Des freins exclusifs

: Nouvelle
technologie
{ D i sque s de f re in c arbon e c é r a miq u e }
Des freins exclusifs
Disques de frein carbone céramique
Texte : Tony De Mesel
Le spécialiste des freins italien Brembo et l’entreprise chimique allemande SGL se sont associés en 2009 en vue de
simplifier la production de disques de frein carbone céramique, afin que ceux-ci puissent être montés sur un plus
grand nombre de voitures. En 1999, Porsche a été le premier constructeur à présenter de tels disques, mais entretemps, la liste s’est allongée avec des marques comme Audi (pour la R8), BMW (certains modèles), Bentley, Bugatti,
Lamborghini, Ferrari et AMG-Mercedes. Ce sont toutes des marques exclusives, et c’est encore souvent en proposé
en option, mais les choses pourraient progressivement changer.
L
’intérêt pour des matériaux
alternatifs destinés aux disques de
frein n’est pas neuf. Tout a commencé par les disques de frein en
carbone pour l’aviation et ensuite le
montage de tels freins sur des trains
ultrarapides. Finalement, en 1976,
Brabham fut le premier constructeur a utiliser de tels disques dans
la Formule 1. Les disques de frein en
carbone, ou disques C/C en abrégé,
sont réalisés en carbone et fibres de
carbone reliés entre eux par un durcissement thermique à l’aide d’une
résine. Le désavantage des disques
de frein en carbone est qu’ils ne
sont réellement eff icaces que
lorsque les disques ont atteint une
certaine température. Autrement
dit, les disques C/C ne fonctionnent
de manière optimale que lorsqu’ils
sont à température. C’est justement
pour cette raison qu’ils ne sont
pas vraiment adaptés aux voitures
utilisées sur la voie publique. Ce
défaut disparaît avec les disques de
frein carbone céramique ou disques
C/SiC.
PCCB
La première voiture de production
à avoir été équipée de disques carbone céramique, même en option,
fut la Porsche 911. Pour cette primeur, le constructeur allemand de
voitures de sport avait imaginé une
appellation spécifique : Porsche
Composite Ceramic Brakes ou PCCB
en abrégé. La conception a eu lieu
en collaboration avec le spécialiste
des freins italien Brembo et l’entreprise chimique allemande SGL qui,
dix ans après cette première utili16 Info GARAGE {Avril 2011}
Une avantage important des disques de frein en carbone céramique est la spectaculaire économie de poids qui peut
atteindre 50 % par rapport à des disques métalliques. (photo Brembo)
sation, ont formé un joint venture
pour la poursuite du développement de tels freins.
Plus légers
Les disques de frein carbone céramique présentent plusieurs avantages. L’un des principaux est incontestablement la spectaculaire
diminution de poids qui peut monter jusqu’à 50 % par rapport aux
disques métalliques. En outre, il
s’agit d’une masse non suspendue
et cela signifie directement que les
qualités dynamiques de la voiture
progressent rapidement.
L’économie de poids est plus que jamais importante. Autrefois, c’était
surtout pour améliorer les performances, mais aujourd’hui, il s’agit
plutôt de réduire la consommation
de carburant et les émissions de
CO2 qui l’accompagnent. Ces deux
arguments sont très actuels et font
que de plus en plus de constructeurs affichent de l’intérêt pour de
tels disques de freins. C’est justement pour cette raison que Brembo
et SGS mettent tout en oeuvre pour
simplifier la production et rendre
l’utilisation moins chère et plus
accessible.
Avantages
supplémentaires
Les disques de freins carbone céramique présentent encore toute une
série d’avantages supplémentaires.
Grâce à leur composition, ils ré-
Nouvelle technologie
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{ Dis q u e s d e f
r e in ca r b o ne cé r a mique }
sistent mieux à la chaleur, ce qui
diminue le risque de déformation.
De ce fait, les freins fournissent
également de meilleures performances même dans des conditions
extrêmes. Le fading ne se produit
pas et la réaction de la pédale de
frein est conservée. Les disques de
frein conservent mieux leur forme
et cela se traduit par un meilleur
comportement de la direction et
évite les vibrations et résonances.
En outre, de tels disques résistent
énormément à l’usure, ce qui leur
permet d’atteindre une durée de
vie supérieure à 200.000 kilomètres
sur une voiture de production.
Grâce à la stabilité du matériau, la
production de poussière de frein
est également moindre.
Composants
Les composants principaux des
disques carbone céramique sont
les fibres de carbone (C) et le carbure de silicium (SiC), d’où l’appellation disques C/SiC. Le processus
de production est particulièrement
compliqué. Les fibres de carbone
sont dotées d’un revêtement spécial et sont fabriquées selon une
certaine longueur et une certaine
épaisseur. Ensuite, elles subissent
plusieurs traitements thermiques
de 900 °C à 1700 °C. La composition du matériau est surtout une
spécialité de SGL. Brembo possède
de son côté une énorme expertise
dans la conception et la production
de disques de frein. Brembo dispose
ainsi dans son centre de recherche
de simulateurs sur lesquels les performances des matériaux et disques
peuvent être analysées et testées.
On peut ainsi vérifier à quels endroits la chaleur augmente le plus,
et ce, tant dans les disques que
dans les étriers de frein. En fonction de cela et en tenant compte
du flux d’air propre à chaque véhicule, les canaux de ventilation des
disques par exemple peuvent être
conçus.
Brembo et SGL espèrent par leur
Le processus de production des disques de frein en carbone céramique est particulièrement compliqué. (photo Brembo)
collaboration pouvoir simplifier
le processus de production, de
sorte qu’un plus grand nombre
de voitures puissent être équi-
pées de disques de frein carbone
céramique, et que leur utilisation
ne soit plus limitée à une poignée
de marques et modèles exclusifs.
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