Technique: suspensions à butées hydrauliques progressives Citroën

Technique: suspensions à butées hydrauliques progressives Citroën

Guillaume Darding - 18 janvier 2018

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).

Train avant Audi A5 2016

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).

Organes de suspension: ressort, amortisseur et butée - Mercedes Classe A 2004

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.

Train arrière Audi Q5 2016

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.

Butée hydraulique Renault Megane 4 RS

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.

Comparaison Citroën butée élastique avec ou sans butée hydraulique

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.

Amortisseur Citroën avec butées hydrauliques progressives (Progressive Hydraulic Cushions)

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

Tous les commentaires sur le sujet (masquer les commentaires les plus anciens):

Stef

19 janvier 2018 à 10h18

Bonjour et merci pour cet article.
Ces nouveaux types d'amortisseurs sont-ils interchangeables avec des amortisseurs "classiques" ? Possesseurs d'un C4 Cactus de première génération, ce serait intéressant de pouvoir changer les amortisseurs (lorsqu'ils sertont usés) par ce nouveau type d'amortisseurs...

Merci,
Stéphane
Guirgui

19 janvier 2018 à 14h42

bonjour Guillaume et encore merci pour ce blog que je "dévore" régulièrement : pertinent et documenté, c'est parfait !
Question : savez-vous si le Grand C4 Picasso actuel va bénéficier à court terme de cette nouvelle technologie ou bien si cela est prévu sur son remplaçant ?

Cordialement

Guillaume
Guillaume Darding [administrateur]

19 janvier 2018 à 21h17

Bonjour à tous,

@stef
Si l'idée est séduisante, les amortisseurs ne sont pas interchangeables avec le C4 de première génération. Il faut voir la suspension dans sa globalité: si on change les amortisseurs, il faut aussi adapter les ressorts, les barres anti-roulis, les silent-blocs, etc. Sans compter que la calibration des béquilles électroniques (ABS, ESP,...) est très probablement différente pour s'adapter aux caractéristiques différentes de la suspension.

@Guirgui
Merci pour vos encouragements! Il faudra vraisemblablement attendre le remplaçant du C4 Picasso pour espérer avoir ce type de butée.
xav3294

28 mars 2018 à 14h14

génial les BHP mais la C4 Cactus est vraiment petite (410 cm ) avec un petit coffre et un haut seuil de chargement ! sinon que faut-il acheter de nos jours comme véhicule avec un budget de 30 000 eur : essence ou diesel , automatique ou manuelle ?
Guillaume Darding [administrateur]

30 mars 2018 à 16h14

Bonjour xav3294,

la Cactus n'est certes pas un grand gabarit, mais vous lui avez enlevé quelques centimètres! ;) Elle fait 416 cm en tout.
Concernant votre question, c'est impossible d'y répondre tant cela dépend de votre kilométrage annuel, de vos conditions de circulation (ville, route, embouteillage) et du confort de conduite que vous attendez.

Concernant les boîtes de vitesses, c'est essentiellement une question de confort: on se fait très vite aux boîtes automatiques actuelles, qu'elles soient à double embrayage (Volkswagen, Renault,...) ou de classiques boîtes auto (PSA), d'autant plus que ce ne sont plus des gouffres en matière de consommation de carburant, au contraire.
elm

06 avril 2018 à 16h40

Bonjour,
merci pour tous vos renseignements et pensez-vous que comme l'ancienne suspension hydro-pneumatique ou comme celle pneumatique du 1er grand C4 Picasso,il y a une compensation de l'assiètte arrière.
Cordialement
Guillaume Darding [administrateur]

09 avril 2018 à 00h10

Bonjour elm, merci pour vos encouragements!

Il n'y a pas de correcteur d'assiette à ma connaissance sur la C4 Cactus. Ce type de technologie nécessite une suspensions spécifique (pneumatique/hydropneumatique) ou des amortisseurs spécifiques (de type Nivomat)
gordini

06 mai 2018 à 21h47

Merçi pour vos dossiers.
Une petite remarque concernant la variation d'amortissement en fonction du débattement; il existe un amortisseur monté sur Espace 4 AR, mais probablement sur d'autres véhicules, qui avec l'aide de saignées variables dans le tube principal durcit la suspension / course. C'est en fait une variation de passage permanent. C'est une alternative assez simple, et qui ne fonctionne pas mal.
Guillaume Darding [administrateur]

