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Nature Humaine
Citroën 2cv et méhari> Amélioration> Tout terrain

Première version: 22/04/2004
Dernière version: 2015-05-17

Tout terrain

Au niveau du franchissement et du terrain non adhérent, une voiture 4 roue motrice est vraiment le must. Une voiture légère comme la deuche avec toutes ses roues qui sont motrices est vraiment démoniaque. Seule la garde au sol trop basse limite cette voiture.
Il faut différencier les usages que l'on veut en faire, suivant qu'on veut des qualités trialisantes (monter aux arbres ou aux rochers dans des conditions dantesques, comme 40 cm de boue, pour des voitures souvent limitées sur la route à l'usage plateau tiré par une CX...) ou des qualités de raid (une voiture plus lourde mais plus solide capable d'encaisser des mauvais chemins à plus de 100 km/h, mais qui se plantera plus rapidement qu'une trial).
Voyons les divers systèmes existants.

Sommaire de la page


Bases sur le 4x4

4x2 contre 4x4 : le blocage de différentiel

Ce petit accessoire est la base de tout, et pourtant au Morvan il y en a beaucoup qui ne l'ont pas. Il leur aurait servi là où ils se sont arrêtés (croisement de pont pour les 4x4), mais rassurez vous ils vont quand même pas mal loin sans!

Avec ça, une 2 roues motrices peut en remontrer à bien des 4x4!

Il s'agit d'interdire temporairement que les 2 roues d'un même essieu aient des vitesses différentes. En effet, dans les virages, la roues à l'extérieur du virage à plus de chemin à faire donc elle va plus vite, d'autant plus que le virage est serré. D'où l'intérêt du différentiel.
Mais quand on a roue dans la gadoue et l'autre sur le bitume, celle sans adhérence va patiner et celle qui adhère ne bougera pas d'un pouce, donc par conséquent la voiture de même, on dit alors qu'elle est "plantée"!

L'intérêt de bloquer le différentiel est d'avoir toujours les 2 roues motrices, et non pas une seule, celle qui est dans le vide...
Pour un 4x4, ça évite les situation de croisement de pont (Une roue à l'avant est dans le vide, une autre l'est aussi à l'arrière, donc plus aucune roue n'est motrice).
Le 4x2 dans cette configuration n'a plus qu'un seul défaut sur le 4x4, c'est sur les passages de bosses où les roues avant décollent ou délestent, et qu'il n'y a personne derrière pour continuer à pousser.

Techniques de blocage de différentiel

Méhari 4x4

Un synchro est positionné sur la transmission qui passe dans la couronne de différentiel. En temps normal, ce synchro est en arrière de la couronne, il tourne avec l'arbre de transmission sans autre effet.
Lorsque sa fourchette de commande le pousse contre la couronne, il vient s'insérer dans un engrenage lié à la couronne. L'arbre de transmission devient donc solidaire de la couronne, les satellites ne peuvent plus tourner car l'un des planétaire est lié au boitier de différentiel, il ne peut plus y avoir de mouvement différentiel! On peut même passer le blocage de différentiel avec une légère vitesse!

Perret

Il récupère des couronnes de volant moteur de 404, et les soude sur la périphérie des tambours de freins accolés à la boite. Un arbre, avec à l'extrémité 2 pignons de démarreur et leur système de roue libre pour rattraper la denture en mouvement, cet axe est posé sur les 2 tambours à la fois et les synchronise, les 2 roues tournent à la même vitesse.

Autobloquants

Ces différentiels (vendus sous le nom de Qaife ou Torsen pour la 2cv depuis 2010) se bloquent progressivement pour un glissement de vitesse entre 30 et 40%. Contrairement à un différentiel bloqué, ils ne cassent pas en cas de reprise brutal sur du terrain adhérent, et permettent d'avoir toujours du couple appliqué sur les 2 roues.

