Disque de frein ventilé

Que de progrès réalisés sur le freinage des automobiles depuis 1962 avec la Renault R8 et ses 4 freins à disques pleins (une révolution à l'époque), dont il faut bien avouer qu'ils n'étaient pas très efficaces ! Depuis, la technologie du freinage a bien évolué, notamment avec l'apparition des freins à disques ventilés.

Le disque de frein ventilé : un peu de théorie

Peut-être avez-vous remarqué, après une descente prononcée en montagne, que vos roues à l'arrivée étaient brûlantes (ne surtout pas d'ailleurs y mettre les mains, la température des freins avoisinant 400 °C) ? Pas de panique ! C'est un phénomène tout à fait normal et même nécessaire.

« Rien ne se perd, rien ne se crée, tout se transforme » soulignait Antoine Lavoisier (1743-1794). Les freins servent en effet à ralentir et arrêter le véhicule, donc de passer d'une vitesse donnée à une vitesse inférieure ou nulle. En roulant, votre véhicule emmagasine une énergie cinétique* qu'il faut restituer au freinage.

Le freinage, c'est-à-dire la pression des plaquettes sur les disques, permet sa transformation en énergie calorifique.

Toute la difficulté réside dans le fait de pouvoir transmettre cette énergie calorifique dans l'air ambiant, au risque de dépasser les capacités thermiques des organes de freinage (plaquettes, disques, liquide de frein, etc.). Les disques de freins ventilés participent donc activement à cet échange calorifique avec l'air.

Énergie cinétique* : E = 1/2 MV² ; E : énergie cinétique en joules ; M : masse en mouvement en kg ; V : vitesse en m/s (v² : carré de la vitesse).

À quoi ressemblent les disques de freins ventilés ?

Comme leur nom l'indique, en forme de disques, ils sont fixés au moyeu et une grande partie de leur diamètre est pincée par l'étrier et les plaquettes de frein.

Leur particularité, comparée à celle du disque de frein « plein », est d'être divisés en 2 faces dans le plan longitudinal, et séparés par des fenêtres, où l'air peut s'infiltrer. Cette disposition augmente la surface métallique en contact avec l'air et donc les échanges calorifiques.

Quels modèles pour quels véhicules ?

Emplacement des disques de freins ventilés

Les freins à disques ventilés sont montés principalement à l'avant du véhicule. L'arrière, moins sollicité, reçoit lui des disques pleins.

Les différents types de disques de freins ventilés

Les dimensions. Elles sont variables suivant le type de véhicule : plus celui-ci est puissant et lourd, plus les diamètres des disques sont importants.

La constitution. Elle diffère suivant l'utilisation. Les véhicules de grande série sont équipés de disques ventilés en fonte d'acier et de faible coût à l'achat. Les voitures de prestige et de compétition reçoivent des disques en carbone ou céramique. L'énorme avantage de ces matériaux est d'absorber efficacement la chaleur et de garder leur propriétés mécaniques à très haute température (de 500 à 800 °C). Sur ce type de disques, des perforations sont présentes sur toute la surface de freinage, pour augmenter encore l'échange calorifique.

Un petit tour du côté de l'atelier...

La maintenance des disques à freins ventilés

Le remplacement de ces disques se justifie en moyenne lors du remplacement du 2e jeu de plaquettes, soit tous les 40 à 70 000 km (la périodicité dépendant fortement du type de conduite), l'épaisseur minimum requise étant alors atteinte.

Il peut aussi être nécessaire si on observe lessymptômes suivants:

• voilage : il se signale par une vibration au freinage ressentie dans la direction et il est dû à une déformation dans l'axe longitudinal par la chaleur ;
• fissures et craquelures : elles sont dues à un échauffement excessif du métal qui perd ses propriétés mécaniques ; dans des cas extrêmes, des fissures importantes peuvent aboutir à une rupture du disque ;
• marquage des disques : causé par des plaquettes usées dont la partie métallique est entrée en contact avec la surface du disque (signalé par un bruit de frottement métallique au freinage). Il entraîne le remplacement obligatoire du jeu de disques et des plaquettes (les disques se changent par paire).

Le coût de la réparation

Pour la main d’œuvre, le coût est limité, le remplacement étant très rapide (0,5 à 0,75 h), soit 30 à 50 €. Pour le matériel, le prix d'une paire de disques ventilés fluctue suivant les modèles.

* prix indicatifs : certains modèles de prototypes ne sont pas disponibles à la vente grand public.