❭ Le ressort pour les nuls… et les autres
CNon, on ne durcit pas un ressort de suspension (cf. MJ 2302, rubrique « Le saviez-vous »). Merci encore à MJ d’apporter ces précisions qui font souvent débat entre motards. Pour info, j’ai travaillé pendant trente-deux ans dans une fabrique de ressorts. J’ai participé à l’élaboration de nos logiciels de calcul de ressorts et également aux calculs pour nos clients. Donc, si vous le permettez, j’apporte quelques précisions. La raideur d’un ressort dépend de seulement quatre paramètres : La matière et son module d’élasticité « G » en kg/mm2 : pour un acier « standard », G = 8000 kg/mm2. G est plus faible pour l’inox. Le diamètre de fil « d » en mm: il intervient dans le calcul à la puissance 4. Donc plus il est gros, plus la raideur augmente vite. Le diamètre moyen des spires « Dm » en mm : c’est le diamètre extérieur du ressort moins le diamètre de fil. Il intervient à la puissance 3 mais, à l’inverse du diamètre de fil, plus le ressort est gros en diamètre, moins il est raide. Le nombre de spires utiles « n »: en général, nombre de spires utiles = nombre de spires total – 1,5. En effet, les spires extrêmes sont rapprochées et ne participent pas au fonctionnement du ressort mais uniquement à sa stabilité sur ses bases. La règle de calcul est donc: R = (G.d4) / ( 8.Dm3.n) ; R en kg/mm. C’est nombre R de kilos qu’il faut appliquer sur le ressort pour l’enfoncer de 1 millimètre. Comme le disait mon ancien patron, petit-fils du fondateur d’une entreprise ayant démarré en 1897 par la fabrication de baleines de corset en acier (entre autres), le ressort est un « condensateur d’énergie mécanique ». Il restitue à l’identique ce qu’on y emmagasine en termes de force. Donc si tu appuies de 50 kg pour l’enfoncer, il restitue 50 kg pour le remonter. C’est donc le rôle de la précharge de précomprimer le ressort pour y emmagasiner une force de retour qui compensera le poids supplémentaire mis sur la moto afin d’en conserver l’assiette quand la moto est chargée. Moto à vide, elle remonte de l’arrière. En mesurant les données sur son propre ressort de suspension, il est assez facile d’approcher la valeur de sa raideur. Concernant le pas (écartement entre les spires), il n’intervient pas dans le calcul de
R. Il a uniquement une influence sur la course totale entre le ressort à l’état libre et le ressort en butée à spires jointives. Par contre, il a une influence dans le calcul de la performance dans le temps du ressort. Plus le pas est grand, plus le ressort est long, mais moins il aura une fonction ressort. Essayez de comprimer un tire-bouchon et de voir s’il revient dans sa position d’origine! En principe, quand le pas est régulier, le ressort se comprime de manière régulière de R mm à chaque kg de charge appliqué sur le ressort. Pour les ressorts à pas variable qui sont courants sur nos bécanes, il y a une portion du ressort avec un pas plus faible que l’autre portion. Ce ressort aura deux valeurs de R: R1, qui est la raideur quand toutes les spires sont écartées, et R2 qui est la raideur quand les spires de la première portion seront jointives. R2 > R1 car le nombre de spires utiles diminue quand les spires de la première portion sont jointives et deviennent donc inutiles. Cela permet d’avoir une suspension moins raide au départ, et puis plus raide sur la fin de course. Je m’arrête là parce que le ressort, je pourrais en parler pendant des heures et mes copains peuvent en attester. On pourrait aborder encore toutes les questions autour du fil carré, du fil ovale ou oblong, ou même de diamètre variable. Il y a aussi les ressorts coniques, biconiques, tronconiques, ressorts enroulés à froid ou à chaud… On peut aussi parler de fluage, de la perte de charge lors des premières compressions, de la préconformation en usine, le flambage, la durée de vie, la perte en température, … et là, les règles de calcul sont bien plus complexes. Et il y a les ressorts de traction, de torsion ou les ressorts plats ou pièces de forme. Il existe aussi des aciers spéciaux qui n’améliorent pas forcément la raideur (G quasiment identique) mais qui apportent surtout une meilleure performance dans le temps. Voilà …
Jean-louis (alias Lapin)
Xavier répond Un grand merci Jeanlouis pour cette explication d’expert qui nous rend un peu plus calés sur le fonctionnement d’un ressort. C’est vrai qu’il y a beaucoup d’idées fausses qui circulent, notamment sur les suspensions où il n’est pas toujours facile de s’y retrouver entre le ressort et la partie hydraulique.