Electrique asynchrone

Celles que j'ai imaginées, mais je sais pas ce que ça vaut :
- un moteur brushless monté derrière les disques contre la boite ou sur les tambours, dès que l'un tourne plus vite que l'autre il fonctionne en générateur et alimente la roue bloquée pour qu'elle tourne quand même, shuntant en partie le différentiel.
- Des aimants tout cons inséré dans la transmission gauche, sur le palier de la couronne, si la couronne tourne autour des aimants on a un moteur asynchrone qui va générer du magnétisme dans la partie tournante, qui va attirer les aimants et les faire tourner, avec eux la transmission bloquée. Ce système, avec le glissement spécifique de ce type de moteur, permet de pouvoir avoir une vitesse différentielle des roues en virage. Reste à trouver des aimants assez costauds, il est aussi possible de découper des fentes dans la transmission pour faire passer des conducteurs entourant le métal restant entre 2 fentes, ce qui forme une bobine, qu'il restera à alimenter via des balais sur bague lisse sur la transmission (de préférence à l'extérieur de la boîte).

dimensionnement du véhicule

Il faut avoir de la place entre la roue et le garde boue, pour que la merde qui s'accumule ne vienne pas frotter sur le pneu et augmenter les frottements. C'est aussi agréable d'avoir de la place pour bricoler derrière la roue. C'est nul question aérodynamisme si on doit dépasser le 40 km/h.

Il ne faut pas trop de distance entre le pare-choc et le devant de la roue (les porte à faux avant et arrière), pour ne pas toucher le pare-choc et se planter sur les dénivelés qui changent (fond d'un trou surtout).

Si la 4x2 patine trop

Quand on surélève la suspension de la 2cv, on la durcit ce qui provoque des pertes d'adhérences (la roue colle moins bien au sol). Avec seulement 29 cv, tout doit être réglé au mieux.

Une boite trop longue de 2cv6 au lieu de méhari, ça va aussi va favoriser les patinages, je ne sais pas pourquoi, c'est ce que j'ai obeservé.

Dans la boue

Dixit Voisin, il faut des bons pneus qui dégorgent comme des pneus neige, passer en seconde, et avoir de la motricité à l'arrière.

Système 2cv Sahara

C'est une des premières 2cv à avoir 4 roues motrices, dès 58 (Les essais par un particulier remontent à 1954), et à l'époque, vu la légèreté des moteurs, ça revenait pratiquement au même de mettre un moteur à l'arrière qu'un pont et une boite de transfert!
Les capacités de cet engin sont époustouflantes, grâce à Noël j'ai eu la chance de faire un tour dans sa sahara au Morvan, et bien à 4 dans sa voiture on passait là où tous les protos galéraient, et cela sans problème et avec une facilité déconcertante.
Et dans les pentes, là où avec les freins on partirait en glissade, ici il suffit d'utiliser le phénoménal couple moteur multiplié par deux pour descendre en toute sécurité.
C'est quand même la seule voiture au monde à être arriver à monter la dune du Pyla côté forêt (avec la 2cv 4x4 Voisin en 2001), même les pompiers et les gros 4 roues motrices avec les roues d'un mètre de large n'y arrive pas!
Le principe est le suivant : on peut fonctionner sur un seul des moteurs (avant ou arrière, pratique en cas de panne d'un des moteurs ou pour moins consommer sur le bitume) ou les 2 en même temps. Les boîtes de vitesse Avant et Arrière sont synchronisées pour être sur le même rapport en même temps.
Comparé à une 4x4 monomoteur, le rapport poids ajouté - puissance est plus élevé. Les bimoteurs Visa sont particulièrement efficaces...
Une curiosité est l'indicateur de position des roues au volant, pratique pour savoir où en sont les roues (et pourtant elles bénéficient des portes avant suicide qui aident au contrôle visuel des roues). Il faut avoir été dans le sable au sommet d'une butte pour comprendre qu'on perds vite la notion de la position des roues, on peut les croire droites alors qu'elles sont braquées à fond à droite. Les reprises d'adhérences peuvent poser des surprises quand aux embardées du véhicule.

