quattro et 4MOTION : variations sur le thème des 4 roues motrices

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3 years ago

1980 : Audi fait sensation au salon de Genève en présentant sa ‘Quattro’ à quatre roues motrices. Trente-six ans plus tard, la transmission intégrale a toujours sa place malgré l’arrivée d’une panoplie d’aides électroniques à la conduite. Sur certains modèles du Groupe Volkswagen, le système quattro est remplacé par un dispositif du type Haldex, que la marque allemande appelle 4Motion.

L’Audi Quattro de 1980, aujourd’hui connue sous le nom de « Ur-Quattro », avait monopolisé toute l’attention au salon de Genève de 1980. Cette voiture est devenue une icône qui mérite indéniablement de figurer au panthéon des classiques. Avec ce coupé, Audi affirmait ses intentions sans ambages : après la rare Jensen Interceptor FF, l’Audi Quattro était la première voiture de tourisme (ce n’était pas un SUV) produite en série avec un système 4X4 assurant une transmission intégrale permanente. Le coupé quatre places d’Ingolstadt a aussi révolutionné le monde du rallye. En 1982, la Française Michèle Mouton, de même que les pilotes scandinaves Hannu Mikkola et Stig Blomqvist, ont offert à Audi son premier titre au classement des marques du championnat du monde des rallyes. Progressivement, le système a pris place (en option) sur tous les modèles Audi. Pour distinguer ces variantes, Audi a imaginé le logo quattro avec un petit ‘q’. Un département quattro a également vu le jour avec la mission de poursuivre le développement de cette transmission unique. Au lancement de la TT en 1998, l’appellation quattro apparaissait pour la première fois sur une Audi à moteur transversal. Cette fois, il s’agissait d’une transmission différente, signée Volkswagen. Son nom : 4Motion. Pour des raisons techniques, le système quattro ‘original’ exigeait en effet un moteur placé longitudinalement.

Arbre creux

Jusqu’à l’arrivée de la TT et de la première A3, toutes les Audi étaient dotées d’un moteur disposé dans le sens de la longueur. Dans cette configuration, la boîte de vitesses se trouve dans le prolongement du moteur. La puissance lui est transmise par l’intermédiaire de l’arbre entrant, en passant par l’embrayage. L’arbre sortant de la boîte de vitesse redirige la puissance vers l’avant, au niveau des axes entraînant les roues avant. Mais comment combiner cela avec la transmission intégrale ? C’est là que se situe l’originalité du système quattro : Audi utilise un arbre creux pour transmettre la puissance du moteur de la boîte de vitesses aux roues arrière. Nous pouvons comparer cet arbre au canon d’un fusil de très gros calibre. À l’intérieur, on trouve un deuxième arbre, qui transfère la rotation aux roues avant. Tout simplement génial ! Deux arbres qui tournent en quelque sorte l’un dans l’autre, l’un propulsant les roues arrière, l’autre les roues avant. Le résultat : une solution particulièrement compacte, et d’une grande fiabilité mécanique. Sur les autres voitures à quatre roues motrices et moteur longitudinal, le constructeur est forcé de recourir à une boîte de transfert qu’il installe à côté de la boîte de vitesse. La boîte de transfert, qui achemine la traction aux roues avant, prend de la place et augmente le poids. Rien de tel sur une quattro.

Torsen

Sur une voiture en mouvement, les roues ne tournent que rarement – voire jamais – à la même vitesse. Le phénomène se manifeste surtout en virage. Cette différence de régime de rotation doit être prise en compte par les roues motrices et éliminée, sans quoi la transmission va souffrir à terme. La différence de vitesse de rotation entre les roues est absorbée par un ‘différentiel’. Le différentiel est un ensemble complexe d’engrenages qui permet d’assurer la transmission de la puissance aux roues motrices tout en tolérant une différence de régime de rotation. Une voiture à transmission intégrale a besoin de trois différentiels : entre les roues avant, entre les roues arrière, enfin entre les roues avant et arrière. Sur une quattro, le différentiel central est très particulier. On l’appelle Torsen, un terme qui provient de la contraction de Torque Sensing. Le Torsen est un système purement mécanique, sans aucune intervention de l’électronique. Il garantit une transmission intégrale permanente, compense la différence de vitesse de rotation entre les roues avant et arrière, et – très important – répartit automatiquement la traction entre l’avant et l’arrière en fonction des conditions de conduite. Il se base à cette fin sur l’adhérence des roues. Le conducteur ne ressent aucun retard. Au fil des ans, le différentiel Torsen a connu diverses évolutions, et a notamment débouché sur un système Audi baptisé Kronenraddifferential ou Crown Gear Differential. Quel que soit son type, le différentiel central contribue au concept et au caractère uniques du système quattro.

