Les maths et les distances de freinage

[HUNTCTHAI]

La monte de pneu est une histoire de compromis (adhérence) selon le type de terrain.

Le type de profil du pneu, le taux d'entaillement, les lamelles autoblocantes... induisent un degré de tenue de route et de freinage.
La largeur du pneu est surtout intéressante pour transmettre la puissance (accélération) au sol... mais augmente les risque d'aquaplaning.
Il y a aussi beaucoup de marketing (et de design): regardez les montes de pneu pour Mercedes souvent très inférieures à celles de BMW et Audi (à puissances comparables). Mercedes a choisi des montes idéales, BMW et Audi ont choisi des montes qui plaisent aussi.

Rq: je ne confonds pas diamètre et largeur... c'est tout simplement liés. Les idées reçues ont la vie dure, cela permet d'alimenter des discussions de comptoir de café. Observer autour de soi permet déjà de se faire une opinion moins tranchée. Observer autour de soi des 911 montées en 19" (235/40/19) et expliquer que seul des pneus larges permettent de bien freiner est réducteur! Observer autour de soi des A380 qui peuvent décoller ou atterrir dans 20cm de flotte ... alors qu'il a 20 roues sous dimensionnées par rapport à sa masse....

Je m'aperçois que ce forum n'aime pas lorsqu'un "nouveau" ne répète pas les mêmes choses que les anciens. L'information (sciences) va très vite aujourd'hui, ce qui était vrai hier ne l'ai plus forcément aujourd'hui. Il semblerait aussi que dans ce forum une certaine hiérarchisation (historique uniquement) donne du crédit au contenu, même si c'est des idioties. Il est dommage aussi de croire que lorsqu'un "nouveau" vous parle de son point de vue et de son engouement (Tesla), cela soit interprété comme de la pub ou soit l'objet de gloussements par certains (vous en aviez fait de même lorsque la locomotive thermique voir même à charbon, a été remplacé par une locomotive électrique?).

[toby64]

La monte de pneu est une histoire de compromis (adhérence) selon le type de terrain.

Le type de profil du pneu, le taux d'entaillement, les lamelles autoblocantes... induisent un degré de tenue de route et de freinage.
La largeur du pneu est surtout intéressante pour transmettre la puissance (accélération) au sol... mais augmente les risque d'aquaplaning. ....

.....et expliquer que seul des pneus larges permettent de bien freiner est réducteur! Observer autour de soi des A380 qui peuvent décoller ou atterrir dans 20cm de flotte ... alors qu'il a 20 roues sous dimensionnées par rapport à sa masse....
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Desolé, mais un bon ingenieur evite de dire des conneries ! Un a380 n'a deja pas le meme poids par cm2 de surface de contact des pneus que ta voiture.
Un a380 beneficie au freinage de la poussee inversés des reacteurs, pas ta voiture! Et c'est pas rien ... Sans parler de sa distance de freinage ....
Alors ta compraison, vraiment pas digne d'un scientifique !
Apres , si tu as raison, que la largeur du pneu n'influe pas sur les distances de freinage ( sur sec biensur ) , c'est surement que tous les organismes qui font des tests chaque annee ne sont pas des ingenieurs de ta competence et sont archi nuls !
Biensur que des pneus larges sont un plus pour freiner , je ne vois pas ce qui te pousse a dire que non, c'est de la logique de base !
Je respecte ta position pour les voitures electriques, mais n'en fais pas trop , tu deviens pas credible.

[olivier67]

euh ça me parait logique : si un pneu large permet de mieux accélerer, il permet aussi de mieux freiner. Il ne fait que transmettre l'énergie entre le sol et la voiture, et ce dans les deux sens, non ?

Pour les avions, je pense que ce sont surtout les aerofreins et la retro-poussée qui font sont efficaces, ainsi que l'ABS.

[Steph]

Et pourtant... c'est bien sans discussion possible, une simple question de surface de contact au sol.

Pour passer de la puissance au sol ou pour freiner, plus la surface de contact est élevée, plus c'est efficace.

[alb]

Et pourtant... c'est bien sans discussion possible, une simple question de surface de contact au sol.

Pour passer de la puissance au sol ou pour freiner, plus la surface de contact est élevée, plus c'est efficace.

En toute rigueur ça dépend quand même du type de surface. Mais sur le sec, la force de friction augmente avec la surface de contact (tous autres paramètres étant égaux par ailleurs). Sur sol mouillé, ou neige, ou glace, c'est beaucoup plus problématique, voire c'est même l'inverse.

