Suspension hydropneumatique

En 1925, George Messier invente la suspension oléopneumatique et l'installe sur sa voiture « sans ressort ». Seulement 150 voitures furent vendues. Messier l'utilisa aussi pour les trains d'atterrissage des avions.

La suspension hydropneumatique, dérivée de l’oléopneumatique, fut inventée par Paul Magès du bureau d'études Citroën au lendemain de la Seconde Guerre mondiale[1].

Traction 15-Six H (1954)

1954 Traction 15-Six H

On retiendra que le premier véhicule équipé de cette suspension hydropneumatique fut la Traction 15-Six H en mai 1954. Seul l'essieu arrière en est équipé. Cette Traction n'était destinée qu'au test de la production d'un tel système en grande série. Paul Magès envisageait même son utilisation sur la 2 CV.

Le premier véhicule de grande série équipée d'une suspension hydropneumatique dès sa conception sera la Citroën DS 19 présentée au salon de Paris 1955.

1955 DS 19

C'est donc au Salon de l'Auto d'octobre 1955 à Paris que fut dévoilée la « bombe ». Elle offrait une tenue de route et un confort fantastiques et inconnus jusque-là, le tout à une hauteur constante au-dessus du sol quels que soient le nombre de personnes et la quantité de bagages. L'utilisation de la haute pression permit aux ingénieurs de développer :

• une direction assistée
• un freinage assisté hydrauliquement qualifié de surpuissant (la DS 19 est la première voiture à être équipée d'un circuit de freinage indépendant pour les roues avant et les roues arrière) et incluant une régulation de la pression de freinage sur le train arrière en fonction de la charge, empêchant les roues arrière de se bloquer avant les roues avant, gage de sécurité.
• une commande de l'embrayage automatique et une sélection des vitesses à commande hydraulique, procurant ainsi une commande semi-automatique de la boîte de vitesses.

1957 ID 19

L'ID 19 est une DS 19 simplifiée. Elle possède un système hydraulique dépouillé : seule la suspension reste hydraulique, la commande de freinage revient à un système traditionnel jusqu'en 1961, date à laquelle l'assistance haute pression finit par l'équiper. La direction ainsi que la commande de boîte de vitesses sont classiques (apparaît donc une troisième pédale pour la commande de l'embrayage). Le liquide employé est le LHS rouge de première génération.

1965 LHS2

Changement de fluide sur tous les véhicules DS et ID : passage au LHS2 incolore moins corrosif que la première version, c'est un liquide synthétique d'origine végétale.

septembre 1966 LHM

Nouveau changement de fluide : adoption du LHM (Liquide Hydraulique Minéral) de couleur verte. Il équipera tous les véhicules jusqu'à l'apparition de la C5 en 2000.

Mercedes-Benz présente le 300 SEL 6.3 avec une suspension active pneumatique conçue pour échapper aux brevets de Citroën.

1969 Citroën M35

Véhicule prototype, servant de banc d’essai public au moteur à piston rotatif, réalisé sur plateforme dérivée des type A et équipée d'une suspension hydropneumatique.

1970 Citroën GS

Naissance du premier véhicule de gamme moyenne à être équipé de cette suspension et du freinage haute pression issu de l'ID.

1970 Citroën SM

La SM est équipée de la suspension et du freinage issus de la DS, dont elle dérive, cette fois avec 4 freins à disques.

1975 Citroën CX

La CX succède à la DS et reprend la suspension hydropneumatique ainsi que le freinage haute pression. La DIRAVI est disponible dès 1975 et l'équipera en série à partir de 1982.

• 
  CX en position haute.
• 
  CX en position basse.

BX série 1

1982 BX

Remplacement de la GSA (produite jusqu'en 1986) par la BX : elle reprend dans les grandes lignes l'équipement hydraulique de la GS et dispose, pour certains modèles, d'une direction à assistance hydraulique.

Le train avant passe au type Pseudo MacPherson.

XM phase 1

1989 XM

Naissance de la XM, descendante de la CX. Elle propose, sur son haut de gamme, une nouvelle version de la suspension hydropneumatique nommée Hydractive. L'utilisation d'une troisième sphère par essieu couplée à l'électronique lui permet 2 modes de fonctionnement : souple ou ferme. Le passage en mode ferme est automatique en fonction de la vitesse, du braquage, de l'amplitude des suspensions (état de la route) et du freinage à partir d'une certaine intensité. Ce système permet aussi un meilleur contrôle de la prise de roulis. D'une pression sur le « bouton sport » par le conducteur, le mode ferme est permanent.

En 1993, elle bénéficiera de l'évolution Hydractive 2. L'appui sur le bouton sport ne force plus le mode ferme mais modifie simplement les lois de vitesse de commutation.

1989 Peugeot 405 GRx4, SRx4 et Mi16x4 puis T16 (1992)

Première et seule Peugeot équipée de la suspension hydropneumatique sur l'essieu arrière. Une pompe électrique haute pression au LHM est installée à cet effet dans le coffre. Une seule sphère assure la fonction de la suspension.

