Au Coin du Tricar

La Suspension


 

"Il n'existe pas de formule simple permettant de calculer d'une façon certaine le ressort à lames".
Charles Jeantaud (1843 – 1906) en 1900
 
Au début du XXe siècle, on était encore loin de calculer mathématiquement les ressorts voire des systèmes de suspension entiers et leurs résonances. Nous ne trouvons donc guère de calculs, et les détails de construction ainsi que le dimensionnement (souvent trop faible) des ressorts ont été déterminés de façon purement empirique.


La suspension est l'ensemble des ressorts par l'intermédiaire desquels les essieux supportent le châsssis avec la mecanique et la carrosserie. Ordinairement, le châssis portant la carrossérie est suspendu au-dessus des ressorts, de sorte que le moteur est soustrait aux chocs de route. Pour éliminer l'inconvenient que les passagers subissent les trépidations du moteur, on a parfois suspendu en plus le baquet du passager (p. ex. la "double suspension" de la tri-voiturette Austral type G). Sur quelques tricars, le châssis reposait directement sur les roues, sans l'interposition de ressorts, et seulement le siège était suspendu. Hormis le manque total du confort surtout pour le conducteur, le moteur était soumis au chocs de route. Mais ce mode d'agencement avait sa raison d'être, car il présente l'avantage de maintenir rigoureusement la roue motrice dans un plan parallèle au plan des roues directrices. On évite ainsi les flexions de côté et les torsions du cadre qui résultent de la flexion inégale des ressorts. 
La fonction de la suspension est d'absorber les chocs de la chaussée et de les transformer en oscillations. Elle doit en outre assurer à tout moment une parfaite adhérence des roues au sol. La première exigence visant surtout le confort des passagers, était d'une importance capitale pour le succès du tricar auprès du public – c'était aussi le manque d'une suspension qui a "tué" le tricycle. À la dernière, qui vise surtout la sécurité, les constructeurs n'ont pas accordé une importance particulière en vue de la faible vitesse d'un tricar. Cela avait pour conséquence que, en dépassant une vitesse de 40 km/h environ, le tricar "saute comme une balle" (Baudry de Saunier).

En ce qui concerne le confort, des essais ont montré qu'une période d'oscillation de la masse principale (carrosserie) d'un véhicule comprise entre 0,8 Hz et 1,2 Hz (1 Hertz = 1 oscillation par seconde) est la plus supportable pour les hommes, mais des fréquences qui ne dépassent pas 2 Hz sont permissibles dans certaines conditions. Les fréquences plus élevées secouent la colonne vertébrale et donc le système nerveux central ; les fréquences trop basses peuvent causer des nausées.  
Le système de suspension se compose des pneus, des ressorts et du rembourrage de siège.

Les pneus
 

Nunc est bibendum ("c'est maintenant qu'il faut boire")  — le célèbre verset d' Horace (I 37) ne fait pas ici allusion au vin,
mais aux obstacles qu'il faut "boire".
 La coupe qui lève Bibendum est remplie de clous et de morceaux de verre.
 
Selon l'opinion jadis largement répandue, qui fut propagée par la publicité Michelin, le pneu "boit l'obstacle". C'est vrai pour les petits obstacles, car, en tant que coussin d'air, le pneu se déprime sur les petites sailliés des cailloux, il épouse les interstices des pavés et amortit la sécheresse du choc, mais son fléchissement ne dépasse guère 30 mm. Pour des obstacles plus grands, il est nécessaire d'employer des ressorts, dont le fléchissement peut dépasser 100 mm. Hormis les chocs en direction verticale, les pneus absorbent aussi en partie les chocs transversales. Comme les pneus à talons n'offraient qu'un petit volume de gonflage, il fallait les gonfler à des pressions de 3 à 5 bars pour assurer un bon maintien du pneu sur la jante. Cette pression des pneus élevée ne favorisait pas le confort qui se voyait encore plus reduit par la bonne pratique de monter des pneus antidérapants au moins sur la roue motrice des tricars.  


Les ressorts 


Les ressorts sont les éléments qui relient les masses non suspendues, c'est-à-dire les composants qui subissent des chocs directs (comme les roues, les fusées, l'essieu, etc.), aux masses suspendues (le châssis portant la mecanique, la carrossérie, etc.). Les chocs de la chaussée font entrer les roues surtout en oscillations verticales, qui à cause de l'accélération des masses non suspendues et suspendues ont comme conséquence une variation de la charge dynamique (= charge totale instantanée) des roues qui diminue les forces de guidage latéral des pneus. Cela d'autant plus en cas de grandes masses non suspendues, puisque les roues sont pressées plus lentement contre la chaussée. Surtout sur routes mauvaises, il faut donc choisir les masses non suspendues aussi faibles que possible, une condition qui seuls sur les tricars à suspension intégrale est satisfaite. 

Les forces des masses suspendues agissent également sur la suspension. Dans un véhicule non chargé, les ressorts n'exercent qu'une pression faible sur les roues à cause de leur tension initiale modeste. En roulant sur un obstacle, les roues ont un mauvais contact avec la route et le véhicule ne se laisse plus diriger à précision. Sur un tricar d'environ 200 kg, la charge additionnelle d'un passager joue un rôle non négligeable pour la tenue de route. 

