La direction et la géométrie d'Ackermann : fiche Bac pro MV

Quand une voiture tourne, chaque roue parcourt sa propre trajectoire. Les deux roues d'un même essieu ne sont pas à la même distance du centre du virage : elles ne peuvent donc pas suivre le même cercle.

La roue intérieure s'inscrit dans un cercle de rayon plus petit que la roue extérieure ². Si les deux roues avant étaient braquées exactement du même angle, l'une des deux serait obligée de se traîner de côté sur le sol.

Autrefois, certaines directions faisaient pivoter tout l'essieu avant autour d'un seul axe central. Dans le montage à pivots séparés, chaque roue reçoit son propre pivot, placé près de son moyeu ². Ce montage est plus complexe, mais il évite que les irrégularités de la route agissent au bout d'un long bras de levier, et il réduit fortement le débattement avant-arrière des roues directrices ².

Une liaison relie les deux moyeux et les fait pivoter ensemble. En choisissant avec soin ses dimensions, on approche la géométrie d'Ackermann ². Cette liaison n'est pas un parallélogramme parfait : la tige de piste, c'est-à-dire la liaison mobile entre les moyeux, est plus courte que l'essieu ². Les bras de direction des moyeux sont donc inclinés, ce qui provoque l'écart d'angle recherché.

Une approximation simple consiste à incliner les bras de direction vers l'intérieur : leurs prolongements se rejoignent alors vers le centre de l'essieu arrière ². Les extrémités de ces bras sont reliées par une barre rigide, le tirant (ou biellette de direction), qui peut faire partie d'un mécanisme à crémaillère et pignon ².

La géométrie d'Ackermann est un modèle géométrique : elle suppose que les pneus ne dérivent pas. Les voitures modernes ne l'utilisent pas telle quelle, en partie parce qu'elle néglige d'importants effets dynamiques et de déformation ². Le principe reste pourtant sain pour les manœuvres à basse vitesse ².

Certaines voitures de course emploient la géométrie inverse. Elle compense la grande différence d'angle de glissement entre les pneus avant intérieur et extérieur dans les virages rapides, et elle aide à limiter la température des pneus ². En contrepartie, elle dégrade les performances à basse vitesse ².

Le référentiel du Bac pro demande de maîtriser les spécifications fonctionnelles d'une pièce : jeux, ajustements, rugosités, tolérances géométriques ¹. Il prévoit aussi le contrôle de grandeurs mécaniques dimensionnelles et géométriques ¹. Pour la direction, cela signifie qu'un jeu excessif ou une pièce déformée peut fausser la géométrie, donc le comportement du véhicule en virage.