Récemment, je me posais la fameuse question des masses non-suspendues et en particulier du poids des jantes ou roues complètes.
En effet, on observe de belles différences entre les jantes coulées (techno la plus répandue, y compris chez les constructeurs) et les jantes forgées, structurellement plus solides pouvant donc utiliser moins de matière. 10 kg d'écart sur une grande roue ne sont pas rares !
Or on lit beaucoup d'affirmations sur divers forums concernant l'importance de réduire ces masses pour l'efficacité des voitures. On trouve notamment des équivalences entre les poids suspendus et non suspendus. Par exemple, 1 kg de masses non suspendues serait équivalent à 2/3/5/10kg de masse suspendue. J'ai commencé à réfléchir à la question et à ressortir de ma mémoire quelques vieilles formules de physique.
Je voudrais vous livrer ici les conclusions de mes calculs. Ce qui suit ne concerne que les roues. C'est à dire, pas toutes les masses non-suspendues, mais à mon sens, celle qui ont le plus d'effet sur la dynamique du véhicule.
On comprend bien intuitivement que pour mettre une roue en mouvement, il faut non seulement la faire avancer à la vitesse de la voiture, comme tout le reste, mais aussi, la faire tourner.
L'énergie cinétique d'une roue est donc la somme de son énergie cinétique de translation (=pour avancer) et de son énergie cinétique de rotation (=pour tourner sur elle-même).
En comparaison, l'énergie cinétique des autres parties de la voiture (carrosserie, chassis, moteur -abstraction faite des pièces en mouvement-) n'est constituée que d'énergie cinétique de translation (=pour avancer).
Les questions que je me suis posé sont donc :
- Si j'ai des roues de 30kg chacune, quelle est l'équivalent de masse non-tournante équivalente ?
- Si je remplace mes roues de 30kg par des roues de 20kg (soit 40kg de gagnés), quel est l'allègement de masse non-tournante équivalent en terme de performances d'accélération et de freinage ?
(en réalité, ces 2 premières questions sont équivalentes, c'est simplement 2 façons de poser le sujet)
- Cette différence dépend-elle de la vitesse ? Autrement dit, des roues lourdes sont-elles d'autant plus pénalisantes qu'on roule plus vite ?
Voici les résultats :
- Du point de vue d'énergie cinétique, donc de la faculté d'accélération et de freinage, une roue compte une fois et demie par rapport au poids d'une partie non-mobile, qu'elle soit suspendue ou non.
- En conséquence, si vous gagnez 10kg par jante, vous gagnez 40 kg sur la balance, mais l'équivalent de 60kg sur la faculté d'accélération et de freinage. Soit gross-modo la différence d'une passagère en plus (ou en moins) dans le véhicule
- Ceci ne dépend PAS de la vitesse de la voiture (ce n'est pas "de pire en pire" plus on va vite)
- Ceci ne dépend PAS du diamètre de la roue.
Ces conclusions sembleront sûrement évidentes à certains, car les formules montrent les choses de manière élémentaire. Mais si ça peut être utile pour d'autres...
N'hésitez pas si vous avez des questions ou remarques !
edit : quelques typos dans les libellés de la capture d'écran