Sur les tricars, on n'a habituellement employé que deux types de ressorts, les ressorts à lames, qui étaient de loin les plus répandus, et, dans une bien moindre mesure, les ressorts hélicoïdaux ou "ressorts à boudin". À de très rares exceptions près (P. Bruneau, Lurquin-Coudert), l'utilisation de ressorts hélicoïdaux était restreinte à la suspension de la roue arrière, tandis que les ressorts à lames ont été utilisés tant pour la suspension de l'essieu avant que pour celle de la roue d'arrière. Pour la fabrication des ressorts on employait un acier Martin supérieur dont la résistance primtive de 80 kg/mm² environ, atteignit après trempe et recuit 120 kg/mm² environ, avec un allongement correspondant de 7 – 8 %. Pour les ressorts de qualité spéciale, dont le prix était beaucoup trop élevé pour l'utilisation sur des tricars, on employait des aciers mangano-silicieux dont la résistence s'élevait à 150 kg/mm², avec un allongement de 6 %. Les aciers pour ressorts à lames aujourd'hui couramment utilisées possèdent une résistence de 140 – 150 kg/mm², avec un allongement de 6 %. Ces aciers modernes adaptés pour une sollicitation moyenne correspondent donc aux meilleurs aciers pour ressorts que l'on pouvait trouver à l'époque. À cela s'ajoute un façonnage supérieur des surfaces (densification, polissage) lequel augmente la résistence aux efforts alternés. La plus faible résistance des ressorts anciens, les routes mauvaises, à cause desquelles les ressorts atteignaient parfois leur point critique de flexibilité, et le fait que les tricars ont été souvent impitoyablement surchargés, expliquent les ruptures relativement fréquentes, surtout dans le cas des ressorts à boudin. La cassure était plus à craindre par temps froid, l'acier devenant très cassant par la gelée.

Les ressorts à lames 

La suspension à ressorts à lames ordinaires, montés dans les sens de la longueur du véhicule entre les longerons du châssis et l'essieu, était la plus répandue sur les avant-trains des tricars. C'est le mode de construction typique des voitures et voiturettes. Un tel ressort se compose de plusieurs feuilles ou lames de taille décroissante et étagées l'une sur l'autre.
Les lames sont maintenues ensemble, à la partie médiane, par un goujon d'assemblage qui assure que les feuilles dont les arcs de courbure ont des rayons différents, sont amenées à adhérer les unes aux autres (ci-contre : les lames d'un ressort à l'état détendu). Le déplacement latéral des feuilles est empêché soit par de petits ergots appelés étoquiaux (C) qui glissent dans une rainure ou encoche (C') de la lame voisine, soit par une nervure (e) à laquelle correspond une dépression (d) sur l'autre face, soit par des étriers (f).
 
 
La lame la plus longue et épaisse s'appelle maîtresse-feuille (maîtresse-lame). Elle s'attache au châssis et assure le guidage du ressort et de l'essieu. Le ressort est fixé sur l'essieu au moyen de deux brides en U et un patin (ou tasseau). La maîtresse-feuille, dont les bouts enroulés (a) forment un "œil" ou "rouleau", se fixe au châssis par l'intermédiaire des "mains" ou "menottes" solidaires des longerons et par des jumelles qui permettent que le ressort travaille en compensant sa variation de longueur.
 
 
En général, l'un des rouleaux est fixé directement à la main ("main simple") du châssis qui supporte les forces de poussée, tandis que l'autre rouleau est fixé de façon mobile par des jumelles à l'autre main ("main à jumelles") ou à une simple attache du châssis afin de compenser l'allongement du ressort.
 
 
Le dessin ci-dessus montre la fixation du ressort sur le patin (P) de l'essieu au moyen de deux brides en U. Entre le ressort et le patin de l'essieu est interposé une cale en bois ou fibre qui forme une assise et évite le glissement du ressort. Dans cette cale se loge la tête du boulon central qui sert à l'assemblage des lames et qui les traverse toutes.
 
 
Dans la plupart des cas, le ressort est monté sur l'essieu, ce qui donne la possibilité d'exploiter toute sa course élastique. Le montage des ressorts sous l'essieu, typique des tricars Contal, permet d'abaisser l'avant train pour une meilleure tenue de route, mais le débattement des ressorts est réduit de la hauteur de l'essieu qui vient plus vite heurter le châssis quand les ressorts fléchissent trop. Pour éviter cet inconvénient, on a monté les ressorts des voitur(ett)es souvent à côté des longerons, de sorte que l'intérieur du ressort se trouve à 5 ou 6 centimètres en dehors du châssis.

Mains avant et arrière pour châssis placé entre les ressorts
 
De cette manière, la voiture est suspendue dans les ressorts et non au-dessus. En plaçant les rouleaux des ressorts aussi haut que possible, on baisse ainsi le centre de gravité et l'on donne plus de stabilité au véhicule.
 