08 mai 2018 à 08h59

Bonjour Gordini,

merci pour vos encouragements. Effectivement, les amortisseurs variables mécaniquement en fonction de la charge (généralement associés à des ressorts à flexibilité variable) procurent un gain en matière de confort et de tenue de route quelle que soit la charge sur l'essieu. Ils sont particulièrement utilisés sur des véhicules dont la charge peut varier grandement (monospaces, véhicules utilitaires, ...)
raisongarder

14 juin 2018 à 11h28

Votre article est très intéressant et surtout très pédagogique. Vous est-il possible de pousser l'analyse encore un peu plus loin en mettant en lumière les avantages/inconvénients du nouveau système par rapport à la classique suspension Citroën. On perd déjà manifestement l'avantage de l'assiette constante pour ceux qui doivent tracter, qu'en est-il du confort global et de l'efficacité (tenue de route) ? A l'heure de la mondialisation on se doute des raisons qui ont conduit Citroën à abandonner un schéma de suspension horriblement coûteux. Comme le prix des véhicules ne sera clairement pas revu à la baisse et que les coûts de production vont eux sensiblement baisser, si ce nouveau système est inférieur à l'ancien, cela s'appelle du marketing bien senti et le dindon de la farce sera le consommateur ...
Guillaume Darding [administrateur]

15 juin 2018 à 10h56

Bonjour raisongarder,

tout d'abord, merci pour vos encouragements! L'avantage des butées hydrauliques tient dans les prestations offertes (un bon niveau de confort), ainsi qu'une masse relativement faible (pas beaucoup plus élevée qu'un amortisseur classique) et un encombrement identique à celui d'un amortisseur classique. Masse et encombrement étant parmi les principaux défauts de la suspension hydropneumatique (sans considération du coût naturellement).

En matière d'inconvénients, par rapport la suspension hydropneumatique, on perd effectivement l'assiette constante et la hauteur de caisse variable, sans compter le côté adaptatif de l'Hydractive ou l'anti-roulis de la Xantia Activa (qui n'a été disponible que sur ce modèle particulier de toute façon).
Anne

27 juillet 2018 à 19h20

Bonjour, moi j'ai mon dos tout usé, et j'ai une Lodgy, un bon rapport qualité prix, si on enlève le côté un peu planche à roulette. Je suis intéressée par la C5 aircross qui sort à la fin de l'année, mais tant qu'on ne connaît pas les tarifs.........., sachant que le C4 cactus est trop bas pour moi. Savez-vous, si d'autres marques, utilisent le concept de suspension? Si oui sur quel modèle?
Guillaume Darding [administrateur]

27 juillet 2018 à 21h40

Bonjour Anne, les butées hydrauliques sont encore peu exploitées sur des véhicules de série. Hormis Citroën, on peut noter Renault qui utilise ce type de technologie sur la gamme RS dans une déclinaison un peu différence (néanmoins, ce n'est pas avec ce type de véhicule que vous soignerez votre dos!).

Il faut ensuite regarder du côté des suspensions adaptatives (qui sont désormais disponibles sur quelques véhicules de milieux de gamme), qui peuvent, pour certaines, répondre à cette problématique. Ensuite, il reste les suspensions actives, sur coussin d'air, plutôt réservées aux véhicules de la gamme premium (Mercedes Airmatic par exemple).
Pagosth

15 août 2018 à 12h10

Pas du tout convaincu par votre démo, ça reste une suspension métallique avec amortisseur. Citroën essaye de nous faire prendre des vessies pour des lanternes depuis qu'ils ont abandonnés la suspension hydraupneumatique et que leur plus fidèles clients partent à la concurrence. Citroën n'est plus qu'une sous marque de Peugeot...
guillaume007

23 août 2018 à 13h36

Bonjour,
BMW vient d'annoncer utiliser le meme systeme pour la prochaine serie 3.
Connaissez-vous le nom de ce fameux fournisseur ? Je ne connais aucun constructeur auto qui fabrique ses propres amortisseurs ...
Guillaume Darding [administrateur]

27 août 2018 à 00h22

Bonjour Guillaume,

je ne connais pas le fournisseur affecté sur la Série 3.
Concernant Citroën, les double butées hydrauliques sont le fruit d’un co-développement entre PSA et l’equipementier japonais KYB
25asa

15 septembre 2018 à 23h50

à Guillaume007
il me semble que Peugeot fabrique (fabriquait ?) ses propres amortisseurs.
Alec69

