Si, depuis 2016 et l’arrivée de l’électronique unique, des Michelin et des ailerons, les MotoGP se sont principalement concentrées sur la recherche de motricité en sortie de virage, elles n’ont pas occulté pour autant les phénomènes de chattering qui en limitent les performances, tout comme pour leurs petites sœurs en Moto2 et Moto3.
Dribble et chattering sont les deux mots qui reviennent souvent dans les déclarations des pilotes pour expliquer les problèmes rencontrés sur leur moto. On retrouve donc également souvent ces appellations dans des articles de presse qui les confondent allègrement…
A la veille de la reprise de la saison, nous avons voulu faire le point avec plusieurs ingénieurs, dont certains impliqués dans le circuit mondial, pour clarifier ces différents phénomènes et savoir exactement de quoi l’on parle. Et le sujet est d’autant plus d’actualité qu’il pourrait bien avoir un rapport avec la fameuse « boîte noire » fixée sous la selle des Ducati…
Avertissement : malgré tous nos efforts pour vulgariser le sujet, le lecteur est néanmoins prié de disposer de deux comprimés d’Aspirine et d’un verre d’eau à proximité de son ordinateur ou son smartphone…
Dribble ou chattering, quelle est la différence
?
« Le dribble est le rebond d’une roue, souvent
arrière, alors que le chattering est une vibration qui concerne les
deux roues, donc la moto entière, mais c’est son effet sur la roue
avant qui est le plus gênant. »
Le dribble est assez simple à comprendre et à visualiser (Voir Ben Spies au Qatar en 2012, à la 23e seconde de cette vidéo) mais le chattering, de quoi s’agit-il ?
« En schématisant, il s’agit d’une vibration des deux roues
(masses non suspendues) en opposition de phase, sur l’élasticité
des pneus et des suspensions, ce qui explique que l’adhérence
fluctue (c’est le problème perçu) et que la suspension débat (c’est
ce que montre l’acquisition).
Le mouvement se transmet d’une roue sur l’autre par un petit
mouvement de tangage de la masse suspendue.
L’amplitude est très faible, la fréquence entre 16 et 20 Hz, la
vitesse de débattement environ 60 mm/s, les accélérations
verticales à l’axe de roue environ 1g. Le chattering se caractérise
donc par le fait que les mouvements de la roue avant et de la roue
arrière sont essentiellement en opposition de phase.
Ceci ne veut pas dire que les amplitudes soient nécessairement de
même valeur à l’avant et à l’arrière mais, même lorsque l’amplitude
est très faible pour une des roues, son mouvement reste quand même
en opposition de phase avec celui de l’autre roue.
Cette vibration se reproduit donc plus de 16 et 20 fois par seconde
et, suivant son amplitude, est plus ou moins ressentie par le
pilote.
Si l’amplitude ne dépasse pas 0,4 millimètre, cela n’est pas trop
gênant pour le pilote, mais cela peut aller jusqu’à 1 ou 1,2
millimètre et là, c’est vraiment handicapant pour le
pilote. »
Quelle est l’origine de ce chattering ?
« Les efforts horizontaux des pneus (freinage et virage) en sont la cause : ces forces fluctuent (relief du sol, irrégularité de commande du pilote, …), mais ces fluctuations induisent (avec des retards liés à l’inertie des masses) des variations d’efforts verticaux (adhérence), qui eux mêmes vont faire fluctuer ces efforts.
Exemple simplifié, le dribble de roue arrière en frein
moteur : le frein moteur sollicite la force de freinage du pneu AR,
qui va freiner la moto, puis via le transfert de charge on perd de
la charge arrière, qui va induire le glissement plus prononcé du
pneu, qui va alors générer moins de force de freinage, diminuant la
décélération et inversant le transfert, et l’on repart dans l’autre
sens de l’oscillation de plusieurs choses (degré de liberté) à la
fois (ce qui s’appelle un mode).
Multipliez cela par deux et mettez les phénomènes en opposition de
phase et vous avez une petite idée de ce qu’est le
chattering… »
Quand le chattering apparaît, comment réagissez-vous ?