 
De plus, le montage des ressorts en dehors du châssis réduit l'inclination de la caisse, car une charge donnée sur un ressort produisit une flexion moindre du ressort voisin.
Cette mode de construction a fait son apparition aussi sur quelques tricars, dont par exemple le tricar Ivry :
 
 
Il convient de jeter un coup d'œil aussi sur la suspension arrière à ressorts demi-pincettes des voitures, bien que le tricar n'ait pas d'essieu arrière. Mais les forces de transmission agissant sur l'essieu arrière d'une voiture exercent également un effet de mouvement semblable sur l'axe de la roue arrière d'un tricar, et dans les deux cas, le montage des ressorts doit être adapté au mouvement des roues. Afin de permettre une plus grande mobilité des ressorts arrière, leurs extrémités sont souvent articulées sur deux jumelles (a, b). Les deux articulations présentent en plus le grand avantage de faciliter le réglage des chaînes.



Les roues arrière, en se développant, poussent l'essieu en avant, et, par les ressorts et leurs articulations c, d) entraînent le châssis. Ce rôle de transmetteur d'effort gêne les déformations des ressorts. Pour les en décharger, on a souvent monté deux bielles de poussée qui relient l'essieu au cadre et dont les connexions sont à articulation. De cette façon, l'essieu ne peut plus se déplacer ; il faut que le ressort devienne susceptible de le faire, aussi bien dans sa partie antérieure que dans la moitié postérieure. 
Sur les tricars équipés de deux demi-pincettes en arrière, les glissières qui guident le mouvement vertical de la roue jouent aussi le rôle des bielles de poussée. Deux représentants typiques d'une telle construction sont la suspension Jaujard et celle de la tricar-voiturette Bonin.

Jaujard. Cette suspension à ressorts demi-pincette fut brevetée en 1906 par Jean Jaujard, le constructeur de la motocyclette La Guerrière. Étant donné que très peu est connu sur Jaujard, nous avons ajouté une digression consacrée à ce constructeur au bout de cette page. Le lecteur y trouve aussi le texte intégral du brevet de la suspension.
La suspension arrière Jaujard consiste en deux organes placés à droite et gauche de la roue motrice et qui se composent : d'un tube T, d'un guide B, de deux porte-ressorts A et d'un ressort à lames R. Les extrémités du ressort glissent entre des galets en G. Sur la partie médiane du ressort sont fixées une patte P, dans l'échancrure de laquelle est bloqué l'axe de la roue, et une coulisse C. La coulisse s'encastre dans le guide B et peut y glisser en s'élevant ou en s'abaissant. Le ressort ayant son point d'appui sur l'axe de la roue, fléchit au moindre obstacle et amortit l'effet des secousses.

Bonin. Sur la suspension Bonin, la roue arrière est suspendue au moyen de deux ressorts à lames disposés sur les longerons latéraux du cadre et guidée par deux tubes articulés sur la fixation antérieure des ressorts.


Le mouvement vertical est guidé par de longues glissières verticales. Les ressorts sont renversés (c.-a-d. les rouleaux sont roulés du côté de la pointe des feuilles, voir plus loin) et chaque œil est fixé par des jumelles aux deux attaches du longeron.

 
Formes des ressorts à lames
 
Les principales formes des ressorts étaient les ressorts à rouleaux roulés du côté de la maitresse-feuille dits "droits" ou "à œil droit" ou "à rouleaux en dessus " (ci-dessus, en haut) et ceux roulés du côté des pointes des feuilles dits "renversés" ou "à rouleaux en dessous" (ci-dessus, au milieu).
Une autre forme, le ressort col de cygne avec rouleau en forme de col de cygne d'un ou de deux bouts (ci-dessus, en bas), apparaît p. ex. sur la tri-voiturette Austral type G, dont le baquet avant (monoplace) est suspendu sur le châssis par deux ressorts de ce type.


Ressorts transversauxSur les tricars, les ressort à lames disposés transversalement sur l'essieu ont été rarement employés (tri-voiturette Rochet, La Française-Diamant). 



Cette solution offre l'avantage d'un poids réduit par rapport à l'utilisation de deux ressorts plus lourds et permet aussi de renoncer à un châssis suffisamment robuste et lourd pour fixer deux ressorts longitudinaux. Mais un ressort transversal n'a pas de rigidité dans le sens de la marche, raison pour laquelle son utilisation restait réservée pour les essieux arrière sur les voiturettes plus lourdes. Une exception à cette règle faisait la marque Ford qui à l'époque montait des ressorts transversaux aussi sur l'essieu avant de ses voitures (ci-dessus).
 

Tricar La Française-Diamant (1905)
 
Ressorts à glissoires. Rarement, les extrémités ou seulement l'une d'elles, ont été laissées droites, c'est-à-dire sans rouleau, de manière à être introduites dans des glissières ménagées dans le châssis. Par glissière faut-il entendre ici une rainure longitudinale creusée dans le châssis et qui est destinée à guider une pièce – l'extrémité de la maîtresse-feuille – se déplaçant dans cette rainure. Des ressorts à glissoire ont été employés sur le tricar Contal 1910 à suspension arrière. 


La mauvaise qualité de l'image ci-dessus ne permet malheureusement pas de comprendre les détails de la construction. On reconnaît néanmoins que l'axe de la roue arrière est suspendu par deux ressorts à lames montés de chaque côté de la roue. Les ressorts placés sur chaque barre inférieure du châssis sont montés inversement à ce qu'on fait habituellement, c'est-à-dire les parties concaves des lames sont tournées vers le sol. Ce sont des ressorts à glissoirs dont les extrémités droites se déplacent dans des glissières ménagées dans le châssis.
 
