Le circuit de freinage

Le circuit de freinage regroupe les organes qui permettent de ralentir ou d’arrêter un véhicule ou un engin. Sur un chantier de Travaux Publics, son bon fonctionnement est essentiel, car les masses déplacées, les pentes, les charges et les conditions de circulation peuvent fortement solliciter le freinage.

Un circuit de freinage moderne associe des éléments mécaniques, hydrauliques et, selon les véhicules ou les engins, des systèmes électroniques d’aide à la stabilité et au freinage. Il doit donc être compris comme un ensemble complet, de la pédale jusqu’aux roues.

À retenir

• Le circuit de freinage transforme l’action sur la pédale en effort de freinage aux roues.
• La force de freinage est amplifiée par la mécanique, puis transmise par l’hydraulique.
• Le liquide de frein doit respecter la spécification DOT prévue par le constructeur.
• Les systèmes ABS et ESP complètent le freinage, mais ne remplacent jamais l’entretien du circuit.

Qu’est-ce qu’un circuit de freinage ?

Le circuit de freinage est l’ensemble des pièces qui fonctionnent ensemble pour assurer le freinage. Il permet de transformer l’effort exercé par le conducteur sur la pédale en pression, puis en frottement au niveau des roues.

Pour des raisons de sécurité, les véhicules et engins modernes utilisent généralement un double circuit de freinage. Ainsi, si une partie du circuit présente une défaillance, l’autre partie peut encore contribuer à ralentir ou arrêter le véhicule.

De quoi se compose le circuit de freinage ?

Un circuit de freinage hydraulique se compose de plusieurs éléments. Chacun joue un rôle précis dans la transmission de l’effort et dans la production du freinage.

• la pédale de frein ;
• le servo-frein ou système d’assistance, selon les véhicules ;
• le maître-cylindre, souvent de type tandem ;
• le réservoir de liquide de frein ;
• les canalisations rigides et flexibles ;
• les étriers de frein ou les cylindres de roue ;
• les freins à disque ou les freins à tambour ;
• les capteurs et calculateurs associés aux systèmes ABS ou ESP, lorsque le véhicule en est équipé.

Comment la force de freinage est-elle amplifiée ?

L’action du conducteur sur la pédale ne suffit pas, à elle seule, à freiner efficacement un véhicule lourd ou un engin. Le circuit utilise donc plusieurs principes pour amplifier l’effort.

L’amplification mécanique par bras de levier

La pédale de frein fonctionne comme un levier. Lorsque le conducteur appuie avec le pied, la géométrie de la pédale permet d’augmenter l’effort transmis vers le maître-cylindre. Cette première amplification est mécanique.

La transmission hydraulique et le principe de Pascal

Le liquide de frein transmet ensuite la pression dans le circuit hydraulique. Selon le principe de Pascal, une pression exercée sur un liquide enfermé se transmet dans toutes les directions.

Dans le circuit, cette pression agit sur des pistons. Ces pistons poussent les plaquettes contre les disques ou les mâchoires contre les tambours. Le freinage est donc obtenu par frottement.

Quel est le rôle du maître-cylindre tandem ?

Le maître-cylindre transforme l’effort reçu depuis la pédale en pression hydraulique. Lorsqu’il est de type tandem, il alimente deux circuits séparés. Cette organisation améliore la sécurité du freinage.

En cas de défaillance sur une partie du circuit, le second circuit peut continuer à fonctionner partiellement. Le freinage devient alors moins efficace, mais le conducteur conserve une capacité de ralentissement ou d’arrêt. Dans ce cas, le véhicule ou l’engin doit être immobilisé et contrôlé.

Comment fonctionnent les freins à disque ?

Les freins à disque utilisent un disque solidaire de la roue. Lorsque le conducteur appuie sur la pédale, le liquide de frein met le circuit sous pression. Cette pression pousse les pistons de l’étrier, qui serrent les plaquettes contre le disque.

Le frottement entre les plaquettes et le disque ralentit la roue. L’énergie du mouvement se transforme alors en chaleur. Plus l’effort de serrage est important, plus le freinage est fort, dans la limite de l’adhérence et de l’état du système.

Il existe principalement deux types de disques :

• le disque plein ;
• le disque ventilé, qui facilite le refroidissement.

On rencontre également deux grandes familles d’étriers :

• l’étrier fixe ;
• l’étrier flottant.

Comment fonctionnent les freins à tambour ?

Les freins à tambour fonctionnent aussi par frottement. Le tambour tourne avec la roue. Lorsque le circuit est mis sous pression, les mâchoires de frein viennent appuyer à l’intérieur du tambour pour ralentir la rotation.

