De façon générale, le sigle «4×4», l’appellation «tout-terrain» ou encore les abréviations anglaises 4WD ou AWD (respectivement 4 wheels drive ou All wheels drive) désignent un véhicule dont les quatre roues peuvent être motrices et qui est muni d’une architecture et de dispositifs lui permettant une meilleure évolution en terrain difficile (piste, dune, milieu rocheux, gués marécageux… etc).
Avant d’avancer dans des explications techniques, il incombe de distinguer à juste titre entre deux types de transmission intégrale : enclenchable (partiellle) ou permanente. La première sous-entend que la transmission n’est pas constamment intégrale et que le véhicule n’a que deux roues motrices, tant qu’il évolue dans des conditions d’adhérence normales. C’est donc une traction (roues avant motrices) ou une propulsion (roues arrière motrices), dont le système de transmission intégrale s’enclenche soit automatiquement, s’il y a perte d’adhérence de l’une des deux roues motrices (sur sol glissant par exemple), soit manuellement par le conducteur pour mieux progresser en terrain difficile.
A l’inverse, et comme l’indique son nom, un dispositif de transmission intégrale permanente répartit continuellement la puissance entre les quatre roues. Une répartition, qui dans les systèmes récents, se fait automatiquement en fonction du niveau d’adhérence de chacun des essieux, voire en fonction du patinage de chaque roue. C’est le cas pour les systèmes de transmission les plus sophistiqués qui recourent massivement à l’électronique, tels que le «Terrain Response» de Land Rover (lire plus loin). Qu’elle soit sophistiquée ou classique, une transmission intégrale a avant tout pour finalité d’améliorer la motricité du véhicule, quelles que soient les conditions d’adhérence.
Du moins, pour ce qui est des tout-terrain. Ceci étant, le principe de fonctionnement d’une transmission intégrale reste encore un mystère pour beaucoup de gens. Normal, il est intrigant de savoir comment le couple moteur (soit sa puissance) peut être simultanément transmis à toutes les roues. Il existe plusieurs variantes de transmission intégrale, mais leur principe de fonctionnement est similaire. Et plutôt d’en faire une description purement technique (qui serait longue et compliquée pour beaucoup), on se contentera d’une explication un peu sommaire et condensée. Il faut ainsi savoir que trois principaux organes composent généralement un dispositif de transmission intégrale : l’arbre de transmission, les différentiels et la boîte de transfert.
S’apparentant à un gros tube disposé de façon longitudinale dans le soubassement du véhicule, l’arbre de transmission est l’organe par lequel le coupe le moteur passe d’abord avant d’atteindre le différentiel. A partir de ce dernier, jusqu’à 50% de la force motrice (voire un peu plus même) peut être transmise au train arrière. Le plus souvent des cas, la puissance est transmise proportionnellement aux roues arrière en fonction de l’adhérence des roues avant (patinage). Mais c’est à partir de la boîte de transfert que l’ordre et le niveau de puissance à transférer (à l’essieu arrière) sont donnés. Aux trois organes en question, un 4×4 pur et dur ajoute généralement un visco-coupleur. Ce dernier n’intervient que pour favoriser l’essieu possédant la meilleure adhérence.
Le véhicule passe alors en mode quatre roues motrices. Mais toute la cinématique d’une telle transmission sous-entend qu’elle ne fonctionne que mécaniquement et sans d’intervention électronique. Or, ce n’est presque plus le cas de nos jours où l’électronique a envahi les systèmes de transmission intégrale. Chez un constructeur strictement spécialisé en tout-terrain comme Land Rover, l’électronique est au cœur du système «Terrain Response». Ce dernier permet de sélectionner, via une molette, le dosage de couple idéal en fonction de la nature du terrain rencontré (sable, roche, gravier…). En fonction du réglage choisi dans l’habitacle, le «Terrain Response» va régler le couple moteur, les suspensions ainsi que la transmission afin d’avoir une efficacité maximale.