« Avant tout, de façon concrète, cela dépend du pilote car
cela reste partiellement un phénomène lié au confort. Par exemple,
Marc Marquez subissait souvent du chattering en Moto2 mais ne s’en
souciait pas plus que cela. Certes, la moto était peu vraiment peu
« confortable » mais une moto de compétition n’est pas faite pour
être confortable et l’idéal reste quand même de « faire avec » car
tous les concurrents sont logés à peu près à la même enseigne
concernant le chattering…
Le chattering le plus handicapant est celui qui se produit sur le
train avant, à partir du lâcher de frein et de la visée du point de
corde jusqu’au moment de la ré-accélération et du début du relevage
de la moto. Là, le pilote voit alors ses sensations troublées par
les vibrations et perd souvent du temps en utilisant une
trajectoire qui n’est pas parfaite.
Pour les pilotes qui n’ont pas cette capacité à rouler avec ce
problème, nous allons trouver des artifices qui vont dégrader un
peu l’efficacité du compromis que représente la moto réglée au
mieux, pour résoudre ce problème de confort et
d’adhérence. »
Comment luttez-vous contre cela ?
« Les moyens découlent directement de la description du phénomène et de sa mise en équation : masses non suspendues (mais nous avons très peu de latitude en ce domaine), raideur du pneu (au moins via le gonflage), raideur et amortissement de la suspension.
Si l’on durcit trop les amortissements dans la zone concernée
(60 mm/s à la roue) la suspension débattra moins et l’on va passer
au mode associé (plus basse fréquence) de tangage sur les pneus à
suspension bloquée, ce qui n’est pas mieux. La « clapetterie » de
l’amortisseur dans cette gamme de vitesse va donc être
déterminante.
Sans oublier l’amortissement interne du pneu, mais là, seul le
fabricant peut quelque chose.
En fait, l’important est de « casser » cette résonance ou, du
moins, d’essayer de la déplacer dans une zone moins sensible du
pilotage mais, concrètement, nous sommes assez limités par la plage
très restreinte de nos réglages, même si l’on a en MotoGP des
capteurs d’accélération sur les roues (ndlr : la plupart des teams
en disposent en MotoGP, très peu en Moto2 et aucun en Moto3) en
plus des capteurs de suspensions, pour bien observer le
phénomène. »
Il n’est donc pas facile de satisfaire le pilote ?
« A propos du pilote, il est important de lui rappeler que
le chattering apparaît plus facilement avec un pilote qui va tenir
très fort les demi-guidons qu’avec un pilote plus détendu; c’est
parfois une solution en soi que de dire au pilote d’être moins
stressé sur les demi-guidons.
Le pilote représente en effet une masse importante dont les
liaisons avec le châssis (ses bras, ses pieds, ses fesses ou sa
cuisse posée en travers de la selle, suivant le déhanchement)
présentent une élasticité et un amortissement.
Son action est donc tout sauf négligeable. »
Concernant les pneus, recevez-vous des données techniques concernant ces fréquences de résonance ?
« Pas directement concernant la fréquence, car elle ne
dépend pas que du pneu, mais aussi de la valeur des masses non
suspendues.
Ce qui dépend du pneu, c’est sa raideur et son amortissement
interne, qui résultent de la construction du pneu (composition de
la gomme et structure de la carcasse) et aussi, bien sûr, de la
pression de gonflage.
La mesure de ces deux grandeurs nécessite des moyens d’essai
spécifiques, que ne possèdent pas les teams, mais les
manufacturiers peuvent en communiquer les valeurs ; avec plus ou
moins de bonne volonté selon qu’ils les considèrent ou non comme
confidentielles.
Ensuite, la fréquence de résonance se déduit directement du rapport
« raideur/masse non suspendue ».
Enfin, pourquoi aujourd’hui le mot chattering revient-il toujours dans les déclarations des pilotes ?
« Parce que depuis de nombreuses années les constructeurs
de motos ou de châssis se sont évertués à recentrer les masses
autour du centre de gravité.
Cela offre évidemment biens des avantages en matière de tenue de
route mais cela les rend plus sensibles aux forces verticales, qui
elles-mêmes sont plus importantes à cause de l’augmentation très
sensible du grip des pneumatiques.
Sur la glace, il n’y a jamais de chaterring ! »
Et si, actuellement, on évoque un constructeur qui (peut-être) chercherait à lutter contre ce chattering en décentrant une masse par rapport au centre de gravité, c’est bien de Ducati qu’il s’agit, comme nous le verrons dans la deuxième partie de cet article…