4Motion

Sur une voiture à moteur transversal, le système quattro ne peut être envisagé : l’arbre creux typique, par exemple, n’est pas compatible avec l’implantation transversale de la boîte de vitesses et du moteur. Cela a donné naissance à un autre type de transmission, que le Groupe Volkswagen intègre pour la première fois sur sa Golf de deuxième génération (fin des années 80) et sur le Transporter de l’époque. Ces modèles s’appelaient Syncro. Dans des conditions normales, sur la Golf, les roues avant bénéficiaient du gros de la puissance, soit quelque 95 %. Ce n’est qu’en cas de signes de patinage des roues avant qu’une partie de la traction était envoyée aux roues arrière. L’opération était confiée au viscocoupleur central développé par Ferguson. Le viscocoupleur se composait de lamelles baignant dans un liquide à base de silicone dont la viscosité variait en fonction du patinage des roues. C’est cette différence de densité du liquide qui déterminait la proportion de puissance acheminée aux roues arrière. A partir de 1998, le viscocoupleur a cédé la place à l’embrayage électronique Haldex. Pour l’occasion, les Volkswagen à quatre roues motrices ont été rebaptisées 4Motion. Chez ŠKODA, l’appellation est devenue 4WD, et 4Drive chez SEAT. Cette transmission a aussi été introduite chez Audi, plus précisément au lancement de la première TT en 1998, puis sur les A3/S3. La raison en est simple : ces Audi ont un moteur transversal. Notons cependant que les Audi dotées d’un embrayage Haldex conservent l’appellation quattro, même en l’absence de toute similitude technique avec le système quattro des Audi à moteur longitudinal. A l’inverse, la Volkswagen Phaeton à quatre roues motrices arbore le logo 4Motion, alors qu’il s’agit… d’une quattro ‘pur sang’. La raison est simple : sur la Phaeton, le moteur et la boîte de vitesses sont disposés longitudinalement…

Haldex

Le Haldex est donc la plupart du temps présent sur les Volkswagen, les SEAT et les ŠKODA à quatre motrices, sans oublier les Audi à moteur transversal. Le Haldex se monte tout à fait à l’arrière (juste devant le différentiel arrière). Il contient un ensemble de disques d’embrayage. En conduite normale, ces disques sont désolidarisés : seules les roues avant sont entraînées. Lorsque les capteurs de l’ABS détectent le patinage des roues avant, un signal électronique est envoyé au Haldex : les disques internes sont entièrement ou partiellement plaqués l’un contre l’autre. Mais le système tient également compte des virages. Il est par ailleurs compatible avec les aides à la conduite. Songeons notamment aux systèmes ESP, ASR ainsi qu’au choix du mode ‘neige’ ou ‘offroad’. Il s’agit donc bien d’une transmission intégrale, mais qui n’est pas permanente comme sur le système quattro originel : dans des conditions normales, les roues avant sont motrices, et le Haldex ne sollicite les roues arrière que lorsque les circonstances l’exigent. La transition se fait en une fraction de seconde. Quel que soit le système de votre choix, la transmission intégrale garantit une meilleure adhérence dans toutes les conditions, y compris en virage et sur sol humide ou lisse. La voiture garde son cap et la direction est plus stable. Atout supplémentaire : le contrôle de traction piloté par l’électronique entre moins vite en action.

Dernière nouveauté : quattro ultra

La nouvelle Audi A4 allroad inaugure une innovation technologique. Outre son moteur essence 2.0 TFSI, cette Audi est la première équipée de la récente évolution quattro intitulée quattro ultra. Un système quattro classique, associé à un moteur longitudinal, assure la transmission intégrale permanente. C’est pour économiser le carburant et limiter les rejets de CO₂ que la marque a imaginé le système quattro ultra. La transmission intégrale est déconnectable. Tout est géré par l’électronique. Le système est complété par une fonction de torque vectoring : les roues entraînées qui se trouvent à l’intérieur du virage sont légèrement freinées pour donner à la voiture un comportement plus neutre. En conditions normales, la A4 allroad 2.0 TFSI est donc une traction avant. Cela change avec les circonstances. Le système tient compte de l’adhérence, de la vitesse, du style de conduite et de l’angle de braquage. En cas de besoin, la transmission intégrale est mobilisée progressivement via le différentiel central, composé de plusieurs disques d’embrayage. Le système quattro ultra possède aussi un différentiel à blocage commandé par l’électronique. Autrement dit, il est possible de bloquer le différentiel entre les roues arrière pour maximiser l’adhérence sur une surface difficile. Il s’agit du premier système quattro ‘actif’. Les avantages du quattro classique sont conservés, mais le nouveau quattro ultra réduit aussi la consommation de carburant. Dans le cas de l’A4 allroad 2.0 TFSI, cette économie se chiffre à 0,3 l/100 km. Audi envisage d’introduire systématiquement le quattro ultra sur ses autres modèles.