Sommaire

Dans les sports mécaniques, la vitrine qu’est la formule 1 est un vrai laboratoire de nouvelles technologies. Les freins céramique en sont une des composantes. Mais quelle est cette innovation, dont le nom évoque plus la fragilité que la performance ? Et quel en sera le poids sur la voiture d'un conducteur lambda ? Pour tout savoir sur les freins en céramique.

Système de freinage auto et ses limites

Principe du freinage d’un véhicule : rappels

Un véhicule accumule en roulant de lénergie cinétique ; c’est une énergie potentielle qui se transforme en énergie destructrice lors d’un accident contre un obstacle, ou qui prend la forme d’énergie calorifique quand les freins sont actionnés pour ralentir ou arrêter la voiture.

La montée en température des freins est donc un phénomène normal et la problématique réside dans la capacité des organes de freinage à dissiper cette chaleur dans l’air ambiant. La limite est atteinte au cours d’un freinage appuyé ou prolongé où la chaleur peut détériorer les joints des pistons de freins, les disques de freins et bouillir le liquide de freins (fading), les rendant inopérants.

Solutions techniques : freins en carbone ou céramique

Pour dissiper la chaleur, différentes solutions correctives existent. Les plus simples et moins coûteuses sont les disques ventilés ou perforés.

  • Le disque ventilé : il comporte 2 épaisseurs entre lesquelles circule l’air permettant un meilleur refroidissement.
  • Le disque perforé : plusieurs perçages parsèment la surface des disques participant à un meilleur refroidissement.

Le remplacement des disques acier par des disques carbone ou céramique constitue également une alternative efficace, la restriction pour les disques carbone étant leur mise en température préalable pour être fonctionnels.

Lire l'article Ooreka

Zoom sur les freins en céramique

Ce type de freins, qui n’a rien à voir avec la matière céramique traditionnelle, est composé de céramique composite. Ce sont des freins à structure carbone auxquels sont ajoutés des extraits de silice. Chauffés au four, ces disques acquièrent une dureté proche de celle du diamant.

Avantages des freins en céramique

Les disques en céramique présentent des qualités considérables.

  • Une capacité de fonctionnement à température élevée (jusqu'à 1 000°C). En outre, leur facilité à ne pas diffuser la chaleur préserve la durée de vie des organes et fluides voisins (étriers de freins, liquide de freins, moyeux, graisse des moyeux et transmissions…) .
  • Une durée de vie importante. Par leur qualité de dureté, la durée de vie est équivalente ou supérieure à celle du véhicule, donc de 5 à 10 fois supérieure aux disques standard (pour comparaison, un jeu de disques en acier se remplace en moyenne tous les 50 000 km).
  • Une grande légèreté (3 fois moins lourds que les disques traditionnels). C'est un facteur important pour les masses non suspendues (roues et freins).
  • Un freinage puissant et efficace à toutes les températures (qualité qui découle des précédents points forts).

Inconvénients des freins en céramique

Si les freins céramique sont une révolution, leur diffusion sur les véhicules de grande série n’est pas encore d’actualité, notamment pour deux raisons essentielles :

  • Le coût : il est exorbitant. Pour exemple, un pack de freins céramique (disques + étriers de freins) pour une Audi RS 6 atteint 10 000 €. La raison principale en est le procédé de fabrication, extrêmement technique et long :
    • une matrice en fibre de carbone poreuse est progressivement enrichie et comblée par des matériaux composites, après diverses étapes de formatage et d’étuve ;
    • la pièce obtenue doit approcher au plus juste les caractéristiques dimensionnelles finales ;
    • la dernière étape consiste à ajouter des composants à base de silice pour obtenir, après un dernier étuvage, une dureté proche du diamant, qui complique la dernière opération de rectification du disque destinée à l’amener précisément à sa cote finale.
  • L’élitisme, qui découle du coût, du au procédé de fabrication et du nombre très restrictif de firmes capables de produire des freins céramiques. Les principaux développeurs étant Brembo et Carbone Lorraine, pour l’équipement optionnel de marques et modèles de prestige et pour les écuries de course.

