Le frein du futur ! Tous ces avantages grâce aux nouveaux freins électriques Brembo

12/09/2019

Un saut dans le futur avec les freins Brembo : la manière de conduire évolue au bénéfice des automobilistes et de l'environnement.

Tout évolue, y compris le système de freinage des automobiles.

Aujourd’hui, avec le passage du système hydraulique au système électrique, qui transformera le système de freinage dans le moteur du futur, nous sommes à la veille d’une révolution.

Brembo est prête à jouer un rôle de premier plan dans le véritable tournant historique qui s’annonce pour les systèmes de freinage pour voitures. Une révolution à laquelle Brembo se prépare depuis près de vingt ans grâce à des investissements croissants, depuis 2001, dans des activités de recherche et de développement dans le domaine des systèmes de freinage électriques, ou Brake by Wire dans le jargon des pros.

Le fil conducteur, qui conduit au grand changement des systèmes de freinage et qui nous incite à parler de la naissance du « frein du futur », est issu de la mécatronique et de l’exigence de disposer de véhicules de plus en plus efficaces, interconnectés et intelligents. La récupération de l’énergie et la réduction du poids et des émissions sont devenues des facteurs primordiaux, et c’est précisément sur ces aspects que le système de freinage du futur peut jouer un rôle déterminant.

Aujourd’hui, par exemple, dans le monde de l’automobile, la plus grande attention est accordée à la récupération d’énergie, et le système de freinage peut représenter, de ce point de vue, une véritable mine d’or.

C’est pourquoi Brembo travaille d’arrache-pied sur le projet du Brake by Wire, non seulement pour les routières mais aussi pour les voitures de course, comme le prouve le développement de systèmes de freinage électriques en Formule 1 depuis 2014.

Mais comment fonctionne le système de freinage Brake by Wire de Brembo ? Quelles sont les différences par rapport à un système traditionnel et surtout quels sont les avantages ?

Pour actionner le système BbW, il faut appuyer sur la pédale de frein, comme avec un système hydraulique traditionnel : à partir de là, le capteur de course de la pédale relève la position de la pédale et envoie l’information au calculateur ; en même temps, la pédale restitue au conducteur la sensation de freinage d’un système hydraulique traditionnel.

Le calculateur élabore le signal en provenance du capteur de la pédale et envoie la commande aux actionneurs. L’actionneur hydraulique électromécanique convertit l’impulsion électrique en provenance du calculateur en pression hydraulique/force de serrage de l’étrier de frein.

L’étrier de frein actionné par l’actionneur peut être aussi bien un étrier de frein traditionnel à raccordement hydraulique qu’un étrier de frein électromécanique commandé directement par le calculateur, qui transforme l’énergie électrique reçue en force de freinage.

Quant au disque de frein, c’est un disque traditionnel en fonte, en acier ou en carbone céramique.

Le système de freinage Brembo « Brake by Wire » (frein piloté électroniquement) est conçu et réalisé conformément à tous les standards de sécurité prescrits par la loi et le secteur de l’industrie automobile (ex. critères d’homologation et ISO 26262).

En cas de défaillance, le système est en mesure de détecter l’éventuelle anomalie et d’exclure la partie qui ne fonctionne pas. Grâce à l’architecture de l’actionnement distribué sur chaque roue, en cas de défaillance d’un seul dispositif, le système de freinage Brembo « Brake by Wire » est en mesure de s’auto-reconfigurer et, en agissant sur les dispositifs qui fonctionnent encore, de garantir une décélération dans tous les cas supérieure à celle qu’exige la législation (2,44 ms²). Cette caractéristique permet au système « Brake by Wire » Brembo, même en cas de défaillance accidentelle, de garantir une performance de freinage adaptée aux besoins du conducteur. En revanche, en cas d’absence totale d’énergie électrique, le système de sécurité hydraulique traditionnel se substitue au système « Brake by Wire » afin de garantir, dans tous les cas, le fonctionnement du système de freinage avec les roues avant et de satisfaire ainsi les exigences de la loi en matière de freinage secondaire.

Les avantages d’un système de freinage électrique comme celui-là sont considérables pour les automobilistes, les constructeurs automobiles et la société en général.

Pour les automobilistes : plus de sécurité, de confort et de personnalisation

Partons des automobilistes et d’une valeur non négociable : la sécurité. Le système de freinage électrique permet de réduire considérablement les distances d’arrêt par rapport à un système traditionnel.

Pour être précis, la dernière du Brake by Wire de Brembo a fait un pas de géant avec une vitesse de réponse qui est passée d’un temps traditionnel de 300 à 500 millisecondes à un temps de 100 millisecondes !

Pour mieux illustrer ce que signifient ces chiffres, rappelons qu’en 300 millisecondes un véhicule qui roule à 120 km/h parcourt 11 mètres et qu’un battement de cils s’effectue en 250 millisecondes environ.

La vitesse de réponse des freins est fondamentale car, si un arrêt immédiat est nécessaire, seule la réactivité optimale du système permet de réduire la distance d’arrêt de plusieurs mètres ce qui, en termes de sécurité, peut être décisif. La vitesse de réponse est donc synonyme d’une plus grande sécurité.

Parallèlement au bénéfice d’une réponse rapide du système de freinage (qui se traduit à la fois par plus de sécurité et par une meilleure performance de freinage), le BbW présentent de nombreux avantages sur le plan de la personnalisation et du confort pour le conducteur.

