Un 4x4 n'en vaut pas un autre : les systèmes comparés

En virage, chaque roue parcourt une distance différente. Les roues intérieures roulent sur un rayon plus serré que les roues extérieures, et l'essieu avant décrit un autre arc que l'essieu arrière. Le différentiel de l'essieu compense la différence entre gauche et droite. La différence entre l'avant et l'arrière subsiste et doit être traitée séparément.

Relier rigidement les deux essieux les oblige à tourner à la même vitesse. Sur un sol qui permet le glissement — neige, gravier, prairie mouillée —, la différence se dissipe en patinage. Sur un asphalte adhérent, c'est impossible. Il se crée alors dans la transmission une contrainte qui se manifeste par des à-coups lors des manœuvres serrées et qui sollicite arbres, joints et engrenages.

Chaque type de transmission intégrale est une réponse à exactement cette question : dans quelle mesure l'essieu avant peut-il tourner différemment de l'essieu arrière, et à partir de quand plus du tout ? Les réponses diffèrent en complexité, en poids et en consommation — et par les composants qui coûtent de l'argent avec l'âge.

Le type le plus ancien possède une boîte de transfert sans différentiel central. Sur route, un seul essieu est entraîné, le plus souvent l'arrière ; le conducteur enclenche le second au moyen d'un crabot ou d'une chaîne, et les deux sont ensuite couplés rigidement. Il s'y ajoute fréquemment une gamme courte, c'est-à-dire un second jeu de rapports très démultipliés pour les travaux lents, en forte pente ou lourds.

Il en découle la règle d'utilisation propre à ce type : la transmission intégrale enclenchée n'a rien à faire sur un asphalte sec. L'y utiliser crée la contrainte décrite dans la première partie, et celle-ci se reporte sur le composant qui a le moins de réserve — souvent la boîte de transfert elle-même. Ce n'est pas un défaut de conception, mais une règle d'utilisation.

À l'achat d'une occasion, ce type n'est donc pas un inconvénient, mais une question sur le propriétaire précédent. À l'arrêt, sur une surface plane, on enclenche puis on désenclenche en vérifiant que le système s'engage et se libère proprement. Des crabots qui n'accrochent plus et des actionneurs qui cliquettent sans passer sont les signes d'usure typiques de ce type.

Si l'on place un troisième différentiel entre les essieux, l'essieu avant peut tourner librement par rapport à l'essieu arrière. La motricité s'applique alors en permanence aux deux essieux, sans que rien ne se contraigne. La répartition du couple découle de la conception : un différentiel à pignons coniques répartit à parts égales, un train épicycloïdal selon un rapport fixe choisi.

Un différentiel ouvert a toutefois une propriété qui devient un problème hors de la route : il envoie le couple là où la résistance est la plus faible. Si une roue est sur la glace, elle patine, et l'autre essieu ne reçoit rien. C'est pourquoi ce type comporte presque toujours un blocage ou une conception autobloquante — un embrayage multidisque monté en parallèle du différentiel ou une denture à vis sans fin qui se bloque d'elle-même quand l'écart de vitesse augmente.

C'est la solution la plus complexe et la plus lourde, et en même temps celle qui demande le moins d'intervention du conducteur. En entretien, elle se traduit par des vidanges supplémentaires : différentiel central, pont arrière et, le cas échéant, boîte de transfert forment trois circuits que personne ne voit et dont les intervalles figurent dans le plan d'entretien — pas dans la description du véhicule.

La solution aujourd'hui la plus répandue sur les voitures particulières n'a pas de différentiel central. Un essieu — l'avant dans la plupart des conceptions à moteur transversal — est toujours entraîné, le second dépend d'un paquet de disques pressé par une pompe à commande électrique. La force de serrage est décidée par un calculateur à partir des vitesses de roues, de la position de l'accélérateur, de l'angle de braquage et de l'accélération transversale.

L'avantage tient à l'encombrement, au poids et à la consommation : en fonctionnement normal, le véhicule n'entraîne pratiquement qu'une traction avant. L'inconvénient, c'est qu'un paquet de friction reste une pièce d'usure. Il baigne dans sa propre huile, qui doit être vidangée avec un filtre, et s'il patine en permanence — par exemple parce que les pneus sont usés différemment d'un essieu à l'autre —, il vieillit vite.

Un parent plus ancien et passif est le visco-coupleur : deux jeux de disques dans un fluide silicone qui se raidit en cas d'écart de vitesse et transmet ainsi du couple. Il n'a besoin d'aucune commande et reste donc discret — y compris quand il lâche. Un visco-coupleur qui a fui ou durci ne transmet plus rien ou transmet trop en permanence, et dans les deux cas, le conducteur s'en aperçoit tard.

Dans un véhicule électrique ou hybride, la transmission intégrale peut exister sans aucune liaison mécanique entre les essieux. Un moteur travaille à l'avant, un second à l'arrière, et ce qu'un différentiel central résout mécaniquement, c'est ici la régulation qui le résout : chaque essieu reçoit exactement le couple que le logiciel lui attribue.