Xantia (phase 1)

1993 Xantia

Elle remplace la BX et inaugure sur ses modèles haut de gamme la nouvelle version de l'Hydractive : l'Hydractive II. Les autres Xantia étant équipées d'une suspension hydropneumatique similaire à la BX. Le train arrière est équipé de cales de fixation du train arrière déformables à effet autodirectionnel (mis au point sur les ZX).

1994 Xantia

La Xantia inaugure le SC-MAC (Système Citroën de Maintien d'Assiette Constante). Par un système de clapet se verrouillant en cas de baisse de pression dans le circuit d'alimentation, il supprime le phénomène d'affaissement caractéristique des voitures à suspension hydropneumatique lors d'un arrêt prolongé causé par les fuites internes naturelles. La XM en sera aussi équipée.

1995 Xantia Activa

C'est le premier véhicule au monde à virer complètement à plat grâce à l'adoption du SC-CAR (Système Citroën de Contrôle Actif du Roulis) couplé à la suspension Hydractive II. Il constitue l'aboutissement de 40 années de recherches lancées par Paul Magès sur l'anti-roulis. Au jour de la rédaction de cet article, ce système anti-roulis actif n'est repris sur aucun autre modèle de la marque.

XM et Xantia ont pu recevoir une nouvelle génération de sphères sur les vérins de suspension et régulateurs hydractive. Leur membrane est multicouche, d'une durée de vie bien supérieure aux sphères classique monocouche, elles préfigurent les soucoupes de la C5.

2000 Citroën C5

Elle remplace la Xantia en attendant l'avènement de la Citroën C6. Elle inaugure une nouvelle version d'Hydractive. Tout est nouveau : abandon du liquide minéral vert LHM au profit d'un liquide synthétique LDS (Liquide de Direction et Suspension), abandon de la pompe hydraulique entraînée par le moteur au profit d'un ensemble compact pompe-accumulateur électrique, abandon du freinage assisté par le liquide hydraulique du circuit de suspension pour cause de législation européenne obligeant le circuit de freinage à être complètement dissocié de tout le reste. Les sphères prennent la forme de soucoupes pour un meilleur travail de la membrane et deviennent grises tout en utilisant une nouvelle membrane en nylon dite multicouche (source Citroën), abandon des correcteurs de hauteur mécaniques, cette dernière fonction devenant électronique et permettant au véhicule de s'abaisser de 10 mm au-dessus de 110 km/h et de reprendre sa position normale en dessous de 90 km/h. Sur terrain très défoncé et à faible vitesse, la hauteur du véhicule est augmentée de 20 mm. La C5 n'est pas dotée du SC/CAR. Selon les versions, elle est équipée de l'Hydractive III ou III+.

L'Hydractive III est ni plus ni moins qu'une suspension hydropneumatique classique limitée à un seul niveau d'amortissement avec contrôle de hauteur de châssis variable en fonction de la vitesse.

L'Hydractive III+ permet de retrouver la flexibilité de la suspension hydropneumatique Hydractive II connue sur les XM et Xantia concernées avec, toujours, le contrôle de hauteur de châssis flexible.

2006 Citroën C6

Les C6 sont équipés d'une suspension Hydractive directement issue de la Citroën C5 mais présentant quelques changements : amortissement piloté à 16 états permettant jusqu'à 400 changements d'état par seconde dont le calcul est différent pour chaque roue et tenant compte de l'évolution générale de la voiture sur la route ; une quatrième sphère équipe les essieux avant et arrière permettant une plus grande flexibilité en mode souple.

2008 Citroën C5 II

La nouvelle génération de C5 abandonne la suspension hydropneumatique de série sur ses versions d'entrée de gamme. Celle-ci est réservée aux versions haut de gamme (en hydractive III+) mais reste disponible en option sur les versions intermédiaires.

2015 Abandon

Citroën annonce l'abandon complet de la suspension hydropneumatique, principalement en raison du coût et de l'encombrement[2]. Pourtant, 2 ans plus tard, Mercedes et Audi utilisent leur technologie !

L'élément de suspension combine les fonctions de suspension et d'amortissement. Le vérin est composé d'un cylindre dans lequel coulisse un piston, sur lequel s'appuie l'essieu. Rempli d'une huile haute pression incompressible, le cylindre est coiffé d'une sphère compartimentée par une membrane en élastomère. Au-dessus de la membrane, la partie supérieure de la sphère est remplie d'azote (gaz neutre). La partie inférieure, remplie d'huile, communique avec le cylindre par une pastille sertie constituant l'amortisseur proprement dit. Il permet le passage de l'huile par un orifice de diamètre réduit et par des clapets, freinant la circulation entre le vérin et la sphère.

• Au démarrage du véhicule, la pompe met sous pression l'huile dans le circuit principal qui sera distribuée, si besoin de rectifier la hauteur, aux vérins de suspension. L'huile appuie sur la membrane élastomère et comprime le gaz dans la sphère jusqu'à une position d'équilibre en rapport avec le tarage initial de l'azote et la masse sur le train concerné.

