MODÈLE SIMPLIFIÉ

Le modèle simplifié repose sur de la théorie pure avec la description classique d’un système masse–ressort–amortisseur. Chaque essieu est représenté par une masse suspendue et donc dépendant de la répartition de masse globale supportée par un ressort et l’amortisseur en parallèle. Les paramètres configurables sont la raideur de ressort (kN/m), l’amortissement (kN·s/m), la masse totale (kg) et la répartition AV/AR (%). Ce modèle est suffisant pour obtenir une première estimation de la dynamique verticale et vérifier si la suspension est sous-amortie, critique ou sur-amortie. Grâce à la visualisation via le graphique, on comprend facilement le principe de fonctionnement et la réaction de la voiture face à une bosse. La courbe de réponse ne réagit pas de la même manière suivant le poids du véhicule, suivant la répartition du poids, suivant la raideur des ressorts, de la course de ses amortisseurs…

MODÈLE AVANCÉ

Le modèle simplifié permet d’obtenir une explication théorique mais le modèle avancé permet l’ajout de paramètres essentiels qui influent sur les suspensions : comme la prise en compte du MR, des pneus, des masses non suspendues ou encore des barres anti-roulis. Tous ces paramètres modifient considérablement la dynamique : on observe des temps de stabilisation plus longs, des dépassements plus marqués ou au contraire un filtrage plus efficace selon les combinaisons de paramètres. Cela démontre l’importance de ces facteurs dans la construction d’une suspension réaliste et cohérente. Cette modélisation est donc plus représentative des phénomènes mécaniques réels. En voici les détails :

• MOTION RATIO (MR) : Le motion ratio définit le rapport géométrique entre le déplacement de la roue et celui de l’organe élastique (ressort/amortisseur). Un MR inférieur à 1 réduit la raideur et l’amortissement transmis à la roue. Par exemple, un MR = 0,8 entraîne une réduction de 36 % de la raideur effective à la roue. Ce paramètre reflète la cinématique de suspension et modifie directement la réponse en fréquence. Il reste donc un paramètre purement géométrique, utilisé dans le modèle mathématique pour simuler l’effet du levier entre la roue et l’amortisseur et n’existe pas en tant que tel comme un coefficient que l’on pourrait modifier à la volée.
• MASSES NON SUSPENDUES : Les masses non suspendues (soit les roues, les freins…) ne sont pas filtrées par la suspension et interagissent directement avec la route. Leur valeur est introduite pour affiner la répartition inertielle entre masse suspendue et non suspendue. L’augmentation de la masse non suspendue dégrade la capacité de la suspension à isoler la caisse des irrégularités, accentuant les pics d’accélération transmis.
• RAIDEUR DU PNEU : ce n’est pas l’épaisseur d’un pneu mais une grandeur mécanique exprimée en N/m. Elle décrit combien de force il faut appliquer pour déformer le pneu d’une certaine valeur. Cette valeur dépend de la construction interne du pneu (ceintures, carcasse, gomme, pressions internes…). Cela signifie qu’un pneu souple réduit fortement la raideur effective, même en présence d’un ressort rigide. La plage typique de raideur est comprise entre 200 et 300 kN/m pour des pneus routiers, et au-delà pour des pneus slicks.
• BARRES ANTI-ROULIS (ARB) : Les barres anti-roulis introduisent une raideur additionnelle lorsque les deux roues d’un essieu se déplacent de manière opposée. Dans cette modélisation unidimensionnelle, leur effet est représenté comme une raideur additionnelle sur chaque roue. Une valeur élevée d’ARB réduit l’amplitude des oscillations mais peut accentuer la réactivité de l’essieu et modifier la balance AV/AR en conditions transitoires.

COMPARAISONS DES COURBES

Le graphique de réponse au pas met en évidence les différences entre :

MODE SIMPLIFIÉ :

• Orange : Avant simplifié. On peut modifier uniquement la raideur des ressorts et l’amortissement. Concernant le ressort : plus la valeur est basse, plus le ressort est souple et il s’enfonce facilement. On obtient du confort, mais moins de précision en course. Plus la valeur est forte, plus le ressort est dur et donc adapté à une voiture légère de course avec une forte aérodynamique. Concernant l’amortisseur : plus la valeur est basse, plus l’amortisseur laisse beaucoup osciller et le véhicule rebondit. Et plus la valeur est forte, plus l’amortisseur freine fortement le mouvement (risque d’être trop dur et peu réactif).
• Cyan : Arrière simplifié. On peut modifier uniquement la raideur des ressorts et l’amortissement. Concernant le ressort : plus la valeur est basse, plus le ressort est souple et il s’enfonce facilement. On obtient du confort, mais moins de précision en course. Plus la valeur est forte, plus le ressort est dur et donc adapté à une voiture légère de course avec une forte aérodynamique. Concernant l’amortisseur : plus la valeur est basse, plus l’amortisseur laisse beaucoup osciller et le véhicule rebondit. Et plus la valeur est forte, plus l’amortisseur freine fortement le mouvement (risque d’être trop dur et peu réactif).

MODE AVANCÉ :

• Vert : Avant avancé : Cela représente l’essieu avant qui est positionné plus en avant que la référence, cela donne un empattement plus long est donc une voiture plus stable mais moins vive. En réel on réalise cela en modifiant les points de fixation des trains roulants (berceaux, triangles, longerons…)
• Violet : Arrière avancé: Cela représente l’essieu avant qui est positionné plus en avant que la référence, cela donne un empattement plus long est donc une voiture plus stable mais moins vive. En réel on réalise cela en modifiant les points de fixation des trains roulants (berceaux, triangles, longerons…)
• Bleu : C’est la cible ζ≈0,9 : il s’agit de la valeur cible que l’on cherche pour obtenir un amortissement proche du critique. Concrètement, la suspension va absorber les chocs et revenir rapidement à l’équilibre, avec très peu d’oscillations. Cette valeur théorique est le compromis idéal pour les véhicules de course : assez ferme pour garder le contrôle, mais pas trop pour éviter que la voiture rebondisse.

UTILITÉ DE L’OUTIL

Outre le fait de permettre une explication théorique sur les suspensions d’un véhicule, notre outil permet surtout une lecture et une interprétation directe des fichiers des véhicules pour chaque projet avec la possibilité de modifier des paramètres clés : ressorts, amortisseurs, barres anti-roulis, répartition de masse, motion ratio. Il fait aussi la conversion automatique des unités, par exemple Nm/rad en kN/m afin de simplifier la compréhension. Grâce au graphique dynamique et clair de la réponse, la comparaison est immédiate entre le comportement théorique et celui de la configuration réelle.