[La Clé de 13] l’embrayage, simple et efficace

Aujourd’hui on s’intéresse à un système qu’on rencontre sur beaucoup de véhicules anciens (mais pas tous*). Il s’agit de l’embrayage, un système simple, efficace… et primordial !

* Pourquoi « pas tous » : parce que les boîtes automatiques font appel à des systèmes différents. On y reviendra dans un prochain clé de 13.

L’embrayage en bref

À quoi sert-il ?

Vous vous doutez bien qu’on a pas ajouté un élément mécanique sur une automobile uniquement pour faire les malins. Non, l’embrayage est une solution plutôt maligne et à la fois fort utile dans les trois cas de fonctionnement d’un véhicule.

D’abord en fonctionnement « normal », le véhicule roule. Techniquement c’est là où on pourrait s’en passer puisque, dans un monde où on ne changerait pas de rapport de boîte, il suffirait d’une liaison directe entre le moteur et la boîte pour transmettre la puissance.

Mais c’est surtout pour les deux cas suivants qu’on a inventé ce système. Si en roulant, on pourrait tout faire tourner ensemble, à l’arrêt, c’est impossible. Il faut en effet désaccoupler le moteur pour qu’il continue à tourner sans qu’il n’entraîne les roues. Pour cela il faut « couper » la transmission du couple entre l’élément A (le moteur) et l’élément B (la boîte) et c’est ce rôle là qui est confié à l’embrayage.

Enfin il y a l’entre-deux, quand on passe de l’arrêt complet du véhicule à la phase roulante. Sur un véhicule thermique le moteur tourne et l’embrayage permet une progressivité en faisant passer « lentement » les roues de l’arrêt à la rotation. C’est la phase d’embrayage.

Comment ça fonctionne ?

On va ici rester très général puisque le fonctionnement de l’embrayage dépend quand même du système utilisé, et il n’y en a pas qu’un, même si le but reste identique.

Le premier élément constitutif de l’embrayage, c’est le volant moteur ou volant d’inertie. Ce grand disque est fixé en bout de vilebrequin, côté boîte de vitesse. On fixe sur le pourtour de ce volant la cloche d’embrayage. Comme son nom l’indique, elle a une forme de cloche. Une fois les deux éléments assemblés on se retrouve avec de l’espace entre les deux pièces. C’est là qu’on vient mettre le disque d’embrayage, centré sur le volant moteur. Il est recouvert d’un matériau de friction qui va lui permettre de patiner puis de se solidariser au volant moteur.

Comment s’actionne-t-il ? En fait la cloche est un ensemble de ressorts à lamelles. Lorsqu’on débraye, un mécanisme va venir presser la butée d’embrayage (un roulement si on simplifie) sur les lamelles, dans l’axe de rotation du vilebrequin et du volant moteur. Cela va désolidariser le disque d’embrayage du volant moteur. C’est là qu’on peut changer de rapport de boîte, ou mettre la première, puisqu’elle est se retrouve indépendante du moteur.

Une fois le rapport enclenché, il faut embrayer c’est-à-dire relâcher la pression exercée contre les lamelles et donc venir solidariser le disque d’embrayage au volant moteur pour retrouver une liaison entre moteur et boîte de vitesse (indirectement les roues). Malgré tout, il faut être doux avec, c’est-à-dire que cette phase doit être progressive. À mi-course, lorsque l’embrayage n’est pas complètement solidarisé, le couple se transmet en partie par le léger frottement du disque contre le volant moteur, ce dernier entrainant donc légèrement le disque et donc les roues. Mais puisque la liaison n’est pas complète, où se dissipent l’énergie non-transmise ? Et bien en chaleur tout simplement.

Finalement, passé cette phase, le disque se retrouve donc plaqué contre le volant moteur et la liaison redevient directe entre le moteur et les roues.

Vous l’aurez compris, si cet organe peut être vu comme une simple liaison amovible entre deux organes hyper importants, le moteur et la boîte, il est plus que primordial… C’est une pièce d’usure et il n’est pas infaillible, nous y reviendrons plus tard.

Les différents types d’embrayage

Ce qu’on vous a décrit précédemment, c’est LE système le plus répandu sur les véhicules anciens : l’embrayage monodisque mécanique.

Mais il y existe d’autres systèmes. Ainsi, l’un d’eux, qu’on retrouve notamment sur les motos, fait appel à plusieurs disques placés sur l’arbre primaire de la boîte. Le pincement se fait par l’extérieur de la cloche avec des disques intermédiaires. L’avantage c’est qu’on augmente la surface de contact. Donc on peut réduire le diamètre de l’ensemble. C’est particulièrement intéressant pour les motos ou pour des véhicules dont on veut réduire la maintenance (les éléments étant indépendamment moins sollicités, ils s’usent moins vite lors d’une utilisation normale et correcte).