Ressort à pincettes. Deux ressorts droits, opposés et articulés ensemble, constituent un ressort à pincette. Suivant la forme de ces articulations, ces ressorts sont à charnières ou à "mains anglaises" (ci-dessous). On les a appliqués dès le début de l'automobilisme à la suspension à l'avant, mais on les a abandonnés vers 1900. Sur une voiture, un tel ressort est ordinairement réuni dans sa part supérieure à la caisse et relié en bas à l'essieu. Quand on fait un effort sur la direction, le ressort cède, l'essieu recule et la direction n'est plus sûre. Pour cette raison, on a employé après 1900 les ressorts à pincettes seulement à l'arrière sur quelques voitures de ville et de tourisme de force moyenne pour leur donner plus de confortable. Néanmoins, on trouve ces ressorts aussi en avant sur quelques tricars, dont la tricar-voiturette Bonin.
 
 
Le dessin ci-dessus montre un tel ressort à charnière. La maitresse-feuille du ressort supérieure se termine par une courbe appelée sabot qui s'engage dans une autre partie recourbée de la maîtresse-feuille inférieure nommée rouleau ; ces deux parties sont réunies par un boulon d'assemblage.
Sur les ressorts à mains à l'anglaise, les bouts des maitresses-feuilles opposées ne sont pas enroulés, mais soudés de chaque côté à un œil commun.
 
Ressorts en C ou double C. Ils sont ainsi nommés parce qu'ils affectent la forme d'un C. Très appréciés autrefois sur les voitures de luxe à cause du grand cachet d'élégance qui offrent, leur prix élevé excluait en général l'usage sur les tricars.


Mais on les employait fréquemment sur les tricars anglais et allemands (Göricke, Fafnir, N.S.U., etc.) pour la suspension des baquets et des caisses. 
En France, c'était la marque Stimula qui a suspendu le baquet avant de ses tricars par des ressorts en C. Ordinairement, on a employé sur les tricars des ressorts en C ou en double C sans articulation, dans lequel les lames extérieures vont d'une extrémité à l'autre (ci-dessus, à gauche). Ils amortissent les chocs dans le sens longitudinal aussi bien que dans le sens vertical. 
 

Tricar N.S.U. 5 CV, 1905


Sur la trivoiturette Austral type G série 1, le châssis repose sur deux ressorts à demi-pincette, mais le baquet avant est lui-même suspendu au châssis par deux ressorts en double C entre lesquels il est fixé. Cette suspension supplémentaire a pour but de neutraliser les vibrations d'avant en arrière développées par les efforts non équilibrables du moteur monocylindrique.

On a combiné aussi un ressort à pincette avec un ressort en C, comme sur le dessin ci-dessous à gauche.
 


Ressorts en crosse. Seulement par souci d'exhaustivité, nous mentionnons aussi les ressorts en crosse (ci-dessous, C) qui étaient assez répandus sur la suspension arrière des voitures à cause de leur souplesse. C'est une demi-pincette que l'on aurait sectionnée en deux, les lames étant maintenues dans la région sectionnée par des brides. On a généralement associé le ressort en crosse et la demi-pincette, l'articulation des extrémités voisines de ces ressorts se faisaient sur jumelles (ci-dessus à droite et ci-dessous). 
 

Cependant, les ressorts en crosse, combinés avec des ressorts à boudin ou à demi-pincette, ont été fréquemment utilisés dans les années treinte sur les suspensions des sidecars.
 
 

Sur les tricars, on ne trouve que des demi-ressorts inversés type Cantilever (Austral type G). 


Suspension tricar Austral type G série 1 (à gauche) et type G

Tri-voiturette Austral : l'ensemble rigide portant la roue arrière de la trivoiturette Austral G 1 comprend une pièce en U renforcée par deux branches s'en écartant et situés dans un plan différent. Les extrémités libres de ces branches et celle de la pièce en U aboutissent à la traverse arrière du cadre en tôle emboutie et y sont fixées par une sorte de charnière. Cette disposition permet à la roue de se déplacer suivant un arc de cercle ayant son centre sur l'axe de l'articulation. La suspension est assurée par deux demi- ressorts à lames fixés à une de leurs extrémités au châssis et de l'autre reliés à l'ensemble mobile au moyen de jumelles.

Maintenance: une ou deux fois par an, il fallait démonter complètement les lames, les nettoyer au papier de verre et les graisser avec de l'huile très épaisse à laquelle on incorporait du graphite. Pour réduire le frottement entre les lames et améliorer la suspension, on pouvait trouver dans le commerce de minces lamelles en laiton qu'on interposait entre chaque lame et qu'on garnissait de graisse dans les trous ménagés à cet effet. De cette manière, le frottement ne se produisait plus acier sur acier, mais sur un métal doux.
 
 Lames en laiton interposées

On recommandait aussi d'enrouler autour des lames une bande de toile sur toute leur longueur pour empêcher l'introduction de l'eau et des poussières. Il fallait enrouler très serré à l'aide du ruban Chatterton et recouvrir d'une couche de peinture. Il était aussi de rigueur de graisser souvent les articulations des ressorts (ci-contre).
 