12 octobre 2018 à 02h52

Il me semble que GM/Cadillac utilisait une huile d'amortisseur à densité variable selon le débattement de la suspension. Simple et efficace. Pourquoi toujourts essayer de ré-inventer la roue?
Alec69

12 octobre 2018 à 02h55

..les double butées hydrauliques sont le fruit d’un co-développement entre PSA et l’equipementier japonais KYB

>>> les amortisseur KYB sont de très bonnes qualité et je les installe sur mes autos (au Canada) dès que ceux d'origine ne me donnent plus satisfaction. Le comportement de mes autos est alors toujours transformé pour le mieux.
Guillaume Darding [administrateur]

15 octobre 2018 à 15h12

Bonjour Alec69, sauf erreur de ma part, il me semble que vous parlez des amortisseurs Magneride lorsque vous évoquez une huile d'amortisseur à densité variable selon le débattement de la suspension.

Si c'est bien cela, il s'agit d'une suspension adaptative où la densité de l'huile varie virtuellement grâce à la création d'un champ magnétique au sein de l'amortisseur et de particules aimantées contenu dans l'huile des amortisseurs.

Ce n'est donc pas un système vraiment simple dans le sens où il faut des électroaimants (pour générer un champ magnétique), un fluide spécifique dans les amortisseurs, des capteurs sur chaque amortisseur (pour mesurer la position de chaque roue et sa vitesse de débattement vertical) ainsi qu'un calculateur pour déterminer quel champ magnétique doit être appliqué à chaque amortisseur en fonction des données des différents capteurs.

C'est donc une technologie qui reste assez complexe et coûteuse (et qui est bien souvent proposée en option).
PELLENC JF

24 octobre 2018 à 15h44

j'ai testé la C4 Cactus 2 dernièrement à Dax, où il existe plus d'une centaine de dos d'âne, et le résultat de leur passage, à vitesse égale, est désastreux par rapport à la pub de Citroên, c'est-à-dire que je les passe avec un meilleur confort avec ma Renault Laguna de 1999 !
Sans doute idem avec C5 Aircross, puisque technologie identique...
Donc échec de mon projet d'achat !
Guillaume Darding [administrateur]

24 octobre 2018 à 18h55

Bonjour JF, merci pour votre retour. La publicité de Citroën est certainement un peu caricaturale (ça ne reste "que" de la publicité) et rien ne vaut un essai routier comme vous avez eu l'occasion de le faire.

Le ressenti d'une suspension est tout sauf objectif et dépend essentiellement de vos attentes et de vos habitudes (votre Renault Laguna par exemple): ce qui peut plaire à certains ne peut pas forcément plaire à d'autres!
Balthazar

29 janvier 2019 à 22h38

Bonjour, je souhaite tout d'abord saluer la qualité des articles, c'est technique tout en restant accessible car les mots clés sont expliqués et les illustrations sont particulièrement pertinentes, chapeau !

Le sujet de mon commentaire a cependant rapport avec cet article en particulier : serait il possible d'expliquer en quelques mots (ou au travers d'un article complet, soyons fous !) le fonctionnement de la suspension Bose qui équipait certaines Lexus LS 400 dans les années 2000 ?
Guillaume Darding [administrateur]

31 janvier 2019 à 11h19

Bonjour Balthazar,

merci pour vos encouragements!

Concernant la suspension Bose, il s'agit d'une suspension active - voir le dossier sur les suspensions https://www.guillaumedarding.fr/dossier-les-principaux-types-de-suspension-automobile-2883821.html - différente dans le sens où il n'y a pas d'air comprimé ou d'huile, mais des électroaimants qui remplacent les combinés ressort/amortisseur. C'est donc le principe d'attirer/repousser un aimant en créant un champ magnétique avec de l'électricité qui permettait d'avoir une suspension très efficace.
Néanmoins, le concept n'a jamais vu le jour du fait de son poids très élevé et des coûts associés.
Les brevets ont été repris par Clearmotion qui pourrait proposer ce système dans les années à venir. Néanmoins, ce serait, à ma connaissance, dans une version bien différente de ce qu'avait pu développer Bose puisqu'on ne parle plus d'électro-aimants, mais plutôt d'un actionneur électro-hydraulique qui permettrait d'agir sur la circulation de l'huile dans les amortisseurs. J'en parlerai plus longuement lorsque cela se concrétisera. Le rachat de la technologie par Clearmotion date de moins d'un an!
Balthazar

14 mai 2019 à 21h46

Bonjour, nouvelle question ! Merci au passage pour la réponse complète à la précédente.

