Si le monde de l'automobile connaît un ralentissement de ses ventes, les bureaux de R&D des grands constructeurs travaillent d'arrache-pied pour développer les technologies de demain. On a vu avec Porsche et son brevet de moteur à six temps que l'avenir des voitures thermiques n'étaient pas totalement à jeter aux oubliettes de l'histoire, mais la voiture zéro émission est au cœur des services de recherche et développement. Aujourd'hui, on retourne en Allemagne, mais cette fois du côté de Mercedes et de ses ingénieurs qui sont en train de chercher une solution pour que les freins de ses futurs modèles ne soient plus au niveau des roues. Révolutionnaire sans aucun doute, mais à quoi bon déplacer le système de freinage puisque finalement, cela fonctionne parfaitement comme cela ? On vous explique les tenants et les aboutissants qui sont loin d'être anecdotiques.
Mercedes ou DS : en quête !
Nos amis allemands sont peut-être plus forts en marketing que nous. Mercedes se retrouve dans les médias spécialisés pour mettre en avant cette innovation qui est toujours en développement. Pourtant, nous avions l'impression d'avoir déjà entendu parler de cette histoire de voiture « sans freins ». Bingo, et même cocorico ! DS Automobiles a présenté en 2022 un prototype répondant au nom charmant de E Tense Performance dont l'ambition et de remplacer les systèmes de freinage habituels en utilisant exclusivement le freinage régénératif. Pour la petite histoire, la Citroën DS 1975 est équipée de freins à disques à l'avant, ce qui en fait la première voiture de série de l'histoire à utiliser ce type de freinage. C'est dans l'ADN de la marque aux chevrons, mais DS cherche encore une solution car l'utilisation exclusive du freinage régénératif pose de nombreux problèmes de conception. Mercedes penche plutôt sur un déplacement des freins pour libérer les roues de tout système de freinage. Avant de vous expliquer comment une voiture peut freiner sans système associé aux roues, nous allons voir pourquoi c'est un enjeu pour les voitures de demain.
Les freins traditionnels : peut mieux faire !
Le terme utilisé par les défenseurs du véhicule électrique de « zéro émission » a été battu en brèche par les scientifiques. Le zéro émission ne prend pas en compte la fabrication et les matériaux. Par contre, beaucoup ont été surpris d'apprendre qu'une voiture zéro émission émettait des particules fines au moment du freinage. On pense à l'usure des freins et des pneumatiques comme un coût pour le porte-monnaie, mais pas comme un coût environnemental. Pourtant, à chaque freinage, vos freins frictionnent et libèrent des particules polluantes. Des études ont montré que 59 % des particules fines venaient de l'abrasion des freins ! Les particules fines sont aussi problématiques pour la qualité de l'air que le CO2. Il n'y a pas de miracle possible, même si les freins en céramique génèrent moins de particules fines, on est loin du zéro émission et leur coût en fait une solution de niche.
Rajoutons l'arrivée prochaine de la norme Euro 7 et le problème devient prégnant. L'autre aspect contraignant des freins, c'est le poids et notamment sur les électriques : ils sont plus lourds, car ils ne sont pas attachés aux châssis. Si le poids est l'ennemi de tous les constructeurs automobiles depuis la nuit des temps, ou presque, il l'est encore plus sur les voitures électriques. Elles sont lourdes, notamment les SUV électriques et cela joue sur l'autonomie. Quelques kilos en moins, c'est toujours cela de gagner. Et pour finir, la question que se posent les ingénieurs ; a-t-on vraiment besoin de frein sur une voiture électrique ?
Le freinage régénératif : une alternative crédible ?
C'est très simple à comprendre si vous avez déjà conduit un véhicule électrique. En relâchant l’accélérateur, la voiture décélère « toute seule » puis c'est le frein qui est enclenché pour un arrêt total. Ces deux phases génèrent de l'énergie appellée énergie cinétique produite par tout corps en mouvement. Dans une voiture thermique, cette énergie se transforme en chaleur que l'on peut apercevoir sur les étriers des voitures de course qui rougissent à force d'être sollicités. Dans une voiture électrique, le freinage génératif permet de récupérer cette énergie pour alimenter la batterie. Dès que vous lâchez l’accélérateur, l’énergie développée sera transférée dans une batterie d'accumulateur. Ce principe fonctionne parfaitement sur les véhicules hybrides et électriques, mais aussi sur certains vélos électriques. Le système de frein est toujours présent pour arrêter le véhicule, freiner en urgence ou ralentir rapidement. L'objectif est donc de parvenir à un freinage aussi efficace en utilisant au maximum cette propriété de physique tout en se libérant du système de frein habituel.
Mercedes : une solution innovante
Contrairement à l'idée de DS, Mercedes préfère garder un système de friction, mais recentrer au niveau de l'essieu avant et/ou arrière afin de gérer le tout par électronique. Les freins seraient intégrés à gauche et à droite et remplaceront l'ensemble du système de freinage traditionnel.
L'usure serait, selon les ingénieurs, limitées, et les résidus assez faibles pour répondre à la norme Euro 7. Le gain pour l'autonomie ne sera pas uniquement dû au poids économisé, mais aussi à la possibilité de fermer les roues : les freins n'étant plus sur les roues, plus besoin de les refroidir. Cela va permettre de travailler sur l’aérodynamisme et donc gagner encore sur l'autonomie. Pour l'instant, les ingénieurs doivent encore travailler afin de parvenir à des performances à la hauteur de leurs attentes.
La voiture électrique du futur se dessine entre les volants carrés de Peugeot et les voitures sans frein de DS ou sur les essieux pour Mercedes...