Les ressorts hélicoïdaux ou à boudin



Ressorts à boudin de progression linéaire (à gauche) et de progression progressive (à droite). Les ressorts à feuille large (au milieu) étaient réservés aux poids lourds.

Sauf quelques rares exceptions (Decauville 1898, Stabilia 1912), les ressorts en hélice ou à spirale ne furent pas employés en automobile à l'époque, mais ils l'étaient fréquemment dans les tramways. Une exception constituent les véhicules très légères comme les motocyclettes et motocycles. 

Les ressorts hélicoïdaux sont fabriqués en fil d'acier que l'on enroule en hélice régulière autour d'un mandrin. Les spires formant les extrémités du ressort sont utilisées pour l'appui et ne sont pas appelées à se déformer (spires inactives). Un ressort hélicoïdal ne travaille que dans le sens de la compression des spires, lors de laquelle le fil d'acier effectue un mouvement de rotation autour de l'axe longitudinal du ressort. C'est pourquoi on peut considérer un ressort à boudin comme une barre de torsion que l'on a enroulée en hélice. La compression a pour effet une légère augmentation du diamètre des spires laquelle il faut tenir en compte si le ressort doit être monté à l'intérieur d'un tube. 

Le grand avantage des ressorts hélicoïdaux est leur poids réduit et leur encombrement relativement faible, grâce auquel ils se sont imposés avec l'avènement de la suspension avant indépendante. Les inconvénients principaux par rapport aux ressorts à lames sont qu'ils ne peuvent pas supporter les forces de poussée latérales et qu'ils n'ont pas d'amortissement propre. Par conséquent, on a besoin des bras de guidage pour la transmission des forces de poussée ainsi que d'amortisseurs.



Avant l'arrivée de telles constructions modernes à bras de guidage que l'on voit sur les dessins ci-dessus, on montait les ressorts à boudin à l'intérieur de tubes coulissants (Lurquin-Coudert). Ceux-ci, destinés à absorber les forces de poussée latérales, se usèrent très vite. Les ressorts à lames, par contre, aident le positionnement des essieux et la suspension au corps sans ajout d'aucun élément supplémentaire pour réagir à la force motrice ou de freinage.  

Suspension arrière Lurquin-Coudert et suspension coulissante ("plunger") d'une Montesa Brio 81, 1957. 
 
Lurquin- Coudert. Malgré les critiques à l'époque, la suspension brevetée par Lurquin-Coudert, dont nous parlons de manière exhaustive dans le chapitre consacré à cette marque, a été récemment très apprécié en raison de sa "forte moderne allure, avec ressort anti-rebond réglable en dureté". En réalité, le "ressort anti-rebond" en question (F) n'est qu'un simple amortisseur, un rôle qui pourrait jouer aussi une rondelle en caoutchouc. Ce ressort amortisseur est placé entre le chapeau et le tube pour éviter que le chapeau bute contre le tube lors d'une détente soudaine après une forte compression du ressort C. Ce qui différencie la suspension Lurquin-Coudert des suspensions coulissantes type "plunger" des années 1940/50 est le fait que l'axe de la roue arrière est fixé à l'extrémité inférieure d'un tube qui coulisse à frottement doux contre la pression d'un fort ressort dans un tube supérieur fixé au châssis. Ce sont donc les tubes coulissants qui encaissent les chocs de la route et qui prennent rapidement du jeu. Sur les suspensions coulissantes "plunger" par contre, la suspension se trouve à l'intérieur d'un tube en acier dont les extrémités sont solidaires des tubes du cadre formant la fourche arrière rigide. L'axe de la roue est vissé à un bloc coulissant qui se déplace verticalement contre la pression d'un ou de deux ressorts à l'intérieur du tube muni d'une fente.
 
 
Par rapport à la moto Lurquin-Coudert, la suspension arrière des très lourds tricars de la marque fut vite renforcée par une glissière qui guide l'axe de la roue arrière et absorbe aussi les forces de la transmission. Cette construction donnait à la roue arrière une très grande rigidité.
Selon le même principe fonctionne la suspension avant (ci-dessus, à gauche). Les deux longerons du châssis terminent en avant en une traverse tubulaire dont les extrémités portent les tubes qui renferment la suspension (le tube A du brevet ci-dessus). Ce tube forme la glissière dans laquelle coulisse contre la résistance d'un fort ressort à boudin une pièce cylindrique sur laquelle est fixée à 90º la fusée de la roue. Cette pièce est montée rotative afin qu'elle puisse suivre le mouvement de la direction. Les tubes coulissants sont exposés à une forte usure, car à cause de la direction il n'est pas possible de guider les axes des roues par une glissière comme à l'arrière.

Bruneau. Beaucoup plus simple, mais également efficace est la suspension avant du tricar Bruneau. Elle se compose de deux ressorts à boudin très forts et en même temps très élastiques. Le cadre se trouve maintenu perpendiculairement à l'essieu avant par deux tiges en acier coulissant dans deux longues douilles brasées sur l'essieu. Les ressorts recouvrant les tiges en acier, sont interposés entre le cadre et l'essieu, ce qui donne une suspension très douce, sans déformation dans le parallélisme des trois roues, lequel est difficile à conserver avec des ressorts à pincettes. Cette suspension est centrale, de sorte que le conducteur bénéficie de ladite suspension sans cependant que la personne assise puisse, en se penchant, faire le tricar incliner à droite ou à gauche.

