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Le silent bloc, né pour souffrir en silence

Publié le 1 février 2012
Par Jean-Marc Felten
5 min de lecture
Inventés pour le confort des passagers et la longévité des organes mécaniques, les silent blocs, ou pièces caoutchouc-métal, ont une fonction non négligeable, en absorbant les vibrations et oscillations parasites de la mécanique.
Le silent bloc est présent sur de nombreuses pièces du châssis et isole le moteur. Pièce passive, il prend une place croissante dans le confort et les performances routières.
Le silent bloc est présent sur de nombreuses pièces du châssis et isole le moteur. Pièce passive, il prend une place croissante dans le confort et les performances routières.

Des silent blocs, on en retrouve partout entre les roues et la caisse, pour amortir et isoler des vibrations néfastes décuplées par la vitesse. Si le confort des passagers est l’objectif principal, la longévité des ensembles mécaniques est également importante dans la conception de cette pièce. Pour assurer sa fonction, cet ensemble nécessite l’association des caractéristiques physiques de deux matériaux. Le caoutchouc assure un amortissement fort, dû à son potentiel d’absorption d’énergie, alors que les platines métalliques collées en contrôlent la fixation sur le support. Mais cette conception est également son point faible, eu égard aux contraintes qu’il subit. Surveillance et remplacement au moindre doute ne sont pas les seules solutions. Le fonctionnement de cette pièce en augmente la complexité.

Constitution
Le silent bloc est en règle générale composé de platines de fixation en métal et d’un élément intermédiaire en caoutchouc collé. Il isole des éléments qui génèrent de fortes vibrations. En raison de sa compacité et de ses propriétés d’amortissement, le caoutchouc est particulièrement adapté à cette fonction. Depuis les premiers montages dans les années 30 sur des supports de moteurs, les formes et les formules des caoutchoucs utilisés ont considérablement évolué. Le silent bloc est désormais dessiné pour absorber certaines catégories de vibrations, dans des directions parfaitement définies. Son étude se fait sur ordinateur, et les bancs d’essais en valident la conception après des tests très sévères.

Suspensions
Les forces reçues par les silent blocs sont différentes selon l’application. Sur les éléments de suspension, les forces principales sont appliquées en rotation, pour permettre le débattement de l’axe lié à la caisse. Ce débattement peut atteindre jusqu’à 30°, obtenu seulement par flexion du caoutchouc. Sous les chocs subis par la roue et les efforts de traction motrice et au freinage, des forces transversales sont filtrées, les réactions entre ressorts et barre stabilisatrice, fixés sur les bras transversaux, entraînent des efforts de réactions verticales. Le travail du fabricant consiste à isoler chaque paramètre et à l’intégrer dans la conception de la pièce, pour obtenir le moins de déformation possible, tout en conservant le meilleur débattement sur l’axe et la filtration de tous les chocs transmis par la roue. Mercedes identifie dans sa base 1 000 paramètres linéaires et 100 fonctions non linéaires dans le développement par simulation informatique des silent blocs de suspension !

Groupe propulseur
Pour la suspension de la mécanique, le problème se pose différemment. Le silent bloc est là pour amortir les vibrations générées par la rotation mécanique du moteur et de la transmission. Ces vibrations sont de plusieurs ordres, selon les phases de fonctionnement du moteur, et les contraintes ont été amplifiées par la multiplication des motorisations Diesel.
Destinés à apporter du confort aux passagers, les silent blocs du moteur ont également pour mission d’empêcher la transmission de vibrations nuisibles aux éléments techniques périphériques au moteur dans le véhicule. Le compromis est si délicat à trouver que certains constructeurs ont été contraints de placer des biellettes de contrôle de couple en partie supérieure du bloc moteur. La gestion de ces vibrations est devenue suffisamment importante et sensible pour que de nombreux constructeurs utilisent désormais des supports moteurs à âme hydraulique. Les plus perfectionnés intègrent un pilotage électronique.

Les défaillances
Ce sont principalement des ruptures mécaniques qui caractérisent les défaillances des supports du moteur et des suspensions. Celles-ci sont causées par des dégradations du caoutchouc qui peuvent avoir plusieurs origines.

