Technique: suspensions à butées hydrauliques progressives Citroën

Après l’abandon de la suspension hydropneumatique, Citroën cherche à conserver sa réputation en matière de confort de roulage à travers son programme Citroën Advanced Comfort. A cet effet, les nouveaux C4 Cactus et C5 Aircross sont équipés de suspensions à butées hydrauliques progressives, censées procurer un effet de tapis volant. Cette technologie est appelée à être déployée sur la plupart des modèles de la gamme.

Principe général d’un combiné ressort/amortisseur

Une suspension automobile a deux fonctions principales. La première est d’assurer un contact optimal entre les roues et la route, la seconde étant d’apporter un certain niveau de confort aux occupants du véhicule.

Une suspension repose généralement sur un ressort (métallique, en matière composite ou à air) et un amortisseur hydraulique. Le ressort permet d’absorber les aspérités de la route, petites comme grandes (ralentisseurs, nids de poules, …). A l’arrêt, le ressort est légèrement comprimé sous l’effet de la masse du véhicule. Cette compression est indispensable pour assurer une bonne tenue de route du véhicule lorsque ce dernier passe sur une cavité (comme un nid-de-poule par exemple).

Quant à l’amortisseur, il a pour rôle de contrôler le retour vers la position initiale des ressorts, en évitant un retour trop rapide et des oscillations qui déstabiliseraient le véhicule. Pour ce faire, le principe de l’amortisseur est de dissiper l’énergie emmagasinée par les ressorts sous forme de chaleur en forçant le passage de l'huile contenue dans les amortisseurs à travers de petits orifices.

Enfin, sur les très gros chocs, afin de préserver à la fois l’intégrité des organes mécaniques de la suspension et la stabilité du véhicule lorsque la suspension arrive en fin de course, il est fait appel à une butée sur les derniers centimètres de débattement. Cette butée peut prendre la forme d’une butée mécanique élastique (dans la plupart des cas) ou d’une butée hydraulique (principalement pour les véhicules de compétition).

Butée élastique

Les butées élastiques sont généralement réalisées à partir de caoutchouc ou de polyuréthane. Dans les deux cas, le matériau utilisé permet d’absorber une grande quantité d’énergie sur une faible course en se comprimant. Par ailleurs, la raideur de la butée est variable en fonction de la course de l’amortisseur. Ainsi, plus l’amortisseur sera enfoncé, plus grande sera la raideur de la butée.

Ce type de butée a pour particularité de restituer en grande partie l’énergie et non de la dissiper une fois que la butée n’est plus sollicitée. De fait, si l’intégrité des organes mécaniques est préservée, la stabilité du véhicule peut être significativement dégradée.

Les butées élastiques ont pour principales qualités d’être économiques, légères et silencieuses. De plus, leur performances sont largement satisfaisantes dans le cas d’un véhicule de tourisme classique.

Butée hydraulique

Les butées hydrauliques ont pour avantage de dissiper l’énergie sous forme de chaleur et donc de stabiliser le véhicule lorsque ce dernier fait face à un gros choc, au contraire des butées élastiques qui restituent tout ou partie de l’énergie après leur compression.

Schématiquement, on peut assimiler une butée hydraulique à un petit amortisseur intégré dans l’amortisseur principal (dans certaines applications, sur des véhicules tout-terrain notamment, la butée hydraulique peut aussi être externe à l'amortisseur). Contrairement à une butée mécanique simple, la raideur de la butée hydraulique n’est pas sensible à l’enfoncement de l’amortisseur, mais à la vitesse de compression de ce dernier.

Les butées hydrauliques sont largement utilisées en compétition. C’est par exemple le cas des voitures de rallye (WRC). Le fonctionnement des butées se ressent, en particulier, à la réception d’un gros saut, le véhicule s’écrase littéralement sur ses suspensions jusqu’à arriver en butée de suspension. Sans butée hydraulique, la voiture serait totalement déstabilisée et les pilotes auraient des difficultés à maintenir leur voiture sur la route.

Lorsque l'amortisseur arrive en fin de course (alors qu'il reste environ 30 mm de débattement), un mécanisme va venir neutraliser les clapets de l'amortisseur afin de forcer le passage de l'huile à travers les orifices de la butée hydraulique. Ces orifices étant de section beaucoup plus faible que ceux de l'amortisseur principal, le passage de l'huile d'une chambre à l'autre est beaucoup plus difficile: la suspension se durcit significativement.

Si l’efficacité de ce système n’est plus à démontrer en compétition, l’adaptation a un véhicule de tourisme n’est pas si évidente que cela et les butées hydrauliques sont encore rares sur les véhicules produits en grande série. Par exemple, Renault utilise ces butées sur ses véhicules sportifs (Clio 4 RS, Mégane 4 RS, Alpine A110).

Les deux principaux aspects qu'il a fallu améliorer du passage de la compétition à la vie série concernent la réduction du bruit des butées lorsqu'elles s'activent et la fiabilité de la technologie.

Les butées hydrauliques ne remplacent pas complètement les butées élastiques, elles viennent plutôt les compléter. Néanmoins, comme les butées élastiques sont beaucoup moins sollicitées, elles peuvent être de dimensions beaucoup plus compactes (leur hauteur est réduite de plus de la moitié) lorsqu'elles sont utilisées en combinaison avec des butées hydrauliques.

Butées hydrauliques progressives Citroën

Présentées en première mondiale sur le C5 aircross (initialement commercialisé en Chine) et en première européenne sur la berline C4 Cactus restylée, les butées hydrauliques progressives sont une évolution du concept de butée hydraulique.

Lorsque la butée progressive est sollicitée, plus l’amortisseur s’enfonce et plus le nombre de trous par lesquels l'huile doit passer est réduit. Ainsi, la butée hydraulique progressive développée par Citroën combine les caractéristiques d’une butée mécanique simple (sensible à l’enfoncement de l'amortisseur) et d’une butée hydraulique (sensible à la vitesse d’enfoncement).

De plus, la marque aux chevrons a opté pour le montage de deux butées hydrauliques progressives: une pour gérer la compression (au passage d’un ralentisseur, par exemple) et une pour gérer la détente (au passage dans un nid de poule). Pour schématiser, on peut donc estimer qu’il y a 3 amortisseurs en 1.

Avec ce type de butée, il est dès lors possible d’envisager de travailler avec des suspensions plus souples. Ainsi, lorsque le véhicule circule sur une route classique, les petits chocs sont mieux absorbés, il s’agit du fameux effet de tapis volant recherché par Citroën sur des routes en bon état. Lorsque la route se dégrade, les amortisseurs se durcissent progressivement afin de maîtriser au mieux les mouvements de caisse et de préserver le confort des occupants.

Avec les butées hydrauliques progressives, Citroën nourrit de fortes ambitions. Le constructeur entend procurer des prestations de confort de très haut niveau, avec une technologie qui n’est pas plus encombrante qu’un amortisseur traditionnel (facilement adaptable sur les plateformes existantes), purement mécanique (sans intervention électronique), à coût maîtrisé et avec un impact limité en matière de poids par rapport à un amortisseur classique.

Crédit photos: Citroën / Audi / Mercedes / Renault