Automobile : l’ABS en savoir plus

Le système anti-blocage des roues, plus connu sous l'abréviation ABS (de l'allemand Antiblockiersystem), est un système d'assistance au freinage utilisé sur les véhicules roulants, limitant le blocage des roues pendant les périodes de freinage intense. Fonction secondaire dans le système de contrôle de traction, elle est utilisée dans les avions (lors de l'atterrissage) et dans les véhicules automobiles ou motocyclettes, où elle fait de plus en plus partie de l'équipement standard. D'autres termes sont également utilisés ou recommandés comme antiblocage de sécurité, système de freinage anti-blocage, freins anti-blocage, système d'antiblocage de roues...

La genèse
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 utilisé alors.

En 1928, l'allemand Karl Wessel obtient une licence pour un dispositif de freinage d'urgence pour l'automobile, mais ses travaux ne dépassent pas le stade de l'étude.

C'est en 1936 que naît l'idée du système de freinage ABS avec Bosch qui dépose un brevet d'invention pour un tel dispositif.

Années 1960
Dans les années 1960 les travaux de recherche et développement pour des applications de l'ABS à l'automobile redémarrent à Heidelberg dans la société Teldix (contraction de Telefunken et Bendix, sociétés partenaires du projet). En 1966, la première voiture pourvue d'un ABS mécanique est la Jensen FF équipée d'un ABS de type Dunlop-Maxaret. La société Bendix qui cherchait à commercialiser ce dispositif avait fait réaliser un film de promotion. Le réalisateur en était Claude Lelouch, le présentateur Michel Drucker et le cascadeur n'était autre que Rémy Julienne. Le titre du film était L'Arrêt et comportait quelques très belles images, comme celles qui montraient comment l'homme montant un cheval à cru sans rênes, parvenait à stopper celui-ci.

En 1969, la première génération d'un système antiblocage contrôlé électroniquement est présentée au Salon de l'automobile de Francfort par la compagnie américaine ITT Automotives qui avait racheté Alfred Teves GmbH. 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.

Années 1970
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 eu raison du projet d'application. Ce dispositif comprenait environ 1 000 composants analogiques, et était donc très lourd et lent au fonctionnement. Grâce à la technologie numérique, la quantité de pièces pourra être réduite à 140 composants et permettra ainsi une production du système en série.

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.

En 1978, Bosch commercialise son ABS électronique (ABS2) 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.

Années 1980
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 d'un système du fournisseur FAG Kugelfischer et cela coûtait 1 980 DM.

En 1986, à la demande de PSA à qui Bosch refusait de livrer les volumes d'ABS nécessaires à sa stratégie d'équipement, privilégiant les constructeurs allemands, Bendix recommençait le développement d'un système ABS. Le système fut lancé sur la 405 Mi16, puis étendu aux 605 et XM. Renault fut également client de ce système avec la R19. Ces produits ont été fabriqués à Drancy. Compte tenu des développements commerciaux, un deuxième site de production situé à Moulins (Allier) fut équipé de ligne d'usinage et de montage à partir de 1992. Ce site produisit des systèmes Mécatronic 2 puis 3 pour la Ford Mondéo.

L'histoire bégaya et Bosch se porta acquéreur en 1996 de l'activité de freinage de Bendix devenu entretemps AlliedSignal. Cet achat comprenait l'activité ABS d'AlliedSignal. Bien que disposant d'une usine importante en Europe, Bosch décida néanmoins de poursuivre la production d'ABS à Moulins compte tenu des performances de cette usine et lança en septembre 1997 la production d'ABS 5.3 à destination des constructeurs français et italiens. Grâce à ce site, la production d'ABS se poursuit aujourd'hui encore sur le sol français.

Années 2000
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 ABS sur un vélo.

Depuis 2004, la législation européenne impose l'équipement ABS en série à l'ensemble des nouvelles voitures commercialisées dans l'Union.

Différence ABS - pilote professionnel
Contrairement aux idées reçues, un bon freinage réalisé par un rallyman professionnel sans ABS n'est pas plus efficace qu'avec l'ABS. On s'accorde généralement à dire qu'un freinage roues bloquées est peu efficace et qu'il a le gros inconvénient de ne pas permettre de tourner (et donc d'éviter l'obstacle). En effet, la distance d'arrêt est augmentée car le pneu, avec 100 % de glissement, est loin de son optimum d'adhérence plutôt situé autour de 15 % de glissement (sur la plupart des sols). Par ailleurs, tout le potentiel du pneu est utilisé en longitudinal ce qui ne lui permet pas de gérer des efforts transversaux qui donneraient un pouvoir directionnel (on parle de cercle ou d'ellipse d'adhérence).

En revanche, et c'est là que les avis divergent, un freinage sans ABS réalisé par un pilote de course ne rivalise pas, d'une façon générale, avec un freinage réalisé avec ABS, car lorsque le pilote écrase la pédale de frein jusqu'à sentir le blocage d'une roue, il relâche légèrement la pression pour permettre à ce pneu de ne pas glisser. Or le véhicule ralentissant au fur et à mesure du freinage, la force nécessaire pour éviter de bloquer une roue décroît régulièrement ce qui contraint le pilote à relâcher la pression. En résumé, il "tape" dans les freins, puis relâche lentement la pression jusqu'à l'arrêt (il ne s'agit pas de pompage, comme on l'imagine souvent).

Dans le cas d'un véhicule équipé de l'ABS, le conducteur écrase la pédale de frein et laisse l'électronique gérer la pression du liquide de frein sur chacune des quatre roues. C'est-à-dire que non seulement, l'ABS va optimiser le freinage de chacune des quatre roues indépendamment les unes des autres, ce qu'est totalement incapable de faire le pilote avec une seule pédale, mais il va aussi chercher le meilleur point de fonctionnement qui se situe autour de 15 % de glissement, ce qu'un pilote est incapable de faire avec une seule pédale pour quatre roues.

Par ailleurs, quand un pilote laisse le pneu glisser quelques fractions de secondes, le matériau de la bande de roulement s'échauffe très rapidement (>130°C) et ses propriétés d'adhérence se dégradent.

Dernier argument: un pilote (même le meilleur au monde) a un temps de réaction plus long que le système électronique. Pour toutes ces raisons, le freinage ABS n'a pas d'égal.

Cas de la neige
Il convient néanmoins de noter certaines exceptions. La dernière partie du freinage (de 10 à 0 km/h) est un peu plus délicate à contrôler. Sur la neige par exemple, l'ABS peut avoir tendance à ne pas suffisamment freiner les roues alors que des roues bloquées permettent un petit amoncellement de neige à l'avant des pneus qui ralentissent le véhicule. Ce désagrément reste faible et les constructeurs ne laissent pas la possibilité de désactiver l'ABS. Sur routes mouillées, l'ABS est d'une efficacité redoutable et il ne faudrait surtout pas le désactiver. Il pourrait parfois exister certaines configurations (pneus très mauvais ou, au contraire, de compétition) qui perturbent l'ABS si ce dernier n'a pas été mis au point avec ce type de pneus (c'est surtout vrai pour l'ESP).

Freinage d'urgence
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 véhicules 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 doux (plus de distance que prévu).

Conclusion
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 de 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 favoriseront les blocages de roues en cas de décélération rapide.

Texte sous licence CC BY-SA 3.0. Contributeurs, ici.

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