Quelques exemples de montages disponibles (le prix moyen d'un jeu de disques étant de 3 500 € HT) :

Marque

Modèle

Porsche

997 GT3

Ferrari

F360 – F430

BMW

M3 – 1M – Z8

Maserati

Gran rourismo

Mercedes

C63 AMG

Chevrolet

C6 Z06

Consulter la fiche pratique Ooreka

Des freins en céramique sur les voitures de grande série ?

Comme évoqué, les véhicules actuellement équipés (en option) sont les véhicules de prestige et de luxe, ainsi que les prototypes de compétition.

Les voitures de série devront attendre encore quelques années, l’évolution vers des procédés de fabrication plus flexibles et la baisse des coûts étant la condition première : si mécaniquement une production en grande série baisse les coûts, ceux-ci seront toujours supérieurs aux disques de freins traditionnels (un jeu de disques acier vaut de 50 à 150 €).

Si enfin les arguments de sécurité par leur rendement penchent en faveur des disques céramique, les systèmes de freinage traditionnels ont de leur côté beaucoup évolué, aidés par des dispositifs d’assistance (anti-blocage des freins, adhérence des pneumatiques, nouvelles technologies liées aux véhicules électriques et hybrides, comme la récupération d’énergie au freinage, qui permettent de moins solliciter les freins).

Lire l'article Ooreka

Aussi dans la rubrique :

Pièces mécaniques

Sommaire

Moteur et courroies

Clapet anti-retour auto Surfaçage de culasse Pompe tandem Nettoyer un turbo Cache-culbuteurs Injection directe Capteur de cliquetis Électrovanne de turbocompresseur Avance à l'allumage Décalaminage Nettoyage d'injecteur aux ultrasons Poulie Damper Panne d'essence, que faire ? Capteur de pression de suralimentation (MAP) Pompe à injection Soupapes du moteur Couple moteur Ralenti instable Consommation anormale d'huile moteur Turbocompresseur électrique Capteur PMH Injection indirecte Actuateur de ralenti Culbuteur Changement de moteur Dump valve Surchauffe du moteur Pompe à eau pour voiture Reprogrammation du moteur essence Comment régler les soupapes d'une voiture Anti-fuite de joint de culasse Indice de viscosité d'une huile de moteur Segmentation d'un moteur Préparation moteur Changer une courroie de distribution Couler une bielle Silent bloc moteur Plaque sandwich Voyant moteur Injection mécanique Injection directe à rampe commune Turbo qui siffle Ma voiture sent l'essence, que faire ? Injecteur qui claque Courroie de distribution Pompe de gavage Filtre à huile Changer une bobine d'allumage moteur Pastille de sablage Problèmes de démarrage à chaud du moteur Kit hydrogène Additif moteur Volant moteur Coussinet de bielle Récupérateur d'huile Huile de moteur Boitier additionnel pour diesel Piston forgé Augmentation de la puissance moteur Poulie de déphasage Défaut d'étanchéité du moteur Kit éthanol Réchauffeur de gazole pour voiture Rupteur de voiture Changer un filtre à essence Erreur de carburant, que faire ? Turbo grippé Volant moteur allégé Bas moteur Augmenter la pression d'un turbo Poussoir hydraulique Fuite de la pompe à injection Fuite de l'injecteur Mon véhicule sur-consomme : 7 choses à vérifier Changer une pompe à eau Pression d'huile moteur insuffisante Support moteur Bruit de la courroie de distribution Additif d'huile pour moteur Durite de refroidissement Relais de préchauffage Capteur de position d'arbre à cames Cache moteur Boîtier de servitude moteur (BSM) Puce électronique pour moteur Panne de gasoil, que faire ? Compte-tours de voiture Changer un filtre à huile Turbocompresseur à géométrie variable (TGV) Nettoyer un injecteur Problèmes d'injecteur Claquement moteur Rupture de la courroie de distribution Voyant de pression d'huile du moteur Fuite d'huile du turbo Radiateur de refroidissement du moteur Courroie de direction Calculateurs de moteur pour voiture Reprogrammation du moteur Fuite de gasoil Encrassement du moteur Nettoyant moteur Frein moteur Chaîne de distribution Pannes de volant moteur Électrovanne pneumatique