Vieillissement du caoutchouc
Il se manifeste par un décollage du caoutchouc des platines métalliques. Sous l’effet des contraintes mécaniques, le caoutchouc peut se désolidariser et les éléments mécaniques reprendre leur indépendance !
Une contamination du caoutchouc par des produits chimiques inappropriés (huile, carburant…) peut également causer les mêmes types de dommage.
Une exposition à des températures excessives dans le compartiment moteur entraîne également la dégradation du caoutchouc du silent bloc. Quand on rencontre ce type de défaillance, il faut contrôler la présence des écrans thermiques placés d’origine par le constructeur.
Fuite sur support hydraulique
Des traces de fuite de fluide indiquent une défaillance d’un silent bloc hydraulique. Attention, un silent bloc hydraulique neuf peut être porteur de traces de fluide résultant de la fabrication. Le liquide disparaît normalement après quelques dizaines de kilomètres.

Identification de la défaillance
Avant de constater visuellement la défaillance du support ou d’un silent bloc, les symptômes relevés par le client ou à la conduite du véhicule sont des fortes vibrations transmises dans la carrosserie. Pour les suspensions, on relève des claquements dès que les silent blocs n’assurent plus le guidage normal des pièces de suspension.

Les précautions et méthodes
Un contrôle des silent blocs doit être réalisé dès 80 000 km et à chaque révision.
Un support remplacé doit entraîner le remplacement de l’ensemble des silent blocs liés.
Un silent bloc ne doit pas présenter d’affaissement supérieur à 2 ou 3 mm.
Le silent bloc assure le maintien et le positionnement de pièces de sécurité, il met en cause la sécurité en cas de dommage.
Les couples de serrage doivent être strictement respectés. Pas assez serré, le silent bloc va se désolidariser, trop serré, les pièces seront endommagées avec un risque important de rupture.

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FOCUS - L'avenir

Le développement des supports caoutchouc-métal est dépendant de l’évolution des composants en caoutchouc, mais doit également s’adapter aux besoins créés par des mécaniques très diversifiées. Une première évolution technique s’est opérée avec les supports hydrauliques. Adapté à certaines gammes de fréquences vibratoires, le support hydraulique ne fonctionne qu’avec un seul réglage. Pour l’adapter sur plusieurs plages de fréquences et sur des phases de fonctionnement spécifiques, une commande externe du passage calibré est intégrée. Celle-ci peut être liée à la gestion du moteur ou à des capteurs de la gestion du châssis. Ainsi Porsche a-t-il utilisé des supports moteurs très spéciaux sur la nouvelle 911 (type 991). Le fluide utilisé par le constructeur allemand est rhéologique, c’est-à-dire que sa viscosité est variable sous l’effet d’un champ magnétique. Le passage calibré entre les deux chambres est d’une dimension fixe, mais un électroaimant est placé autour. Quand celui-ci est excité, l’huile s’écoule avec une vitesse réduite qui diminue avec l’intensité du courant. Porsche utilise la rigidification de ses silent blocs pour contrer l’effet d’inertie généré par le groupe moteur au moment de la mise en appui du véhicule en courbe. Le comportement est alors mieux contrôlé par le conducteur, sans pénaliser le confort pour les passagers dans les phases de conduite normale.

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ZOOM - Silent bloc hydraulique, comment ça marche

De l’extérieur, rien ne distingue un silent bloc classique d’un support hydraulique, si ce n’est une forme plus volumineuse. Le silent bloc classique ne présente qu’une courbe d’amortissement alors que les groupes motopropulseurs modernes montrent des caractéristiques vibratoires multiples. Pour obtenir une auto-adaptation à certaines fréquences, il est fait appel à l’effet hydraulique. Un fluide est contenu dans une poche à l’intérieur du silent bloc. Celle-ci est séparée en deux par une membrane entre la moitié solidaire du châssis et la partie mobile.
La vibration du côté moteur est transmise au caoutchouc et à l’huile. Un passage calibré entre les chambres supérieure et inférieure change la fréquence de résonance et amortit la vibration par son action contraire. La fréquence de résonance peut être ajustée en modifiant la taille du passage.

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ZOOM - L’équipement

Traditionnellement, l’usure d’un silent bloc s’effectue visuellement ou en utilisant des leviers. Depuis un an, febi commercialise un équipement dédié au contrôle des jeux dans les trains roulants. Il se compose de deux appareils qui permettent de faire jouer la roue sur ses articulations. Leur utilisation ne nécessite pas d’intervention mécanique sur le véhicule et ils peuvent être utilisés voiture au sol ou sur un pont.
 

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