Techniquement, plusieurs éléments disparaissent — arbre de transmission, palier central, boîte de transfert et un circuit d'huile. La régulation est en outre plus rapide que n'importe quel embrayage, parce qu'un moteur électrique modifie son couple en quelques millisecondes. En contrepartie, d'autres composants s'ajoutent, et leurs pannes sont de nature électrique : électronique de puissance, circuits de refroidissement, limitation de puissance sous charge prolongée ou à température élevée.

Pour la visite, cela signifie : il n'y a pas de boîte de transfert à contrôler ni d'embrayage à écouter. On contrôle la mémoire des défauts, le comportement en charge et le bon fonctionnement du refroidissement — des questions auxquelles on répond avec un outil de diagnostic, et non à l'oreille.

Presque tous les véhicules modernes freinent de manière ciblée une roue qui patine et renvoient ainsi le couple, via le différentiel ouvert, vers l'autre côté. Cela remplace étonnamment bien un blocage de différentiel mécanique et explique pourquoi de nombreux véhicules sans blocage progressent mieux que ne le laisse supposer leur fiche technique.

La limite est thermique. Le frein transforme l'énergie en chaleur, et celle-ci doit être évacuée. Dans une longue montée sur sol meuble ou lors de démarrages répétés dans la neige profonde, le système chauffe et réduit son intervention. Un blocage mécanique ne connaît pas ce problème — en revanche, il exige que le conducteur le désactive avant de revenir sur la route.

Et la phrase la plus importante sur la transmission intégrale : elle aide au démarrage et à l'accélération. La distance de freinage et la limite en virage dépendent de l'adhérence entre le pneu et la chaussée, et le nombre de roues motrices ne la change pas. Un véhicule à quatre roues motrices en pneus d'été avance mieux dans la neige et s'arrête moins bien — c'est la configuration à l'origine de la plupart des accidents de ce genre.

Tout système doté d'une liaison mécanique entre les essieux réagit aux différences de circonférence de roulement. Un pneu neuf a plus de sculpture qu'un pneu à moitié usé, tourne donc un peu plus lentement à vitesse égale, et cette différence, l'embrayage ou le différentiel central la perçoit comme un glissement permanent. Ce qui est souhaitable sur la neige devient ici un état permanent.

En pratique, cela signifie qu'un seul pneu neuf après une crevaison est rarement la bonne solution sur un véhicule à quatre roues motrices. Faut-il changer les pneus par paire sur chaque essieu ou les quatre, et quel écart le constructeur tolère-t-il encore : c'est indiqué dans la documentation du véhicule. Ce n'est pas une formule de prudence, mais la différence entre un pneu et un paquet d'embrayage sur la facture.

À l'inverse, un véhicule à quatre roues motrices chaussé de quatre pneus usés différemment est un indice qui va au-delà des pneus. Qui a économisé à cet endroit a probablement déjà payé une partie de l'embrayage depuis un moment sans le savoir — et le propriétaire suivant paiera le reste.

Deux contrôles, et le premier demande de la retenue. Sur une surface dégagée offrant un peu de glissement — pavés humides, gravier, parking gravillonné vide —, on décrit au pas un cercle serré, braquage à fond. Des à-coups ou un sautillement indiquent une contrainte. Sur un système enclenchable, ce comportement est justement normal sur asphalte sec, et c'est pourquoi on n'y fait même pas le contrôle.

Le second consiste à écouter. Un bourdonnement qui augmente avec la vitesse et change de tonalité lors des transitions de charge provient souvent d'un pont. Une vibration qui apparaît à partir d'une certaine vitesse et disparaît au-delà fait penser à l'arbre de transmission ou à son palier central. Un claquement à braquage maximal, c'est un joint homocinétique de l'essieu avant.

À cela s'ajoute le coup d'œil par en dessous. Arbre de transmission, palier central, soufflets de cardan et carters des boîtes et des ponts sont secs, ou ils ne le sont pas. Un film humide sur un carter est un point à surveiller ; une bague d'étanchéité qui goutte, c'est un devis.

Pour une montée raide en hiver, pour une remorque sur une prairie mouillée et pour démarrer sur sol meuble, la transmission intégrale est une aide réelle et sensible. Pour la distance de freinage, pour la vitesse en virage et pour la consommation, elle ne l'est pas — là, elle se trouve de l'autre côté du calcul.

Qui veut vraiment faire du tout-terrain a besoin de plus que de roues motrices : gamme courte, garde au sol, angles d'attaque et de fuite utilisables et au moins un blocage. Qui pense à la neige et aux côtes du quotidien est le plus souvent mieux servi par une solution à embrayage et de bons pneus d'hiver que par un lourd tout-terrain dont les pneus sont d'une taille coûteuse.

Et la partie sobre : plus de roues motrices, c'est plus de masse, plus de joints, plus de paliers et plus d'huile. Cela se retrouve dans la consommation, dans l'usure des pneus et dans la facture d'entretien. Un véhicule à quatre roues motrices est le bon choix quand on sait nommer les conditions dans lesquelles on en a besoin.