Cela étant, rien n'interdit en soi de supposer qu'à l'heure actuelle les pneus soient plus ou moins surdimensionnés (pour des raisons esthétiques ? de positionnement par rapport à la concurrence ?) en largeur par rapport aux besoins réels de nos automobiles dans un usage courant (ou urbain, ou limité à moins de 150 km/h - rappelons-nous que toute cette discussion trouve sa source dans la largeur des pneus de la i3). Encore faudrait-il pouvoir le démontrer et sur ce point, sans analyse sérieuse que personnellement je n'ai pas faite, je ne saurais rien affirmer dans un sens ou dans un autre.



[Edit : il y a eu plus haut diverses discussions sur l'influence de la masse dans tout ça, mais je crois me souvenir de cours maintenant très lointains qu'en première approche la masse (le poids) n'influence gère la surface de contact nécessaire : d'une part, l'énergie cinétique à dissiper est directement proportionnelle à la masse, donc si on double la masse on double l'énergie à dissiper par le travail de frottement (force de frottement x déplacement, ce dernier étant égal à la distance de freinage) ; mais d'autre part la force de frottement est elle aussi directement proportionnelle à la masse sur une surface horizontale, donc si on double la masse, à surface constante on double la force de frottement, donc le travail de frottement, et donc la variation d'énergie ; autrement dit tout en conservant une surface de contact constante, l'effet de doubler la masse sur la force de frottement annule l'augmentation de l'énergie à dissiper, et la distance de freinage reste constante. En revanche, on "brule" deux fois plus de gomme (vaut mieux pas car le blocage des roues fausse tout), ou de plaquette (elles sont faites pour ça), ou de disque (vaut mieux pas non plus), puisqu'in fine une bonne partie de tout cela se dissipe en réalité en chaleur.]

[sandra.m]

Je suis plutôt d'accord avec toi : Pour freiner on a besoin d'un "surface de frottement" importante (en rapport, déjà avec le poids du véhicule) et pour accélérer, le contraire ... Toujours sur sol sec !

Il me semble que les pneus, sont aujourd'hui, surdimensionnés pour de multiples raisons ...

[toby64]

C'est pourtant pas tres compliqué : prennez les tests de freinages de voitures equivalentes, et comparez la taille des pneus.
Prennes les tests un peu anciens ( 10 ans ou plus ) et vous verrez les premieres prius en bas de liste, puis remonter les annees suivantes en // a l'evolution de la taille des pneus.

Apres, on peut toujours discuter sur le bien fait des tests, trouver une exeption, mais par ex, mon f25 tient mieux en virage serré ( l'esp moins sollicité dans les cas limites ) en 245 qu'en 225.

[alb]

Je suis plutôt d'accord avec toi : Pour freiner on a besoin d'un "surface de frottement" importante (en rapport, déjà avec le poids du véhicule) et pour accélérer, le contraire ... Toujours sur sol sec !

Il me semble que les pneus, sont aujourd'hui, surdimensionnés pour de multiples raisons ...

Pas tout à fait Sandra, pour freiner ou pour accélérer la même surface de contact est nécessaire, Steph a raison (c'est une question de variation de l'énergie cinétique, et de travail de frottement dans un cas, de transmission de la puissance dans l'autre).

Par ailleurs j'ai édité mon post ci-dessus pour préciser une chose : contrairement à ce qu'on pourrait croire, il me semble bien que la masse (ce qu'on appelle couramment le poids) n'influence pas vraiment la distance de freinage, toutes choses égales par ailleurs.

Pour finir, ce que je voulais dire en répondant à Steph, c'est qu'il existe des types de surfaces (.;ex. neige) où, au contraire, une surface de contact plus importante a tendance à allonger (et non pas réduire !) la distance de freinage. Exemple pratique tout bête : le ski. Les anciens comme moi se souviennent du temps où pour aller vite il fallait les skis les plus longs possible, maintenant c'est le plus large possible (pour simplifier ), mais dans tous les cas c'est avec la plus grande surface possible : la portance du film d'eau qui sépare la neige du ski augmente avec la surface du ski, et annule les forces de frottement, donc on glisse mieux...

[alb]

C'est pourtant pas tres compliqué : prennez les tests de freinages de voitures equivalentes, et comparez la taille des pneus.
Prennes les tests un peu anciens ( 10 ans ou plus ) et vous verrez les premieres prius en bas de liste, puis remonter les annees suivantes en // a l'evolution de la taille des pneus.

Apres, on peut toujours discuter sur le bien fait des tests, trouver une exeption, mais par ex, mon f25 tient mieux en virage serré ( l'esp moins sollicité dans les cas limites ) en 245 qu'en 225.

Tu as sûrement en partie raison Toby, mais le problème avec les tests de freinage, c'est qu'ils sont influencés par beaucoup d'autres choses que la largeur des pneus. Il faudrait que les tests soient faits avec le même véhicule, strictement le même type de pneus, et juste changer la largeur, pour savoir à quoi s'en tenir. Dans la pratique, tu changes le type de pneu d'une véhicule à un autre (type de gomme, sculptures, etc) et tu changes suffisamment de paramètres pour que la seule comparaison des largeurs de pneus ne soit plus totalement probante.