Le conducteur n’a plus qu’à tenir le volant et maintenir le pied sur l’accélérateur : l’électronique s’occupe du reste. Il s’agit de la plus récente et la plus aboutie des technologies en matière de transmission intégrale. Enfin, aujourd’hui, la quasi-totalité des constructeurs automobiles proposent des transmissions intégrales, que ce soit à travers des véhicules tout-terrain ou même sur des berlines. Dans ce dernier cas, l’exemple le plus éloquent et même le plus remarquable est celui de Audi et son fameux Quattro. La marque aux anneaux en a fait presque toute sa réputation.
Lexique : Parlez-vous «4×4» ?
– Angle d’attaque : Inclinaison maximale du plan de montée que peut absorber un 4×4 sans toucher son châssis ou son pare-chocs avant. A l’inverse, l’angle dit «de sortie», indique la capacité du véhicule à sortir d’une descente raide sans endommager le pare-chocs arrière.
– Angle ventral : Cet angle mesure la capacité d’un véhicule à franchir un obstacle brutal sans le toucher avec son soubassement.
– Arbre de transmission : Tube de gros diamètre traversant le châssis et -transmettant le couple provenant de la boîte de vitesses au pont arrière ou au pont avant (via la boîte de transfert).
– Blocage de différentiel : Système qui permet de solidariser les arbres de roues d’un même essieu. Comme son nom l’indique, il permet de supprimer l’effet différentiel (voir ce mot) faisant que les roues tournent à la même vitesse.
– Boîte de transfert : Organe de la chaîne cinématique, cette seconde boîte équipe les véhicules à 4 roues motrices. La boîte de transfert répartit la puissance motrice en transmettant une partie aux roues avant ou arrière, faisant que le véhicule passe en mode 4 roues motrices.
– Châssis échelle : A l’inverse d’une structure monocoque ou autoporteuse, ce châssis correspond à une plate-forme composée d’au moins deux longerons (échelles) séparés et sur laquelle sont fixés la carrosserie et les organes des trains roulants.
– Couple : Force (envoyée aux roues motrices) mesurée à la sortie du moteur. L’accélération ressentie par le conducteur résulte du couple moteur.
Crabotage : Sur certains modèles qui disposent d’une gamme courte, c’est l’action d’enclencher les quatre roues motrices, grâce à la boîte de transfert. On parle alors du verbe craboter.
– Différentiel : Système composé d’engrenages et intégré à l’organe de transmission. Placé entre la boîte de vitesses et les roues, il permet aux roues opposées d’un même essieu ou aux essieux avant et arrière de ne pas tourner à la même vitesse afin d’éviter le dérapage des pneus.
– Garde au sol : Distance entre le sol et le bas du véhicule. Il est généralement admis qu’un bon 4×4 doit disposer d’une garde au sol d’au moins 22 cm pour prétendre à de bonnes aptitudes en franchissement.
– Glissement limité : Ce système, placé dans le différentiel, permet d’éviter le patinage des roues à l’accélération en cas d’adhérence faible et ce en modifiant la répartition du couple transmis à celles-ci. On parle aussi de «pont autobloquant», c’est-à-dire à glissement limité.
– Inclinomètre : Appareil souvent associé à un altimètre qui donne l’inclinaison du véhicule dans tous les sens, avant, arrière et latéral.
– Pare-buffle : Accessoire métallique monté à l’avant du 4×4 en guise de pare-chocs supplémentaire. Il est censé protéger la carrosserie des branches ou autre objet qui l’abîmerait.
– Pont autobloquant : voir «glissement limité».
– Réduction : Appelée aussi «petite vitesse», elle correspond à la gamme courte ou basse des rapports, permettant à un 4×4 de progresser lentement (en 1ère) sur un terrain difficile. Cette réduction est faite grâce à la boîte de transfert. On parle alors de «réducteur de rapport».
– Treuil : Sorte de tambour sur lequel s’enroule un câble (ou une corde) qui est entraîné soit par un moteur électrique, soit mécaniquement ou encore hydrauliquement et qui permet de tirer le véhicule.
– Visco-coupleur : Boîtier remplit d’huile à base de silicone et de disques métalliques empilés, qui permettent un entraînement progressif d’un arbre de transmission. Le visco-coupleur fait office d’embrayage entre les deux parties d’un même arbre de transmission en fonction de la différence de rotation entre l’entraînement et le pont.