En me renseignant sur les amortisseurs j'ai pris connaissance des amortisseurs dits "à gaz" (souvent de l'azote pure ?), qu'ils soient mono ou bi tubes. Dans les explications trouvées, on associe leurs meilleures performances à une réactivité accrue du gaz. Cependant, le gaz en question ne fait que remplacer l'air.
Ma question est la suivante :
Quelle est la réelle raison des meilleures performances associées aux amortisseurs à gaz ?

Mon incompréhension vient du fait que l'on remplace un fluide compressible à faible viscosité (l'air) par un autre, ou réside alors le changement ? (la pression plus constante de l'azote à l'échauffement ?, pure idée)

Désolé si un peu HS ici mais susceptible d'intéresser certains...
Merci d'avance !

Guillaume Darding [administrateur]

15 mai 2019 à 22h48

Bonjour Balthazar,

l'azote remplace l'air car l'air contient, outre de l'azote, de l'oxygène, oxygène qui a tendance à favoriser l'aération de l'huile (formation de bulles et/ou de mousse). Or, ce phénomène réduit significativement les performances de l'huile et donc la capacité d'absorption de l'amortisseur.
Balthazar

16 mai 2019 à 19h13

Vu, merci pour la réponse. Je vois donc mieux l’intérêt de l'azote pour les amortisseurs bi tubes !
Cependant, ou réside alors l’intérêt pour des amortisseurs mono tubes ou l'air et l'huile ne sont pas en contact en n'ont donc aucune raison de mousser ?
Guillaume Darding [administrateur]

16 mai 2019 à 22h47

Bonjour Balthazar, dans le cas d'un amortisseur monotube, l'azote présente plusieurs avantages, du fait que c'est un gaz inerte.

Les propriétés chimiques de ce gaz sont identiques quelles que soient les conditions climatiques, la saison. Au contraire, l'air peut être plus ou moins chargé en humidité, ce qui peut affecter le comportement du gaz lorsque l'amortisseur est sollicité, au contraire de l'azote qui conservera des caractéristiques stables et prévisibles.

D'autre part, l'humidité présente naturellement dans l'air est de nature à abimer plus rapidement les joints. Cette humidité est aussi de nature, toute proportion gardée à faciliter la corrosion (selon les nuances de métal utilisées).
Jean-Michel GRISON

19 mai 2019 à 09h12

Bonjour
peut-on équiper une DS5 avec les amortisseurs à double butée du C5 aircross ?
Guillaume Darding [administrateur]

20 mai 2019 à 15h20

Bonjour Jean-Michel,

même si c'était possible, je ne le recommande pas du tout car il faut voir la suspension dans sa globalité (ressort, barre anti-roulis, etc) et changer un organe de la suspension va nécessairement impacter le comportement global de votre véhicule... peut-être en mieux sur certains aspects, mais peut-être en moins bien sur d'autres!
Balthazar

21 mai 2019 à 21h13

Pour revenir sur les amortisseurs dits à gaz, l'intérêt de l'azote réside donc dans la consistance de ses réactions quelles que soient les conditions extérieures, c'est bien cela ?
[merci de préciser si HS]
Cependant, je ne comprends pas comment le taux d'humidité dans l'amortisseur peut varier...les amortisseurs ne sont ils pas étanches ?
A la limite pour des bi tubes, je comprends que l'air du réservoir puisse interagir avec l'extérieur autant sur des mono tubes, j'ai plus de mal à voir...
La réponse à l'échauffement de l'air vs celle de l'azote apporte elle aussi gain en faveur de l'utilisation de l'azote ?
Aussi l'utilisation de l'azote permet elle l'obtention d'un gain mesurable ou relève elle de l'argument marketing ? (quid de l'utilisation en sport auto?)
Merci de la réponse précédente !
Guillaume Darding [administrateur]

24 mai 2019 à 11h15

Bonjour Balthazar,

quand je parle de taux d'humidité qui varie, il s'agit du taux d'humidité de l'air ambiant, celui qui serait utilisé dans l'amortisseur. Si c'était de l'air ambiant, cela signifie qu'en fonction de la saison ou de la météo où l'amortisseur est fabriquué, le taux d'humidité pourrait varier d'un amortisseur à l'autre.

Je manque de recul sur le sujet et il m'est donc difficile de vous indiquer si le gain est réellement mesurable à vrai dire. En sport auto, c'est aussi de l'azote qui est utilisé.

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