Aquaplaning – ce que c’est, comment y faire face et comment l’empêcher

Vous avez probablement ressenti une perte de la stabilité de votre voiture à quelques reprises lorsque vous traversez une flaque d’eau à une vitesse plus élevée. C’est de cette façon que vous avez vécu le phénomène de l’aquaplaning. Dans certaines situations, cela peut entraîner une perte de contrôle et un accident grave. Apprenez ce qu’est l’aquaplaning et comment y remédier.

Les pneus assurent l’adhérence au sol.

Qu’est-ce que l’aquaplaning ?

Nous parlons d’aquaplaning quand un coin d’eau se forme au point de contact de la structure du pneu avec le sol et que la bande de roulement ne peut pas drainer l’eau qui se trouve sous la roue. En conséquence, les pneus perdent leur adhérence à la route et commencent à « voguer ».

Attention ! Seul un contact constant entre la bande de roulement et la route assure une adhérence optimale.

L’interruption de ce contact peut se produire en raison de trop d’eau sur la surface de la route. L’eau entre la route et le pneu interfère avec la formation d’adhérence moléculaire (c’est l’interaction au niveau moléculaire qui détermine la formation d’adhérence). Lorsque la microrugosité de la surface est recouverte d’eau, c’est-à-dire à de plus grandes profondeurs, l’adhérence ne peut être obtenue qu’en mettant en contact la bande de roulement avec la macrorugosité de la surface de la route.

La macrorugosité draine et stocke l’eau, sans interrompre ses couches. Ainsi, avec une plus grande profondeur d’eau et la vitesse de déplacement de la voiture, le risque d’aquaplaning augmente.

Comment l’aquaplaning se produit-il ?

Le pneu sur la chaussée humide « pousse » l’eau devant lui. Chaque fois que la surface du pneu touche cette eau, la pression hydrodynamique de l’eau augmente. Lorsqu’il atteindra une valeur supérieure à la pression de la structure à la surface, le modèle ne pourra pas repousser l’eau et commencera à flotter à la surface de cette eau.

Qu’est-ce qui affecte l’adhérence sur chaussée humide ?

Spécificité du modèle de pneu concret :

La variété des sculptures de bande de roulement est actuellement immense. Certains fabricants préfèrent le type de bande de roulement asymétrique, tandis que d’autres préfèrent le directionnel, et encore d’autres restent fidèles au symétrique. Il existe également une grande variation entre les pneus à bas prix et à prix élevé. La sculpture de bande de roulement d’un pneu moderne se compose de rainures angulaires, transversales et circonférentielles et de lamelles de hauteur et de largeur optimales. Cela doit assurer une évacuation efficace et rapide de l’eau, sans créer de turbulence aux endroits où se rencontrent les rainures circonférentielles et angulaires.

La profondeur des rainures (autrement dit la hauteur de bande de roulement) des pneumatiques actuellement disponibles sur le marché européen oscille entre 7 et 8 mm. La liste des largeurs des éléments de sculptures les plus courants à l’heure actuelle est présentée dans le tableau ci-dessous.

Pression des pneus trop basse :

Un pneu roulant sur une route mouillée crée un coin d’eau devant lui. L’impact de la bande de roulement sur l’eau devant la surface de contact crée une pression hydrodynamique. Lorsque cette pression dépasse la pression intérieure des pneus, il n’est plus possible de repousser l’eau et le pneu se détache de la surface de la route.

Vous pouvez calculer la valeur de la pression hydrodynamique par la formule :

La formule montre clairement que la pression hydrodynamique augmente au carré de la vitesse de déplacement. Par conséquent, plus vous avancez vite, plus la pression exercée par le coin d’eau est importante. Au moment où la pression dépasse la pression dans les pneus, vous avez affaire à l’aquaplaning. Le plus grand risque d’aquaplaning est lorsque vous vous déplacez rapidement sur des pneus gonflés insuffisamment. Dans ce cas, même à une vitesse relativement faible, ce phénomène dangereux peut se produire.

Le graphique ci-dessous montre l’importance d’une pression correcte pour la taille de la zone de contact avec la surface :

Forme de l’empreinte du pneu :

Comme nous l’avons mentionné précédemment, un coin d’eau se forme devant un pneu roulant sur une route mouillée. Il doit être efficacement dispersé latéralement avant que la pression qu’il exerce sur le bord avant de la surface de contact ne dépasse la pression des pneus. Les phénomènes dans le domaine de la mécanique des fluides s’appliquent ici. On sait qu’une forme plate oppose plus de résistance qu’une forme ronde. C’est pourquoi les motomarines ont généralement un arc en V ou tout simplement arrondi. De même avec les pneumatiques : plus la zone de contact est arrondie, plus l’eau sera dispersée, plus la pression hydrodynamique sera faible, donc plus élevée sera la vitesse à laquelle l’aquaplaning peut se produire.