En tout cas une chose me paraît sûre, c'est que plus on augmente la largeur (la surface de contact), plus on retarde le point de blocage de la roue, et donc le déclenchement de l'ABS. Or même si l'ABS vise à minimiser la distance de freinage, celle-ci sera toujours plus grande si l'ABS s'est déclenché - réduisant la force de frottement - que s'il n'avait pas à se déclencher du tout (la roue de ne bloquant pas et sans limitation de la force de frottement). Donc, c'est certain, sur le sec en tout cas, à largeur de pneus plus grande, distance de freinage plus courte.

Maintenant, la question est de savoir si on a vraiment besoin sur nos véhicules standards de montes qui dans le temps se voyaient surtout sur des vraies GT, ou s'il n'y a pas quand même un peu un effet de mode dans tout ça.

[TFA]

Juste deux remarques :
Une F1 qui accélère et freine fort a des roues très larges et ce n’est pas pour faire beau
Les GT d'avant étaient souvent moins performantes que certaines voitures familiales d'aujourd'hui, La largeur grandissante des roues n’est peut être pas seulement un effet de mode.

[toby64]

Ou poser la question autrement :
Acheteriez vous une voiture Moderne essence de 170cv en pneu 155 ?

[cityzen60]

n'empêche que du 195/50/15 sur ma fiesta et ses braves 75 cv, cela me semble énorme et inutile

une clio williams (qui freinait moins bien, certes) c'était du 185/55/15....pour 150 cv même monte sur la GTI 1.9 130

[toby64]

Surement que 195 pour 75 cv c'est beaucoup, .... C'est comme 195 pour 83cv de mon XM ( 'seulement' 1,3 t )
Mais elle a grace a ca un bon freinage et tenue de route !

Mais comme tu dis " qui freinait moins bien', meme si les pneus ne sont pas les seuls coupables, ils y contribuent !

[sandra.m]

City,
Inutile, je crois ... Mais cela fait plus "haut de gamme"

[klawal]

On aura bientôt les 1ers essais chiffrés

Voici ce qu'on peut déjà lire (chez Auto Motor Sport) :

Um den Rollwiderstand zu senken, rollte der BMW i3 auf schmalen 19-Zoll-Reifen der Dimension 155/70. Die leistungsstarken Motorräder des Hauses brausen da oft auf voluminöseren Sohlen einher. Unsicherheit kommt trotzdem in keinem Fahrzustand auf. Mit einem regelmäßigen quietsch-quietsch-quietsch wirft sich der Viertürer durch den Slalomparcours, in jeder Phase berechenbar und gut zu kontrollieren. Die Antriebsräder können dank der erst spät eingreifenden elektronischen Stabilitäts-Regelung über einen Stromstoß zum leichten Drift gebracht werden, womit sich die nur in Spurenelementen vorhandene Untersteuerneigung an der Vorderachse ausgleichen lässt. Das Resultat macht einfach Spaß, denn selbst in kühn und zügig umrundeten Kurven geht der BMW i3 dann lässig und gleichmäßig über alle vier Räder nach außen weg, was sich durch ein leichtes Liften des Fahrpedals und mit der sehr präzisen Lenkung ohne Anstrengung fein korrigieren lässt.

Auf der Slalom-Strecke legt der BMW i3-Aufbau viel Gelassenheit an den Tag; das Wanken, Nicken und Rollen hat ihm BMW nachhaltig abgewöhnt. Die Technische Information zum Wagen teilt mit: "Die Fahrwerkskonstruktion begünstigt eine funktionale Trennung von Radführung und Federung. So lassen sich sportliche, von hoher Längs- und Querdynamik geprägte Fahreigenschaften mit souveränem Federungskomfort kombinieren." Die Testfahrt auf dem Kurs von Maisach lieferte jedenfalls keine Reaktion, die dem BMW-Text praktisch widersprochen hätte. Der BMW i3 ist bequem, reagiert spontan und sicher, und auch die Bremse samt ihrem angenehmen Pedalgefühl läßt erkennen, dass die BMW i3-Macher im Fach Verzögern hier die Note eins anstreben.

Je ne vais pas tout traduire mais en gros, malgré les pneus de 155, la voiture reste agile et permet des accélérations transversales impressionnantes, et mérite la note 1 (la meilleure en Allemagne) pour son freinage.

A confronter à des essais chiffrés !

[toby64]

Planquez vos galettes, leur cote va monter avec cette nouvelle mode !