Question consommation, l'usage des 2 moteurs double la conso, et sur un moteur, elle est légèrement augmentée du fait du poids supérieur apporté par le second moteur comparé à un système 4x4 monomoteur classique (qui elle n'augmente sa conso que de 50% à peu près si les 4 roues sont enclenchées. Pour donner un ordre d'idée, ça va être supérieur à 11 l aux cent avec les 2 moteurs enclenchés, contre plus de 8 l aux cent pour une voisin en 4 roues motrices.

Bien adaptée au trial et au raid, quoique la conso doublée puisse être un frein à l'autonomie. D'après Roux c'est le top sur le sable, du fait de son rapport poids-puissance supérieur à un 4x4 classique.

Les défauts sont une vitesse différente entre l'avant et l'arrière. Moins d'adhérence qu'une 4x4 à transmission.

La méhari 4x2

Les défauts que l'on pourrait reprocher concernant le tout terrain (dixit Marc Voisin) :

Tubes trop fins et qui pourrissent.

Position de conduite peu agréable.

Elle est plus légère, mais ce n'est pas un avantage en trial où la 2cv6 s'en sort mieux.

Le chassis travaille en torsion, tandis que l'arceau longitunal de la 2cv évite ce problème.

La Méhari 4x4

C'est un engin qui monte au arbre. Un gars qui en a fait jusqu'au début des années 2000 me racontait que quand il arrivait dans une compétition de 4x4, tous les autres participants avec leur gros 4x4 tout neuf, les gros Land plus qu'éprouvés et leur multi centaines de chevaux sous le capot, étaient tous dégoutés et disaient "Bon, ben c'est pas aujourd'hui qu'on va gagner...".
Il a arrêté depuis car le MCC ne savait lui refaire sa boite de vitesse 4x4. Il va être content, le 2cv Passion restaure maintenant les boites de vitesse 4x4, par contre j'en connais d'autres qui le seront moins...

Ce que j'en ai retenu de la revue technique :

Boite de vitesse avant augmenté sur la droite pour y loger 2 arbres supplémentaires pour y loger un réducteur qui agit sur les 3 premières vitesses classiques et sur la marche arrière, donnant 7 vitesses en marche avant+2 marche arrière.
Blocage de différentiel sur le pont arrière, l'arbre de transmission est mis en branle par un crabotage sur la boite avant, en 2 roues motrices elle est similaire à la version 2 roues motrices.

L'arbre de transmission passe dans le châssis, pour ne pas empiéter sur le chargement.

La voiture est relativement lourde (+170 kgs) car sans la triangulation d'une caisse, c'est le châssis qui doit être renforcé et plus épais. C'est sans doute pour ça que la FAF, qui possède le même châssis et ensemble 4 roues motrices que la méhari 4x4, fabriquée avec une caisse en acier (tubes soudés sur de fines plaques comme la deuche) est plus légère malgré le moteur Visa.

Mais il faut dire que tout est sur-dimensionné sur cette méhari au châssis spécifique, avec ses traverses fixées par 8 boulons au lieu de 4 habituellement.

Bon compromis entre Trial et route (pour autant qu'une méhari puisse être à l'aise sur la route).

Une vidéo présentation de Citroën de l'époque, sur le terrain de la présentation à la presse, bluffant et instructif :

http://www.voiture-electrique-populaire.fr/actualites/mehari-electrique-187

Pour résumer, la suspension 2cv permet aux 4 roues de coller au terrain donc d'adhérer au maximum, pendant que la carrosserie ne bouge pas, complètement découplée de l'état du terrain pour un parfait confort. A comparer avec la carrosserie des land rover qui bouge en même temps que le sol bouge.

Dans les montées, la répartition de la puissance motrice sur les 4 roues permet de répartir le poids du véhicules sur toutes les roues, elles ne patinent plus. Elle permet aussi de donner de la motricité aux roues arrières quand tout le poids se déleste sur ces dernières, et aux roues avant dans les descentes pour le frein moteur.