• En circulation : lorsque la roue rencontre une bosse, elle appuie sur le piston qui va comprimer l'azote derrière la membrane grâce à l'huile.

Schéma de principe du rôle de la sphère.

Manette de réglage des hauteurs sur une BX.

Au cœur du système se trouve la pompe haute pression délivrant plus de 170 bars de pression. Le conjoncteur-disjoncteur, associé à une sphère accumulatrice, est chargé de réguler la pression entre 130 et 175 bars (suivants les versions/véhicules).

Sphère de suspension.

• Suspension : généralement ~80 bars en position normale et en statique.
• Direction assistée : entre 80 et 150 bars, grosse consommatrice en débit.
• Freinage (Prioritaire) : pour les freins avant jusqu'à la pression maximale disponible dans le circuit principal et son accumulateur, pour les freins arrière jusqu'à la pression régnant dans les suspensions arrière.

Le principe du système est d'utiliser un gaz comme ressort (ici de l'azote) et de profiter de sa caractéristique de raideur non linéaire en fonction de la compression, l'amortissement étant assuré par laminage du liquide hydraulique. La séparation des deux éléments est assurée par une membrane (qui fut au début en caoutchouc puis en nylon). La configuration du système permet de compenser l'enfoncement de la suspension (compression du gaz) par le remplissage du vérin de liquide hydraulique, permettant une assiette constante quelle que soit la charge. Cette fonction est commandée par un correcteur de hauteur prenant comme référence la rotation de la barre anti-roulis.

L'utilisation de ce dispositif permit aux ingénieurs l'emploi d'une suspension de grande souplesse, gage de confort. Priorité est donnée au freinage pour qu'en cas de perte de pression, le conducteur puisse garder le contrôle de la vitesse du véhicule et s'arrêter. L'emploi de barres anti-roulis fut contraint mais contraire à la volonté de Paul Magès de mettre sur la DS un système d'anti-roulis. À cause du circuit de freinage dépendant de la pompe entraînée par le moteur, celui-ci doit d'abord être mis en route pour mettre le système en pression et lever la voiture dans la position souhaitée.

Les sphères fuient naturellement dans le temps car leur azote passe à travers le métal et la membrane qui devient poreuse. Leur durée de vie est, en moyenne, de 100 000 km pour les véhicules (avant 2000). Elles sont de couleur verte (principalement pour les modèles au LHM) puis grises chez Citroën depuis les années 2000. Sur la C5 et la C6, leur durée de vie est passée à 10 ans ou 200 000 km par l'utilisation d'une nouvelle sphère appelée soucoupe par le constructeur (du fait de sa forme) et équipée d'une membrane multicouche très étanche déjà en service sur certaines sphères Citroën (reconnaissable aux 3 coups de poinçon autour du bouchon). Elle est de couleur grise.

Liquide LHM.

On peut dire qu'une augmentation de la raideur de la suspension annonce « l'usure » des sphères et nécessite leur recharge ou leur remplacement, alors qu'une augmentation soudaine de la raideur de la suspension annonce la rupture de la membrane. Les soucoupes Citroën permettent ainsi au véhicule équipé de conserver en principe des caractéristiques de suspension à l'état neuf sinon dans les tolérances sur 10 ans ou 200 000 km, voire plus, ce qui n'est pas envisageable avec des suspensions dites métalliques et des amortisseurs traditionnels. Le liquide hydraulique est à remplacer périodiquement, associé au nettoyage des filtres, sa propreté garantissant la longévité de l'ensemble du circuit hydraulique.

Souvent négligée, la purge du système de freinage est à faire tous les 2 ans. La procédure est différente des systèmes traditionnels mais aucunement compliquée. Pour cela, consulter la revue technique ou le manuel d'atelier de son véhicule. Avant les C5, elle ne nécessite pas de tierce personne si on ne dispose pas d'outillage spécial pour ouvrir les purges en temps voulu, la pression du système aidant à faire la purge seul.

Sur l'ensemble des modèles compatibles avec le LHM, il est possible, en cas de dysfonctionnement et de filtres découverts particulièrement sales, de procéder à un rinçage du système hydraulique pour tenter d'échapper à un remplacement d'appareillage. Il s'agit de remplacer temporairement le LHM par un liquide spécial nommé hydraurinçage ou hydroclean, nettoyer précautionneusement bocal et filtres à cette occasion. Ensuite de rouler un millier de kilomètres avant de remettre du LHM neuf après avoir à nouveau nettoyé bocal et filtres.

Le plus souvent, une sérieuse remise à jour de l'entretien suffit. Les plus graves encrassements, cependant, ne pourront pas se faire sans démontage et action manuelle, les usures exagérées et anormales nécessiteront un remplacement de l'appareil concerné.

La plupart des problèmes rencontrés sont causés par un défaut d'entretien, une mauvaise compréhension du système et même un rejet de la part des intervenants.

• Cet article est partiellement ou en totalité issu de l'article intitulé « Suspension oléopneumatique » (voir la liste des auteurs).