Un système de frein à tambour comprend notamment :

• le tambour, fixé au moyeu de la roue ;
• les mâchoires de frein, qui créent le frottement ;
• le cylindre de roue, qui pousse les mâchoires ;
• les ressorts de rappel, qui permettent le retour des mâchoires lorsque le freinage cesse ;
• le système de rattrapage de jeu, qui compense l’usure progressive.

Quand le conducteur relâche la pédale, la pression hydraulique diminue. Les ressorts de rappel ramènent alors les mâchoires en position initiale.

Quel est le rôle du liquide de frein ?

Le liquide de frein transmet la pression hydraulique entre le maître-cylindre et les organes de freinage. Il doit rester stable malgré les fortes températures produites par les freinages répétés.

Sur certains véhicules, un liquide de même famille peut aussi être utilisé dans une commande hydraulique d’embrayage. Dans tous les cas, il faut respecter la spécification indiquée par le constructeur, le manuel d’entretien ou le marquage du réservoir.

Comment lire la classification DOT des liquides de frein ?

La classification DOT distingue les liquides de frein selon leurs performances, notamment leur température d’ébullition. On parle de température d’ébullition à sec pour un liquide neuf et de température d’ébullition humide lorsque le liquide a absorbé de l’eau.

Peut-on mélanger les liquides de frein ?

La miscibilité dépend de la famille chimique du liquide. Les liquides DOT 3, DOT 4 et DOT 5.1 appartiennent à la famille des liquides glycolés. Toutefois, cela ne signifie pas qu’il faut les mélanger sans contrôle.

En maintenance, il faut toujours respecter la spécification du constructeur. Un liquide moins performant peut abaisser les performances du circuit. En cas de changement de type de liquide, une purge complète du circuit est préférable.

Le DOT 5, à base silicone, constitue un cas particulier. Il n’est pas miscible avec les liquides glycolés et ne doit pas être introduit dans un circuit non prévu pour cette technologie.

Quand remplacer le liquide de frein ?

Les liquides glycolés absorbent progressivement l’humidité. Cette eau abaisse leur température d’ébullition et peut favoriser la corrosion interne du circuit. C’est pourquoi le liquide de frein doit être remplacé régulièrement.

La périodicité exacte dépend du constructeur, du véhicule, de l’usage et des conditions de service. En pratique, le remplacement est souvent prévu autour de deux ans pour de nombreux véhicules. Sur un engin ou un véhicule fortement sollicité, le plan d’entretien peut imposer un contrôle plus fréquent.

Un liquide trouble, très foncé, contaminé ou associé à une pédale anormale doit entraîner un contrôle du circuit. Le remplacement du liquide doit s’accompagner d’une purge correcte afin d’éliminer l’air présent dans le circuit.

À quoi servent l’ABS et l’ESP ?

L’ABS, ou système antiblocage des roues, limite le blocage des roues lors d’un freinage appuyé. Il module la pression de freinage pour aider le conducteur à conserver de l’adhérence et de la capacité de direction.

L’ESP, ou contrôle électronique de stabilité, agit lorsque le véhicule risque de perdre sa trajectoire. Selon les situations, il peut intervenir sur le freinage d’une ou plusieurs roues et sur la gestion moteur.

Ces systèmes améliorent la sécurité, mais ils ne compensent pas un circuit mal entretenu. Des plaquettes usées, un liquide inadapté, de l’air dans le circuit ou une fuite restent des défauts critiques.

Quels contrôles réaliser sur le circuit de freinage ?

Le contrôle du freinage doit rester régulier, surtout sur les véhicules ou engins exposés à la poussière, aux charges, aux freinages répétés ou aux conditions difficiles de chantier.

• contrôler le niveau du liquide de frein ;
• vérifier l’absence de fuite sur les canalisations, flexibles, étriers et cylindres ;
• surveiller l’état des disques, tambours, plaquettes et garnitures ;
• respecter la spécification DOT prévue par le constructeur ;
• réaliser la purge selon la méthode prévue ;
• faire contrôler toute pédale molle, course anormale ou alerte au tableau de bord.

Pour aller plus loin

Pour mieux comprendre les organes d’un véhicule ou d’un engin, il est utile de relier le circuit de freinage aux autres circuits techniques. Sur chantier, le freinage fonctionne avec la transmission, les pneumatiques, la direction et les dispositifs électroniques d’aide à la conduite.

Le choix du liquide de frein doit toujours suivre la documentation du constructeur. Pour approfondir la classification DOT et les températures d’ébullition, vous pouvez consulter des ressources techniques en français consacrées aux liquides de frein, notamment les guides des fabricants et distributeurs spécialisés.

Enfin, l’entretien du circuit de freinage doit être traité comme une opération de sécurité. Un défaut de freinage peut avoir des conséquences immédiates pour le conducteur, les autres compagnons, les piétons, les usagers et les matériels présents autour de la zone de travail.