En effet, grâce au système de freinage électrique, le conducteur sera en mesure de personnaliser aussi bien la force de freinage que la réponse de la pédale.

L’automobiliste pourra choisir, par exemple, entre différents profils de freinage selon ses préférences et son style de conduite (sportif, confort, etc.) ; il pourra aussi sélectionner le profil de réponse de la pédale qu’il préfère parmi diverses options.

Pour ce qui est du confort, l’un des principaux avantages du système de freinage électrique Brembo réside dans la stabilité de freinage, indépendamment de la charge. Le freinage s’adapte en effet automatiquement aux conditions de charge du véhicule de manière à garantir des distances d’arrêt constantes.

De plus, le passage du freinage dissipatif au freinage régénératif, doux et imperceptible pour le conducteur, représente une garantie supplémentaire de confort de conduite offerte par le système de freinage Brake by Wire.

En allant encore plus loin dans l’intégration des deux types de freinage, régénératif et dissipatif, appelé en anglais blending, il est possible de changer totalement son style de conduite et de freiner sans utiliser la pédale de frein !

Quand on relâche l’accélérateur, le système BbW effectue une compensation automatique du frein moteur ou du freinage régénératif pour obtenir une décélération stable permettant de freiner le véhicule durant son utilisation routière normale, en ville comme dans les trajets extra-urbains.

Pour les freinages d’urgence ou si l’on adopte une conduite plus sportive, il sera nécessaire, en revanche, d’agir sur la pédale du frein comme on le fait aujourd’hui.

Les bénéfices pour les automobilistes sont également importants sur le plan économique, puisqu’une plus grande intégration avec le freinage régénératif, grâce à l’utilisation du système Brake by Wire, réduit l’usure, et permet même d’arriver à une consommation de disques et de plaquettes dix fois inférieure.

La réduction du liquide de frein, par rapport à un système de freinage traditionnel, n’est également pas négligeable et entraîne une réduction des interventions et des coûts d’entretien.

Par ailleurs, le contrôle de l’usure permet de synchroniser l’entretien des disques et des plaquettes et le programme d’entretien général du véhicule.

Les avantages pour les constructeurs automobiles :

Les avantages du système Brake by Wire vont au-delà des bénéfices en termes de sécurité, de performance et de confort pour l’automobiliste.

L’électrification du système de freinage ouvre en effet les portes à une plus grande interaction avec d’autres composants, par exemple le freinage actif lorsque l’accélérateur est relâché ou l’utilisation de chaque frein sur la roue comme fonction de différentiel ou stabilisateur du véhicule.

Grâce au système Brake by Wire, il est possible, pour les constructeurs, de concevoir le repositionnement des composants et donc de repenser l’architecture du véhicule au bénéfice de la place, de la sécurité et des performances.

Dans le futur, nous aurons des véhicules qui pourront même être radicalement différents des voitures actuelles ; le système Brake by Wire offre aux constructeurs une grande flexibilité dans la répartition optimale des poids.

Le frein respectueux de l'environnement

La nouvelle génération de Brake by Wire Brembo se présente comme la solution idéale pour les voitures d’aujourd’hui comme pour celles d’un futur plus ou moins proche.

D’un côté, l’intégration du BbW avec les systèmes de récupération énergétique permet d’optimiser l’utilisation de l’énergie et donc de réduire la phase de recharge des batteries des voitures électriques ou hybrides.

De l’autre, le système BbW présente un avantage considérable pour les voitures équipées d’un moteur thermique traditionnel : une réduction encore plus importante du phénomène appelé « couple résiduel ».

Il s’agit d’un frottement organique et non voulu entre le disque et les plaquettes, hors phase de freinage, qui, s’il est imperceptible, contribue néanmoins à ralentir la voiture, et à augmenter la consommation et donc les émissions.

Ce phénomène, déjà minimisé grâce aux étriers hydrauliques fixes traditionnels de Brembo, est considérablement réduit avec le Brake by Wire, qui garantit en effet une réduction des émissions de CO2 ou une augmentation de l’autonomie des voitures électriques.

Dans l’avenir, les nouveaux composants assureront une meilleure intégration avec les capteurs, véritable cœur des futurs véhicules à conduite autonome. Une durée prolongée est aussi synonyme de respect accru de l’environnement qui a également tout à gagner avec l’élimination des liquides de freinage.

Un coup d’œil vers le futur

Le Brake by Wire est également conçu pour s’intégrer aux systèmes de freinage régénératif et d’assistance à la conduite ; on peut donc imaginer que les automobiles arriveront un jour à freiner seules quand le pilote automatique le leur ordonnera (comme cela s’est déjà produit avec la direction électrique).

Il semble donc évident que le système Brake by Wire, qui présente déjà nombre d’avantages sur les véhicules conventionnels, est aussi formidablement polyvalent et permet d’envisager toutes sortes de scénario. Brembo est prête et occupe ainsi la meilleure position pour saisir toutes les occasions qui se présenteront, dans un monde qui se dirige vers une révolution plus que vers une évolution, et où les véhicules électriques et les voitures à conduite autonome gagnent chaque jour du terrain.

Brembo s’affirme encore une fois comme un novateur dans le secteur des systèmes de freinage, parfaitement au fait des tendances du secteur automobile et capable d’anticiper les attentes de ses clients, des automobilistes et de la société en général.