Stimula. Le système appliqué dans la trivoiturette Stimula, présente, dans son ensemble, un triangle dont les trois sommets sont articulés, et dont un des côtés peut diminuer ou augmenter de longueur. La fourche inférieure du cadre du tricar est articulée, d'une part au pédalier, l'autre part aux pattes arrière, qui reçoivent également l'attache de la fourche supérieure, laquelle est articulée en ce point et au sommet du tube porte-selle.



Le système élastique proprement dit, comprend deux tubes coulissant l'un dans l'autre, à frottement doux, fixés, l'un au sommet de la fourche, l'autre à une pièce articulée sur un bossage, et trois ressorts à boudin concentriques placés dans l'intérieur de ces deux tubes et tendant à les écarter.
Lorsque la roue rencontre un obstacle, elle se soulève ; son axe décrit un arc de cercle dont le centre est le point d'articulation ; les ressorts se compriment et, par suite, le choc au lieu de se transmettre directement et brutalement au cadre, est presque totalement absorbé.
Ce dispositif permet aux essieux de se déplacer par fléchissement des ressorts, en restant constamment parallèles à des axes perpendiculaires au plan du cadre ; les articulations ne pouvant agir inégalement on n'aura pas à craindre de verser dans les virages, tout en restant cependant confortablement suspendu.

Rochet
La suspension à l'arrière de la tri-voiturette Rochet-Bruneau se fait par deux longs ressorts surmontés d'un pont à glissière système Bruneau (breveté), que guide un autre point rivé au châssis.
 

L'élasticité des ressorts

L'effet d'un resssort dépend principalement de son type et de son élasticité, qui résulte du rapport de la force du ressort et de son débattement. Un ressort dur est très résistant et peut supporter une charge élevée. Mais il transmet même des petites irrégularités de la chaussée au corps du véhicule. Un ressort souple a un débattement plus grand et absorbe chaque bosse. En cas de forts impacts cependant, l'effet du ressort est faible car, s'il s'agit des ressorts à boudin, les spires se superposent et forment un corps rigide, tandis que sur des ressorts à lames, les feuilles fléchissent trop et l'essieu heurte la caisse. On préfère donc aujourd'hui les ressorts dits "progressifs" pouvant absorber tant de petits que de forts chocs. 
Les propriétes élastiques (dur, souple) peuvent être indiquées par le coefficient d'un ressort. On entend par là la relation entre la force agissant F et la course de débattement s (c = F/s), mesurée en N/m (1 Newton = 1 kgm/sec²). 



Si le coefficient d'un ressort reste constant sur toute la course de débattement, ce ressort possède une caractéristique linéaire (ci-dessus, à gauche). La raideur du ressort n'augmente donc pas lors de l'enfoncement. C'est le cas pour les simples ressorts à lames des tricars et pour les ressorts à boudin cylindriques dont le diamètre du fil et des spires ainsi que leur pente sont invariables sur toute leur longueur. Si, par contre, le coefficient du ressort grandit lorsque le débattement augmente, le ressort a une caractéristique progressive. Un tel ressort progressive devient plus dur à mésure qu'il se comprime. 
On exigait à l'époque une flexibilité "progressive" et non "brusque" des ressorts à lames, et on obtenait ce résultat par la diminution de la flèche, par une grande longueur et en employant des feuilles de ressorts assez nombreuses et plutôt minces. Mais "progressivité" est ici synonyme de "souplesse" et désigne une charactéristique parfaitement linéaire, mais non une caractéristique progresssive du ressort.


Le "ressort double" (1906) est déjà un ressort à lames progressif. La partie inférieure porte toute la charge du véhicule non chargé, tandis que la partie supérieure à extrémité recourbée n'entre en fonction que pour le poids en surplus : charge du véhicule, et suivant les conditions du roulement. Le ressort semi-elliptique inférieur est réuni aux deux mains de ressort par des jumelles ; le ressort supérieur à extrémité courbée étant relié aux mêmes jumelles entre les axes de chacune.

Pour obtenir un resssort à lames de caractéristique vraiment progressive, il faut monter un ressort auxiliaire en complément du ressort principal et qui devient actif lorsque la charge du ressort principal est atteinte (ci-contre et ci-dessus). Le ressort supplémentaire évite l'inconvenient des simples ressorts à lames de fléchir trop sous une charge importante. Nous ne mentionnons ici les ressorts progressifs que pour expliquer le contexte général. Les ressorts des tricars étaient encore de raideur linéaire. Cela vaut aussi bien pour les ressorts à lames comme pour les ressorts hélicoïdaux. Comme leur raideur n'augmente pas avec le débattement, ils "talonnent" plus vite. Pour éviter que cela n'arrive, il faut choisir un débattement suffisant et des ressorts adaptés à la charge. Un ressort trop souple fait que le tricar "danse" perpétuellement, un ressort trop dur fait qu'il subisse des bonds excessifs au passage des caniveaux. Signe d'une mauvaise suspension est que le tricar saute, fait du bruit et la mécanique s'use très vite en subissant les chocs de route.


