qui relie rigidement des biellettes de direction. C'est de ce dispositif que sont dérivées l'ensemble des directions automobiles.

4 roues directrices (4RD)

Les deux modes d'une direction à 4 roues

(en anglais : 4 wheel-steering 4WS)
Pour perfectionner les capacités d'évolution du véhicule classique à 4 roues, on imagina assez rapidement un dispositif où les quatre roues seraient directrices et motrices. Certains tracteurs militaires de l'artillerie de la Première Guerre mondiale étaient ainsi équipés.

Les 4 roues directrices peuvent être braquées en sens inverse sur une même courbe (rayon de giration du véhicule réduit) ou dans le même sens : on dit que le véhicule «marche en crabe». Compte-tenu des capacités de manœuvre ainsi obtenues, ce dispositif est beaucoup répandu sur certains tracteurs agricoles, véhicules de travaux publics et énormément de véhicules de manutention.

Sur le véhicule de tourisme, quand Honda proposa un tel dispositif sur sa Prélude en 1979, la majorité des constructeurs furent prêts à considérer que c'était une innovation majeure. Parmi les avantages avancés, celui de le perfectionnement de la tenue de route à grande vitesse semblait le plus prometteur : un braquage semblable des deux essieux permettait un déport latéral avec une vitesse de lacet plus faible qu'un véhicule ordinaire. Quelques-uns comme Mazda, Toyota et Mitsubishi proposèrent des dispositifs 4WS pilotés par hydraulique en option, mais la solution de Honda restait originale car entièrement mécanique quoique s'adaptant à la vitesse du véhicule. Le succès ne fut pas au rendez-vous car le comportement du véhicule fut reconnu comme «déroutant» malgré ses qualités.

En 1991, Honda propose à nouveau ce dispositif sur son coupé Prelude (2.2Vtec BB1 et 2.3i BB2). Cette fois ci le dispositif est entièrement géré électroniquement et asservi à la vitesse ainsi qu'à l'angle du volant. Il n'est par conséquent plus "purement" mécanique comme sur la génération précédente. L'effet immédiat reste la discrétion de cette seconde génération de 4WS, qui tout en restant efficace, efface le côté déroutant de la première génération. Ce dispositif sera reconduit sur les Prelude de 5ème génération (2.2Vtec BB6) fabriquée jusqu'en 2001, date de l'arrêt de la gamme Prelude.

Le dispositif avec électronique fait toujours partie des options proposées par certains constructeurs sur des véhicules haut de gamme ou 4x4. Par contre, monté sur des véhicules de sport, certains pilotes de rallye le considèrent comme extrêmement efficace. Le dispositif est interdit en Formule 1.

En 2008, Renault remet au goût du jour un dispositif 4RD actif sur la Laguna III GT, en le couplant au dispositif de correction ESP, puis sur la Coupé. Le dispositif s'appellera "Active Drive" puis "4Control". L'actionneur électrique et le calculateur apportés par AISIN permettent de faire tourner les roues arrières jusqu'à 3, 5°. La stratégie adoptée par Renault est de braquer en sens inverse du train avant jusqu'à 60km/h puis dans le même sens au-delà.

Début 2009 BMW lance sa série 7 avec les quatre roues motrices et directrices.

Sur les véhicules récents, les effets favorables d'un tel dispositif sont rendus, sans 4RD, à plus faible amplitude, par la géométrie et la flexibilité du train arrière. On obtient ainsi une orientation différenciée des roues arrières en appui dans un virage. Ce dispositif prend selon les constructeurs diverses appellations : «essieu directionnel», «essieu arrière multibras», «braquage induit contrôlé», etc.

Technologie

Schéma d'une direction à crémaillère

Une direction respectant les traditions à deux roues directrices comporte :

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