En 1989 à Laguna Seca, Wayne Gardner utilisait un levier pour amener ses freins carbone-carbone de nouvelle technologie à leur température de fonctionnement idéale lorsque pendant la course, leur température a grimpé si fortement que sa roue avant s’est bloquée, le projetant au sol, et lui cassant la jambe.
C’était un exemple extrême de la façon dont le frottement peut dépendre de la température. Représentez graphiquement la relation entre la température et le coefficient de frottement, et avec les premiers freins en carbone, il pouvait augmenter trop fortement pour que les réactions humaines empêchent celui-ci de gripper et causer le blocage des roues.
Alors que des disques et des plaquettes en carbone améliorés étaient en cours de développement, les motos étaient souvent équipées de couvercles de disques en fibre de carbone pour maintenir la chaleur sur les disques lorsqu’ils n’étaient pas utilisés. De telles couvertures de disque sont parfois vues aujourd’hui dans des conditions humides, ou pour une utilité aérodynamique. Les couvercles empêchaient théoriquement les disques de se refroidir suffisamment rapidement pour qu’au prochain virage, leur matériau n’avait pas besoin de chauffer à nouveau et de passer à travers la zone dangereuse de frottement.
Les disques en carbone, utilisés en MotoGP, ont une plage de température d’utilisation bien spécifique
Juste pour examen, le disque en carbone est un matériau solide fabriqué en imprégnant à plusieurs reprises une préforme en fibre de carbone en forme de disque avec une résine, du goudron ou un autre matériau contenant du carbone, puis en réduisant cette charge en une forme amorphe dans un four jusqu’à ce que la préforme soit remplie de carbone à la densité souhaitée. Ce processus prend un temps considérable.
La forte augmentation du frottement du carbone lorsqu’il est chauffé est l’analogie inverse du problème rencontré par les pilotes avec le couple des moteurs de course à deux temps. Alors que le régime du moteur augmentait dans la zone dans laquelle les tuyaux d’échappement réglés commençaient à pomper fortement le mélange, le couple pouvait augmenter plus fortement que les réactions humaines ne pouvaient suivre, entraînant de spectaculaires high-sides en sortie de courbes.
Yamaha a dû faire face à un problème similaire avec les embrayages en MotoGP. Au début d’une course, toutes les motos sont à l’arrêt avec les moteurs en marche, et au signal de départ, un départ en masse se produit. Il n’est pas surprenant que ce soient les quelques secondes les plus dangereuses de chaque épreuve, car les pilotes cherchent à tirer le maximum de puissance des moteurs et des embrayages glissants tout en manœuvrant pour grapiller des places en entrant dans le premier virage. Un contrôle précis du glissement de l’embrayage est essentiel, car si les disques de friction agissent comme les freins en carbone de Gardner en 1989, la roue avant se lèvera, le système de launch control interviendra et cela fera perdre du temps au pilote.
Le départ, un moment très contraignant pour l’embrayage
Les tests de Yamaha ont été efficaces, entraînant apparemment la sélection ou le développement de matériaux de friction dont la réponse en température était suffisamment « plate » pour être plus facilement contrôlée par le pilote. Le résultat a été des démarrages rapides, contrôlables et sans incident.
Beaucoup se souviendront du son spécifique des 250cc deux temps prenant le départ d’une course : le pilote a bloqué l’accélérateur et a contrôle son départ entièrement avec sa main gauche sur le levier d’embrayage. Un wheeling ? Ajoutez une pression de levier pour le régler. Le moteur chute en dessous de sa meilleure plage de couple ? Une pression sur le levier fait remonter l’aiguille du compte-tours dans la zone optimale. De toute évidence, pour que cela fonctionne bien, le couple transmis dans l’embrayage doit rester constant.
Dans la seconde partie de ce dossier, nous abordons un des exemples les plus courants du rapport frottements/température : les pneus !
Photos © MotoGP.com