[flatouinne]

A mon sens, si la largeur du pneu n'est pas neutre pour transmettre la puissance, donc accélérer, et freiner, s'inspirer d'une F1 est quand même un poil exagèré pour une voiture ordinaire, même puissante, si on n'est pas dans les GT. Et pour la tenue en courbe, la hauteur de profil et donc la déformation du pneu doit avoir son importance. Maintenant, il y a forcément une part de marketing et de look là dedans, les propriétaires de X5 avec des 355 derrière se reconnaitront.

Si la comparaison poids puissance ne tient pas vraiment, nombre de motos aujourd'hui sont montés avec un 190 derrière, ça fait sport, mais mon 150 ne me pose pourtant pas vraiment de problème de tenue de cap, et par contre, est sans nul doute plus agile dans les changements d'angle, même si ce point est un poil négligeable en voiture

[toby64]

Il n'empeche qu'une moto recente a pneu large , se permet plus d'angle qu'avant ( en virage, il y aura plus de surface au sol pour garder l'adherence) , sauf qu'elle prennent bien plus d'angle que ce que la majorité des motards ( dont moi) savent prendre, donc tu as raison ca ne sert pas forcement.
Maintenant, les distances de freinage ne sont pas les memes non plus .... et on en revient au debut !!
Meme en GP, les pneus ont aussi pris de la largeur !

[alb]

@sandra et Alb : je crois que vous êtes un peu égarés en début de soirée avec vos propos sur les surfaces de frottement.

En effet, tant qu'on veut rester dans des descriptions simples (ce qu est le cas ici) on considère qu'on ne bloque pas les roues lors du freinage. Donc elles tournent. Donc on parle de surface de contact (et de "grip").

Certes mais dans ce cas il s'agit de frottement statique et la formule (de calcul de la force de frottement - certes statique et non pas dynamique - qui s'oppose au mouvement du véhicule - en remplaçant aussi le coefficient de frottement dynamique par le coefficient de frottement statique) reste essentiellement la même - et proportionnelle à la masse (via la force normale, le poids sur une surface horizontale), c'est ça le point important dans ce que j'écrivais - si tu a une force de frottement statique qui est à la limite du max avant glissement (ce qui est le cas le plus souvent du fait du système ABS).

Pardonne mon abus de langage quand j'ai parlé plus haut de surface de frottement. Quoi qu'il en soi mon seul point était d'indiquer qu'il me semble que la masse ne joue pas, ou très peu, dans la distance de freinage, et il me semble que cela reste vrai (proportionnalité de l'énergie cinétique à dissiper compensée par la proportionalité du travail de la force qui s'oppose au mouvement du véhicule).

Tu as raison, nos années d'études sont loin, je suis le premier à en convenir pour ce qui me concerne

[HUNTCTHAI]

Desolé, mais un bon ingenieur evite de dire des conneries ! Un a380 n'a deja pas le meme poids par cm2 de surface de contact des pneus que ta voiture.
Un a380 beneficie au freinage de la poussee inversés des reacteurs, pas ta voiture! Et c'est pas rien ... Sans parler de sa distance de freinage ....
Alors ta compraison, vraiment pas digne d'un scientifique !
Apres , si tu as raison, que la largeur du pneu n'influe pas sur les distances de freinage ( sur sec biensur ) , c'est surement que tous les organismes qui font des tests chaque annee ne sont pas des ingenieurs de ta competence et sont archi nuls !
Biensur que des pneus larges sont un plus pour freiner , je ne vois pas ce qui te pousse a dire que non, c'est de la logique de base !
Je respecte ta position pour les voitures electriques, mais n'en fais pas trop , tu deviens pas credible.

Alors Toby.... quand je vois les commentaires de nos autres amis... !
Je vais m'abstenir de tout opinion maintenant sur le TESLA et l'électrique qui fait chier pas mal de monde sur ce forum: normal... cela bouscule nos habitudes, notre éducation ne laisse pas de place aux gens qui font mieux que les objets qu'on possède déjà. Je persiste et signe mes propos. Il y a un fossé entre ce que sait le grand public et ce que font les constructeurs. Ce forum accorde du crédit à la première partie, je peux le comprendre.
Merci Toby, tu es un as, un champion du monde, un gars qui me dit "de ne pas trop en faire"... mais quelle maitrise du rapport "faire trop" / "crédibilité"! Merci encore à toi, tu m'as remis dans le droit chemin et m'a permis au bout de 40 ans de me rendre compte que je suis un mec "pas crédible".
Vraiment les gars... vous n'êtes pas sérieux! Comment osez vous dire cela à des gens qui donnent leurs avis! Qu'ils soient justes ou faux... c'est le leurs! Vous ne pouvez pas dire "lui il a raison", "toi t'es pas crédible!". Mais non!
Eh, Toby, quand tu me dis "un ingénieur évite de dire des conneries"... j ai vite compris que cette remarque venait d'un clown! Pourquoi m'attaquer? La masse croit avoir raison, l'élite contrôle la masse.