Les oscillations  


 
En franchissant un obstacle, tant la carrosserie que les roues entrent en oscillations qui diminuent progressivement et qui ne cessent complètement qu'après un certain temps (ci-dessus, à gauche).

Si les roues entrent de nouveau en collosion avec un obstacle pendant la période d'oscillation, des nouvelles oscillations qui surviennent, renforcent les oscillations antérieurs (ci-dessus, à droite), ce qui a pour effet que les pneus perdent le contact avec la chaussée.
Pour éviter que cela ne se produise, il faut diminuer la durée de la péridode d'oscillation au moyen des amortisseurs de vibration (ci-dessus, à gauche). 
Cela est autant plus important que les vibrations assez fortes du moteur peuvent elles aussi entrer en resonance avec les oscillations de la caisse et augmenter le risque de dérapage.
 
Ressort à lames avec amortisseur à friction

À l'époque, le montage d'un amortisseur (souvent en accessoire) était une option réservée aux voitures puissantes et lourdes (ci-dessus). Les tricars, natuerellement, n'en avaient pas le droit.
Sans amortisseur, la durée des oscillations dépend de l'amortissement des ressorts. Les ressorts à lames possèdent un amortissement propre appréciable (mais insuffisant sur des routes mauvaises et pour les voitures lourdes) à cause du frottement par glissement des feuilles, qui s'étirent lors du débattement et se déplacent les unes sur les autres, et du frottement des menottes (ci-dessous, à gauche).
 

 
Déjà en 1905, Georges Marié montra l'action bienfaisante du frottement des lames pour amortir les oscillations surtout dans le cas des véhicules légères. Toutefois, cet amortissement propre est aussi indésirable en raison de l'usure des lames frottant constantément (ci-dessus, à droite) et on cherchait à le réduire autant plus que possible en engraissant les feuilles.
Les ressorts hélicoïdaux, comme déjà dit plus haut, n'ont pas d'amortissement popre appréciable. Mais, contrairement à ce qu'on pourrait s'y attendre, la manque d'amortissement n'etait pas la raison pour laquelle on ne les employait pas en automobile. La véritable raison était qu'ils ne pouvaient pas assurer la même grande douceur aux voitures que les ressorts à lames. Cela est dû au fait qu'un ressort hélocoïdal d'une souplesse comparable à celle d'un ressort à lames pour tricar talonne trop vite. Il fallait donc choisir un ressort plus "dur" qui réduit le confort. L'avantage des ressorts à boudin est qu'ils ne demandent aucun entretien.

Comme tous les véhicules, les tricars sont soumis à trois modes principales d'oscillations : les oscillations verticales dont nous avons déjà parlé, les oscillations de tangage provoquées surtout par l'accélération et le freinage, et les oscillations de roulis qui se produisent en virage. Montés d'habitude dans l'axe longitudinal du tricar, les ressorts à lames absorbent les forces motrices et de freinage sans necéssité de bras de guidage. Mais ils sont également capables d'absorber des forces en direction transversale en se tordant. Comme les ressorts à une ou deux lames se prêtent bien aux oscillations transversales, on les a montés en direction transversale sur plusieurs avant-trains pour tricars, bien que l'effet de ressort soit faible. La capacité de torsion aussi des ressorts à nombreuses lames est la condition essentielle qui permet les mouvements latéraux du châssis et de la carosserie ainsi que le mouvement de l'essieu.
 



Sur les dessins ci-dessus, le type de ressort n'est pas pris en compte, pas plus que les différences de voie et de cambrure. Le dessin à gauche montre le soulèvement d'un côté d'un véhicule léger à essieu rigide allant à faible vélocité. Le châssis portant la carrosserie se décale latéralement de la distance Δy, ce qui provoque des secousses. Le dessin à droite représente l'inclinaison latérale de la carrossérie d'un angle ψ autour du centre de roulis D qui se trouve au centre de l'essieu, assez près du centre de gravité. Le bras de levier, sur lequel agit la force latérale qui provoque le roulis, est de longitude moyenne (la longitude est la distance entre le centre de roulis D et le centre de gravité).
La torsion des ressorts, reliés à la fois au châssis et à l'essieu, leur permet d'absorber ces mouvements.  L'inclinaison de l'axe rigide que l'on voit sur le dessin ci-dessus à gauche lors du soulèvement d'un côté du véhicule ne se produit pas dans le cas d'une suspension à ressorts à boudin guidés par tubes coulissants, laquelle fut employée sur la plupart des tricars Lurquin-Coudert (ci-dessous). 
 


L'avantage de cette construction est qu'elle permet une suspension indépendante ; le débattement vertical d'une roue n'est pas transmis à l'autre. Il n'a pas de changement de voie non plus. Sur le dessin à droite on voit que le roulis ne provoque aucun déplacement du châssis et de la carosserie. Le centre de roulis D est situe plus bas, au sol. Le bras de levier de la force latérale est par conséquent long, ce qui favorise théoriquement une inclinaison plus grande de la carrosserie. Mais il y a beaucoup d'autres facteurs qui y exercent une influence importante et les tricars Lurquin-Coudert notamment étaient connus pour leur faible inclinaison latérale. 

