TRANSFERT DE MASSE OU TRANSFERT DE CHARGE ?
► MASSE ET POIDS
Autant les anglophones sont globalement tous d’accord sur ce sujet car un même mot désigne souvent deux choses distinctes (un peu à l’image du "you" qui peut est à la fois un tutoiement ou un vouvoiement) autant chez les francophones les notions de transfert de masse et de transfert de charge sont sans cesse confondues et employées à tort l’une par rapport à l’autre !
Avant de rentrer dans le vif du sujet, mettons nous en jambes et revenons sur un point précis : dans le langage de tous les jours, personne ne fait la différence entre le poids et la masse d'un objet. Mais c'est une erreur car le poids et la masse sont deux grandeurs différentes qui ne rendent pas compte du même phénomène !
La masse d'un objet mesure simplement la quantité de matière contenue dans cet objet. Cette quantité de matière sera la même quel que soit l'endroit où se trouve l'objet dans l'univers, autrement dit que vous conduisiez sur Terre ou sur la Lune, la masse de votre voiture avec vous dedans sera la même. La masse s’exprime en kilogramme.
À l'inverse (et désolé d'avance pour l'explication fumeuse), notre poids dépend de l'astre sur lequel nous nous trouvons : il est par exemple six fois plus petit sur la Lune que sur la Terre. C'est pourquoi les astronautes peuvent effectuer des bonds gigantesques sur la Lune, alors qu'ils gardent évidemment la même masse que sur Terre.
Par ailleurs, la rotation de la Terre provoque une force centrifuge qui contribue également à la modification du poids. Dans la chicane Dunlop du circuit Bugatti du Mans où l’on peut prendre jusqu’à 2 g, votre masse sera toujours la même mais votre poids dit "apparent" sera lui multiplié par 2.
Confondre donc poids et masse lorsqu'on en vient à discuter les conséquences induites sur le pilotage de votre auto, ce serait comme comparer une voiture et la vitesse de cette même voiture : quel que soit le terrain sur lequel on l'utilise, une voiture rouge reste une voiture rouge; en revanche, elle va plus vite sur la route que sur le sable.
Concrètement le Poids est égale à la Masse multipliée par "g" (Poids = Masse x g) et il est exprimé en Newtons (N). Le fameux "g" étant - pour faire simple dans le domaine qui nous intéresse - l'accélération.
► DIFFERENCE ENTRE TRANSFERT DE CHARGE ET TRANSFERT DE MASSE
Si l’on en revient à la notion transfert de charge et de transfert de masse, vous comprendrez alors plus aisément que le transfert de charge représente la variation des forces exercées uniquement sur ses points d’appui (les pneus et le revêtement) alors que le transfert de masse est un déplacement du centre de gravité du véhicule.
Si vous avez par exemple un passager assis à côté de vous et que celui-ci se décale dans son siège dans un virage très serré, il y aura bien un transfert de masse. Résultat identique tant pour du carburant qui se promènera dans un réservoir que pour une valise qui glissera dans votre coffre…à chaque embardée ! Votre voiture aura toujours la même masse mais… plus le même poids apparent ! Capito ?
► TRANSFERT DE CHARGE SUR 3 AXES
transfert de charge s’effectue donc sur 3 axes depuis le centre de gravité de la voiture.
1) Sur un axe de tangage (effet de "plongée" / effet de "cabrage")
2) Sur un axe de roulis
3) Sur un axe de lacet
- AXE DE TANGAGE
L'axe de tangage est l'inclinaison de la caisse par rapport à un axe horizontal transversal. C'est autour de l'axe de tangage que va varier l'assiette de la voiture. Cette assiette sera grossièrement neutre à l'arrêt ou sur un "filet de gaz", positive (couple cabreur) à l’accélération et négative (effet piqueur ou "plongeant") au freinage : en pratique le nez de votre voiture aura tendance à se lever à l’accélération et à se baisser au freinage.
1) Assiette neutre
Imaginons de façon très simpliste que la masse de 800 kg du véhicule pris en exemple est répartie de façon équilibrée entre l'essieu avant et l'essieu arrière. Le poids apparent est dit "équilibré" tout comme la trajectoire qui en découle.
2) Assiette à l'accélération (couple cabreur)
La masse est toujours de 800 kg mais le poids apparent est réparti différemment entre l'essieu avant et l'essieu arrière.