Un autre système qui est bien connu des Citroënistes : l’embrayage centrifuge. Son principal avantage est de pouvoir rester embrayé avec une vitesse enclenchée et le moteur tournant. Pour cet embrayage c’est la vitesse de rotation du moteur qui va pousser des masselottes vers l’extérieur du système. Ces masselottes vont appuyer sur des éléments garnis de revêtement de friction qui vont se coller à un tambour (ou un cône dans certaines autres applications) et ainsi transmettre la puissance. L’avantage de ce système c’est qu’on peut mettre une vitesse sans qu’elle ne soit entraînée si le moteur ne tourne pas vite.

Les commandes d’embrayage

Après vous avoir parlé des systèmes, parlons des commandes. Quel que soit l’embrayage, excepté le centrifuge, il va falloir appuyer sur la butée « casser » momentanément la liaison. C’est la plupart du temps une fourchette qui va basculer et appliquer la force nécessaire. Il faut évidemment lier cette fourchette à la pédale pour que le système puisse être actionné par le conducteur.

On a alors deux solutions. La première, la plus ancienne, c’est l’utilisation d’un câble. Mais on retrouve également des embrayage hydraulique avec un système qui est calqué sur celui des freins. Un émetteur reçoit la force de la pédale, comprime, via un piston, un fluide hydraulique (et incompressible). Ce fluide va ensuite comprimer un récepteur dont le piston va faire basculer la fourchette.

À ces deux grands systèmes, il faut en ajouter un autre. C’est ce qu’on retrouvait dans les boîtes « électromagnétiques » Cotal dès les années 30 et qui fut ensuite la base des fausses boîtes automatiques des populaires françaises des années 50 et 60. Ces autos n’avaient pas de pédale d’embrayage. Des capteurs recevaient l’information du levier de vitesse, actionné par le conducteur. Cela déclenchait un système qui actionnait automatiquement l’embrayage.

L’embrayage : plein de pièces d’usure

Si on vous parle tant de l’embrayage, c’est parce que ce système a beau être robuste, il n’est pas éternel. Par définition, le disque est garni. Et c’est comme pour les plaquettes de freins, à force de frotter, cette garniture se dégrade et il arrive un moment où il faut la changer. Si vous avez bien compris, l’opération est plutôt lourde puisque vous devrez désolidariser la boîte du moteur pour enlever la cloche et accéder au disque.

Normalement vous n’aurez pas de soucis avec le volant moteur et la cloche… normalement car la cloche reste un ensemble de ressorts et peut vieillir. Côté volant moteur, il peut s’abîmer, notamment au niveau de sa fixation avec le vilebrequin et de son plan d’appui. Là on est dans des cas extrêmes qui ne se rencontrent que rarement.

Ensuite au niveau des commandes, là aussi vous pourrez avoir des soucis. Les embrayages à câbles devraient vous laisser tranquille. La rupture de celui-ci est rare, mais pas impossible ! La faiblesse de ce mécanisme réside dans la fourchette, dont l’axe peut prendre du jeu et rendre le système moins efficace.

Par contre les embrayages hydrauliques peuvent vous réserver des surprises. Les émetteurs et récepteurs font appel à de nombreux joints. Quelle que soit leur qualité, au bout d’un moment leur contact avec le liquide hydraulique va les détériorer. Les fuites entraîneront que vous enverrez moins de force dans le système et qu’il fonctionnera moins bien avec un débrayage qui ne se fera pas totalement. Il faudra donc changer les joints, mais ça demande quelques connaissances, ou bien la pièce complète ce qui n’est pas forcément très compliqué dans l’absolu mais reste plus complexe qu’une « basique » liaison mécanique.

Conclusion :

L’embrayage n’est pas qu’un sous-système reliant deux systèmes mécaniques plus importants. Il est primordial dans le fonctionnement des le fonctionnement des véhicules à boîte manuelle de vitesses, qu’elles soient gérées manuellement ou automatiquement.

Il faudra faire attention à son état ou tout du moins sentir si son efficacité est toujours présente, ou non, au fil du temps et surtout ne pas le brusquer en phase d’embrayage. Et une fois qu’il sera à changer, sortez les outils, vous avez de longues heures de mécanique devant vous ! Retenez enfin une chose, toute pièce en rotation se doit d’être centrée sur son axe ! Ne faites pas un changement d’embrayage seul si c’est votre première fois.