Particulièrement ressenti sur un tricar est le roulis en virage à cause des ressorts assez souples et de l'absence de tout dispositif antiroulis (s'il est fait exception de quelques constructions à ressorts transversaux). L'inclinaison du cadre de moto et de la carrossérie peuvent être une surprise désagréable pour un conducteur qui s'est accoutumé à l'inclinaison d'une bicyclette ou d'une moto vers l'intérieur de la courbe. Car le tricar, malgré son aspect de motocyclette, est un véhicule à deux traces et en tant que tel, s'incline vers l'extérieur du virage. Pour aller vite, il faut donc que le cavalier bascule son poids comme le pilote d'une moto avec sidecar.


 Digression sur la marque Jean Jaujard – La Guerrière



Nous saisissons l'occasion d'apporter quelques informations cruciales sur le créateur méconnu de la suspension Jaujard et des motocyclettes La Guerrière, bien que celui-ci – autant que nous sachions – n'ait pas construit de tricars.

Jean Jaujard est né le 23 janvier 1864 à Sainte-Foy (Gironde). Son père Jean Jaujard était le propriétaire de la maison L'Exquis Colonial, fondée en 1858 à Bordeaux, une entreprise spécialisée dans l'importation de café et dans la production du café torréfié en grains (ci-dessous).


Jaujard fils épousa le 28 août 1894 à Châtillon-sur-Loire (Loiret) Hélène Fanny Sauzède, née le 9 décembre 1868 à Châtillon. Le couple avait deux enfants, Franck, né à Bordeaux le 24 juillet 1895, et Jeanne, née en 1897, également en Gironde. À cette époque, Jaujard était "négociant" de profession.
Vers 1900, la famille s'installe à Asnières (Seine), car Jaujard apparaît pour la première fois dans l'Annuaire 1901 en tant que constructeur des motocycles "La Guerrière" au 39, rue Pierre Joigneaux à Asnières. Dans son magasin, Jaujard vend des vélos à chaînes (c.-à-d. non acatènes), des motos La Guerrière, des tricycles et quadricycles ainsi que toutes sortes de machines et appareils.




Fin mai 1910, Jaujard, entre-temps devenu fabricant de cycles, se déclare en faillite, mais il reste à la même adresse jusqu'aux années trente.

Le 14 novembre 1935, son épouse Hélène Jaujard meurt à son domicile 41, rue Pierre Joigneaux. En ce moment, Jean Jaujard est encore vivant, car l'acte de décès d'Hélène parle de la "femme Jaujard" et non pas de la veuve Jaujard.

Motocyclette Jaujard / La Guerrière
 
Immortalisé par Jules Beau lors du Concours d'endurance sur 1000 kilomètres (10 – 15 novembre 1903), Jean Jaujard pose avec sa motocyclette La Guerrière avant le départ. Il ne fut pas classifié.
 
 
Sur le cadre de la moto Jaujard, le tube oblique et le tube de selle sont remplacés par un seul tube, cintré à la place du moteur, ce dernier étant fixé dans la boucle ainsi formée. Le grand réservoir d'huile (dans le compartiment d'avant) et d'essence est fixé entre deux tubes horizontaux. Par souci de gagner en autonomie, le compartiment à pile a été sacrifié et l'accumulateur fut logé dans une sacoche en cuir fixé au tube cintré, près de la bobine d'allumage. La moto est en plus équipée d'un phare à carbure et d'un cornet. La roue avant est munie d'un frein à sangle et le garde-boue est en deux pièces. Le frein de la roue arrière semble être également un frein à sangle sur tambour. La transmission directe est à chaîne et courroie tordue.
À première vue, le moteur de 2 HP ¼, alésage x course 66 x 72 cm, soit 246,33 cm³, est un monocylindre classique à soupape d'échappement commandée et soupape d'admission automatique, les deux renfermées dans une boîte à soupapes ailettée verticalement. Mais le carter est apparemment coulé en une seule pièce et fermé par un couvercle portant le coussinet du vilebrequin, le carter de distribution et la boîte d'allumage. Le couvercle est marqué "J. Jaujard Asnières". Un grand volant extérieur assure la régularité de la marche. Malheureusement, la photo ne permet pas de savoir comment le cylindre, copieusement ailetté, est fixé sur le carter. En tout cas, il n'y a pas de colonnes d'assemblage et le fut du cylindre n'est pas boulonné sur le carter non plus. Au lieu de cela, on reconnaît une espèce de collier ou capuchon (flèche rouge) qui est peut-être venu de fonderie avec le cylindre et qui est maintenu en place sur le carter par les deux boulons de fixation de celui-ci au cadre. Il faut admettre qu'une telle construction serait assez insolite. La culasse détachable est apparemment vissée sur le cylindre (flèche verte). Le carburateur est un Vaurs, réglé par une seule manette agissant sur l'admission de l'air et placé sur le corps du chalumeau-pulvérisateur.
 
Le brevet de la suspension Jaujard
 
Le 14 mars 1906, Jean Jaujard demande le brevet pour la suspension à ressorts demi-pincette que nous avons déjà présentée plus haut. (cliquez sur les imagettes pour les agrandir)
 
       
source:  https://bases-brevets.inpi.fr/fr/accueil.html
 

Chapitre créé le 13 octobre 2020
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