Dans les très fortes montées, le réducteur triple le couple aux roues pour soulever le poids du véhicule chargé au max. Non seulement la méhari franchi les pentes de 95%, mais en plus elle s'arrête et redémarre dans ces pentes. La plupart des tout terrains s'enorgueillissent de franchir avec élan des pentes de 45%...

Ce réducteur permet aussi de redescendre ces mêmes pentes à 95% en toute sécurité grâce au frein moteur qui évite de toucher aux freins, eux aussi bien robustes grâce aux 4 disques.

Le blocage de différentiel permet de répartir la puissance sur les 2 roues d'un même essieu, utile dans les dévers où les croisement de pont, quand tout le poids se retrouve sur les roues d'un seul côté.

Enfin, le poids plume permet à la méhari de foutre la pâté à tous les gros 4x4 lourdauds dans la boue et le sable, où ces derniers s'enfoncent quand la méhari surnage.

Défauts

Les défauts pourraient être un arbre de transmission tourne en permanence (plus d'inertie sur la route, mais repousse le plantage en mode 2 roues motrices), cet arbre étant mal refroidi.

Le réducteur ainsi que le blocage de différentiel arrière sont des pièces qui peuvent casser, et sans pièces de rechange ça peut être assez problématique.

Constructeur des pièces 4x4

C'est Santana en espagne qui se charge de la fabrication, et qui reprendra par la suite avec succès la Suzuki Santana.

Fardier Lohr

Une construction officielle de Javel?

Ce sstème est intéressant pour sa bonne démultiplication, il donnera lieu dans les années 2010 aux meilleurs franchisseurs de pentes sèches.

Voir les détails techniques.

Système 4x4 Voisin

Marc Voisin est pour moi une légende vivante du monde du tout terrain. Il est le concepteur et le producteur d'un système 4x4 homologué sur 2cv (le seul d'ailleurs).

Il a aussi participer à l'aventure industrielle du KATAR et de la Tangara, qui ultilise ses transmissions 4x4.

Ce système devenant de plus en plus rare donc cher à trouver, la fabrication a été relancée en 2012 par Julien Benoit à Vancia (rhônes).

Le système complet ne rajoute que 55 kgs (35 kg pour le kit Benoit) au poids de la 2cv d'origine, offrant donc une capacité de franchissement démoniaque et un plaisir de conduite inégalé.

Couplé à un moteur de Visa c'est là qu'il est le plus performant.

Je l'ai vu au Morvan 2008, il passait à l'aise avec sa 2 cv d'aspect complètement d'origine là où les protos se plantaient. C'est impressionnant de facilité.

A la fois très bon en trial (gravit des pourcentages très élevés) et en raid, c'est le système qui reste le plus près de la deuche d'origine et est quasi invisible. D'ailleurs c'est le fait de garder la carrosserie qui peut le brider en trial extrême (garde au sol et angle entre roue et pare-choc). Bien entendu ça disparait avec une carrosserie trial ou raid.

Voir les détails techniques.

Weber-Archimède

Weber, aussi connu sous le surnom d'Archimède, est malheureusement aujourd'hui décédé. Il a conçu nombres de réalisations pour la 2cv, dont la fameuse boîte 5 Archimède.

Merci à Bernd pour les infos qui suivent :
La 4x4 d'Archimède est beaucoup plus rare que sa fameuse boîte 5 vitesses. Il y a environ 25 exemplaires produites. Dölüggs est apparemment la seule 4x4 Weber officielle, avec tous les tampons nécessaires pour rouler (vive la suisse!).
L'arbre passant sous le chassis est en torsion sans palier central.

Bernard

Présenté en 2001 sur le site de Péno, AOC 2cv, à partir du 4x4 réalisé par Bernard André, c'est un système qui peut être fait par tout un chacun puisque tous les plans sont correctement détaillés. J'ai vu des réalisations en 2008 qui marchaient fort.
Son coût de revient doit avoisiner les 1500 euros.