Il se produit un allègement sur l'essieu avant et un accroissement de charge sur l'essieu arrière qui va bénéficier d'un surcroît d'adhérence.
Il y a donc bien transfert de charge vers l'arrière qui va donc "peser" bien plus lourd que l'avant : on comprendra d'autant plus facilement l'importance du dosage de la pression sur la pédale d'accélérateur !
Il ne faudra ainsi pas confondre rapidité et brutalité au risque d'entraîner des déséquilibres flagrants même pour un véhicule équipé d'ASR.
3) Assiette au freinage (couple piqueur ou "plongeant")
La masse est toujours de 800 kg mais le transfert de charge réparti le poids apparent en priorité sur l'essieu avant tandis que l'essieu arrière est "délesté". C'est l'effet inverse de l'accélération.
L'essieu avant va bénéficier d'un transfert de charge et donc d'une meilleur adhérence au freinage. C'est pour cette raison qu'il convient toujours de mettre davantage de frein sur les roues avant, soit au stade de la construction du véhicule soit grâce à un répartiteur de freinage - comme en disposent de nombreuses voitures dédiées au circuit - souvent dans un ratio proche de 60/40 voire 70/30 (70% à l'avant et 30% à l'arrière).
On comprendra également mieux pourquoi ce sont les roues avant qui bloquent les premières en cas de freinage trop fort. A contrario, en cas de répartition de freinage neutre (50/50), les roues avant risquent de ne jamais freiner assez suffisamment tandis que le délestage des roues arrière risque d'engendrer des blocages répétés de ces dernières !
- AXE DE ROULIS
Il s'agit du mouvement de la caisse autour de son axe longitudinal (voir schéma d'introduction). Ce mouvement ou inclinaison de la caisse dépend de la force centrifuge en virage, mais également lorsqu'une une roue passe sur un obstacle (un vibreur par exemple), ou sur un passage en dévers comme le virage de la "Parabolique" sur le circuit de Dijon Prenois.
Dans un virage, le transfert de charge s'effectuera vers l'extérieur du virage et la voiture exercera une force supérieure sur les roues situées à l'extérieur du virage (sous l'effet de la force centrifuge).
Grossièrement, votre voiture va se balancer vers la gauche ou vers la droite en fonction du sens de virage et de la conjonction tant de l'intensité que de l'angle de braquage du volant
Dans le cas d'un virage à gauche (cas d'une assiette neutre), on aura plus de poids sur le côté droit et logiquement moins sur le côté gauche.
- AXE DE LACET
Il s'agit d'un mouvement de rotation autour d'un axe vertical qui traverse le châssis du véhicule de haut en bas (voir schéma d'introduction) et il résulte seulement des forces exercées sur les deux autres axes.
Le mouvement de lacet qui va affecter votre voiture en virage va provoquer un mouvement de rotation de la voiture sur elle-même (dérapage qui pourra provoquer le fameux "tête à queue" voir même un 360 degrés !).
► L'INTÉRÊT DE MAÎTRISER LE TRANSFERT DE CHARGE
L'intérêt de bien comprendre l'utilisation du transfert de charge, est qu'il va influencer la façon dont votre voiture va se comporter, et que vous allez très logiquement pouvoir en tirer profit.
Le freinage, l'accélération et l'action ou non conjuguée des deux vont déterminer votre capacité à bien exécuter chacun des virages d'un circuit. Sur une voiture lambda dépourvue d'aides au pilotage en tous genres, si vous lâchez les freins brusquement au moment où vous tournez votre volant au point de braquage du virage, vous allez "décharger" l'essieu avant qui dirige le véhicule et donc perdre l'adhérence dont vous avez le plus besoin à ce moment précis.
Ainsi, en entrant dans un virage "sur les freins" (transfert de charge vers l'avant) on augmentera pour une voiture donnée sa capacité à tourner. Sans surprise, si le transfert de charge est exagéré lors d'un freinage limite et dépasse la capacité d'adhérence des pneus, on finira par provoquer soit un "tout droit" (si vous avez freiné en ligne), soit un tête à queue (si vous avez confondu freinage progressif et freinage dégressif et que vous avez gardez une pression de freinage trop importante après le point de braquage dans un virage).
