Les freins à disque ont remplacé les freins à tambour sur les essieux avant il y a des dizaines d’années, mais pas sur les essieux arrière. Les tambours restent présents sur les essieux arrière des petites voitures et des véhicules utilitaires légers pour des raisons qui n’ont rien à voir avec la nostalgie.
L’effet d’auto-servo
Le mécanisme qui fait perdurer les freins à tambour. Dans un frein à tambour, le tambour en rotation entraîne le segment menant et le plaque davantage contre sa surface, amplifiant ainsi la force appliquée. Le frein s’actionne en partie de lui-même.
Conséquence pratique : un frein à tambour nécessite une pression hydraulique bien moindre qu’un frein à disque de capacité équivalente. Sur un essieu arrière où l’effort de freinage est modéré, cela permet d’utiliser un maître-cylindre plus petit, une assistance au freinage moins importante et un système globalement moins coûteux.
Ce système présente aussi un inconvénient qui explique pourquoi les tambours ont perdu leur place sur l’essieu avant : l’amplification dépend du coefficient de friction, qui varie avec la température. Lorsque les tambours chauffent, l’effet d’auto-servo s’affaiblit et l’effort à la pédale augmente sensiblement. Le comportement des freins à disque est beaucoup plus linéaire.
Les cas où les tambours restent pertinents
- Essieux arrière des voitures particulières légères. L’effort de freinage à l’arrière ne représente qu’une fraction de celui à l’avant, la chaleur pose rarement problème et l’économie réalisée est réelle.
- Freins de stationnement. Un tambour retient naturellement une charge statique. Intégrer un frein de stationnement à un frein à disque arrière nécessite soit un tambour de stationnement intégré au chapeau du disque, soit un mécanisme à vis dans l’étrier — deux solutions plus complexes.
- Environnements poussiéreux et boueux. Le tambour protège les surfaces de friction. Dans les usages agricoles et sur les routes non revêtues, c’est un véritable avantage en matière de durabilité, ce qui explique pourquoi les véhicules utilitaires légers destinés à de nombreux marchés d’exportation sont encore spécifiés avec des freins à tambour.
- Longue durée de vie en usage peu intensif. Les garnitures de mâchoires offrent bien plus de matériau de friction que les plaquettes et durent nettement plus longtemps en usage léger.
Le défaut de réglage à l’origine de la plupart des réclamations
Les freins à tambour nécessitent un jeu de fonctionnement entre les mâchoires et le tambour, qui augmente à mesure que la garniture s’use. Chaque frein à tambour dispose d’un dispositif de rattrapage automatique pour compenser cette usure — un mécanisme à cliquet qui réduit le jeu, généralement actionné lorsque le frein de stationnement est serré ou en marche arrière.
Les dispositifs de rattrapage se grippent. Dans ce cas, le jeu augmente sans contrôle et les symptômes apparaissent de façon prévisible : une course de pédale longue, un frein de stationnement dont la course va jusqu’à son terme sans tenir, puis, à terme, des freins arrière qui ne contribuent presque plus au freinage.
Les clients signalent que « les mâchoires neuves ne fonctionnent pas ». Pourtant, elles sont en bon état. Deux mesures pratiques pour un fournisseur :
- Fournir le dispositif de rattrapage et le kit de ressorts avec les mâchoires. Ces pièces sont peu coûteuses et les mâchoires montées avec l’ancien matériel grippé ne fonctionnent pas immédiatement.
- Préciser dans la notice de montage que le dispositif de rattrapage doit être dégrippé et que le frein doit être réglé manuellement après le montage. Cette simple indication permet d’éviter une part mesurable des réclamations.
Limites d’usure
Deux valeurs sont importantes et toutes deux sont généralement moulées dans le tambour :
Diamètre intérieur maximal. Les tambours s’usent vers l’extérieur et peuvent être rectifiés à une cote supérieure pour rétablir une surface régulière. Au-delà de la limite indiquée, la paroi est trop mince pour supporter la chaleur et risque de se déformer ou de se fissurer.
Épaisseur minimale de garniture sur la mâchoire, au-dessus des têtes de rivets ou de la ligne de collage. Des mâchoires rivetées usées jusqu’aux rivets rayent fortement le tambour et transforment le remplacement des mâchoires en remplacement des mâchoires et du tambour.
Sur les marchés où les tambours sont rectifiés régulièrement plutôt que remplacés, il est important de stocker des mâchoires surdimensionnées : des mâchoires standard montées dans un tambour rectifié laissent un jeu excessif que le dispositif de rattrapage ne pourra peut-être pas compenser.
Garnitures collées et rivetées
Les deux types sont toujours fabriqués. Les mâchoires rivetées permettent le regarnissage et sont courantes là où la main-d’œuvre est peu coûteuse et les pièces onéreuses. Les mâchoires collées utilisent toute l’épaisseur de la garniture sans têtes de rivets susceptibles de rayer le tambour et correspondent à la spécification d’exportation la plus courante.
Pour les mâchoires collées, la ligne de collage est le point critique de la qualité, exactement comme pour les plaquettes de frein à disque. Le décollement de la garniture est la défaillance la plus dangereuse de cette catégorie. Le contrôle est le même : vérifier la présence d’interstices sur la ligne de collage des échantillons reçus.
Quelles pièces stocker en complément
Une intervention sur un frein à tambour nécessite davantage de petites pièces qu’une intervention sur un frein à disque : ressorts de rappel, axes et clips de maintien, ensemble de rattrapage et souvent un cylindre de roue. Les ressorts perdent leur tension avec les cycles de chauffe, et leur réutilisation provoque le frottement des mâchoires. La cause la plus fréquente d’un retour à l’atelier est la vente de mâchoires sans le kit de ressorts.