Perret

Il semble détenir actuellement la meilleure transmission possible. Depuis qu'il vient au Morvan, il n'y a plus de 4x4 d'assistance, ils ne sauraient être mieux que son protype aux 4 roues directrices, surnommée l'araignée (avec 4 énormes réducteurs logés dans les 4 roues, Perret aime bien réduire, ainsi que les 4 roues directrices, pratiques pour les GymKhanas en forêt). Comme disait le pilote de la LABARTHE, en parlant de la montée impossible :

"Personne n'y est arrivé encore... Enfin, si, il y a Perret évidemment, mais lui ça compte pas!".

Je crois que le kit coûte 5000 euros.

Ses caractéristiques principales sont l'arbre central passant dans le châssis, évitant le tunnel dans l'habitacle, via une boite de transfert descendant l'arbre de sortie de boite d'un niveau tout en réduisant la vitesse de l'arbre, permettant d'ailleurs de passer de 4x2 en 4x4 même à 100 km/heure (peut être utilie en raid, et encore...). Une autre boite de transfert à l'arrière remonte le tout et se reconnecte sur une boite inversée.

Voir le développement du système 4x4 Perret, article paru dans "2cv Magazine" n°41, Novembre - Décembre 2004 - page 24

Meilleur en raid pour la solidité de l'ensemble et ses capacités de franchissement à haute vitesse, nécessite un châssis bien renforcé.

Lefèvre (courroie)

Article paru dans le 2cv mag n°64 de septembre-octobre 2008. Comme la plupart, ça commence par une boite de vitesse tambour montée à l'envers sur les brancards arrière, sauf que la boite est vidée et que seuls sont utilisées les transmissions vers les roues arrière, là encore portées par des bras avant dont les pivots ont été soudés.

L'originalité provient du fait que c'est 2 courroies (une de chaque côté, section trapèzoïdale de 16 mm, confectionnées sur mesures à cause de leur longueur non standard) qui relient les tambours avant aux tambours arrière, des galets tendeurs à l'avant et à l'arrière  les maintenant vers le bas lors du passage dans le chassis. Les poulies, usinées dans le l'alu, sont intercalées, pour les 4 tambours, entre le tambour et le demi arbre de transmission côté boite, utilisant les vis d'origine (sur la photo, l'épaisseur de l'alu ne doit rajouter que 5 mm d'écartement entre le demi arbre et le tambour).
La courroie reliée aux deux tambours d'un même côté permet donc le passage du couple de l'avant vers l'arrière.

Ce système à l'avantage d'être léger et simple (plus léger qu'une liaison métallique entre l'avant et l'arrière), annulant le besoin d'un blocage de différentiel, le croisement de pont ne pouvant se produire (il y a toujours au moins une des roues avant ou arrière d'un même côté qui reste à terre, ou alors il faudrait que la voiture ne repose plus que sur une roue... si elle est posée en équilibre sur une bosse par exemple, ou pour faire des cascades genre deudeuche shox, mais ce n'est pas le but de cette transformation).
Reste le rendement de la courroie qui est censé être moindre que le rendement des roues dentées, reste à voir si l'accumulation de ponts de transferts et d'engrenages sur une 4x4 classique ne grêve pas cet avantage, une courroie ici ne touchant que 2 galets tendeurs et 2 poulies.

Pour l'efficacité comparée je ne l'ai jamais vue évoluer ni eu de retours, mais ça devrait être pas mal sur le papier.

Barbour

2 cv typé raid de l'anglais Louis Barbour, un peu moins bonne en trial que les voisins ou Perret semble-t-il. Il a le châssis le plus costaud mais le plus lourd, bien qu'il ne dépasse guère les 80 kgs. Il existe depuis 1990.

Meunier (hybride électrique)

Ce système n'existe pas encore à ma connaissance sinon dans mon imagination plus fertile en rêve qu'en réalisations! C'est la base qui servit d'étude à la méhari Meunier hybride et la Tesla Girl.

Le but est de garder le moteur fumant à l'avant, et de rajouter 2 petits moteurs électriques sur les roues arrière, sans rajouter de lourde batterie de traction. Le but est d'avoir un 4x4 le plus léger possible.

Voir les détails techniques.

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