La formule présentée précédemment peut être étendue en tenant compte de l’angle de dispersion de l’eau à un endroit spécifique résultant de la forme de la zone de contact. De cette façon, vous calculerez la pression hydrodynamique pour un endroit donné.

Cette relation mathématique nous montre que plus l’angle est grand, plus la pression hydrodynamique sera faible.

Largeur des pneus :

Sur la base de nos considérations antérieures, on peut conclure que la probabilité d’aquaplaning est d’autant plus grande que :

• la hauteur de sculpture de la bande est plus faible et sa densité de sculpture plus élevée (c’est-à-dire que la part des rainures de la bande est faible)
• la vitesse est élevée
• la couche d’eau sur la route est profonde
• la pression des pneus est faible.

Tous ces éléments sont associés à la quantité d’eau qui doit être évacuée à travers la bande de roulement. De manière simplifiée, cela peut être calculé sur la base de la formule suivante :

La quantité d’eau évacuée par unité de temps (par exemple 1 seconde) peut être calculée selon la formule :

En utilisant cette formule, vous pouvez calculer combien de litres d’eau doivent être évacués sous le pneu pendant chaque seconde de mouvement.

Pour nos besoins, nous prendrons en considération les pneus d’une largeur de bande de roulement de 145 mm et 225 mm, à différentes vitesses de déplacement et profondeurs d’eau, pour déterminer la quantité d’eau que les pneus doivent traiter. Dans le premier cas, nous verrons quel est l’impact de la largeur de la bande de roulement à la même vitesse et à la même profondeur d’eau. Nous supposerons que la profondeur de l’eau sera de 3 mm et la vitesse de déplacement de 50 km/h, soit 13,9 m/s. Dans ces conditions, l’écoulement d’eau nécessaire à atteindre est :

La différence d’écoulement entre le pneu le plus large et le pneu le plus étroit peut aller jusqu’à 55 % ! Cela signifie qu’un pneu plus large doit être adapté à un écoulement d’eau beaucoup plus important. Les pneus larges doivent donc non seulement mieux drainer l’eau, mais aussi la disperser plus efficacement.

Voyons maintenant combien la quantité d’eau nécessaire à évacuer augmente à mesure que la profondeur augmente.

L’augmentation de profondeur de 3 mm à 7 mm pour une largeur de pneu de 145 mm entraine une augmentation de 6,05 l/s à 14,1 l/s et, pour une largeur de pneu de 225 mm, une augmentation de 9,38 l/s à 21,9 l/s. Donc, dans les deux cas, la quantité d’eau à traiter est plus que doublée.

La dernière variable que nous pouvons considérer sur la base de cette formule simplifiée est la vitesse de déplacement. Voyons à quoi ressemblera la capacité de débit requise lorsque la vitesse passera de 50 km/h à 100 km/h. Il est facile de deviner, connaissant déjà la formule que nous utilisons, qu’une double augmentation de la vitesse à une profondeur constante de largeur doublera la quantité d’eau à canaliser. Voyons à quoi cela ressemble en chiffres absolus. Nous considérerons le cas « extrême » à une profondeur d’eau de 7 mm.

Ces calculs sont de nature illustrative et théorique et ignorent de nombreux facteurs importants associés au pneu lui-même. Ils nous font réaliser à quel point les facteurs importants dans la conduite sur sol mouillé sont la vitesse de déplacement, la profondeur de l’eau et la largeur du pneu.

Il convient de noter qu’un pneu large ne sera pas nécessairement pire dans des conditions humides qu’un pneu plus étroit. La seule chose est qu’il doit évacuer plus d’eau qu’il rencontre sur son chemin. Les fabricants qui conçoivent des pneus prennent en compte ce fait en augmentant la largeur des rainures et parfois même en créant de nouvelles variantes de sculpture pour des pneus de plus grandes tailles dans une gamme donnée. Ils utilisent également souvent le fait que, grâce à la trace d’empreinte arrondie qui garantit qu’une quantité suffisante d’eau est dispersée, il est possible de réduire la quantité d’eau à canaliser à travers le système de rainure de la bande de roulement.

La largeur du pneu est un paramètre constant dans une situation de route donnée, la profondeur de l’eau est généralement difficile à évaluer et elle peut changer brusquement, par exemple lorsque nous passons une flaque d’eau transversale. Le seul paramètre que nous pouvons influencer est la vitesse. Par conséquent, sur des surfaces humides, il vaut la peine de la réduire pour éviter l’aquaplanage.

Autres facteurs :

• mauvais état de la route – présence d’ornières et d’auges latérales, forte usure de la chaussée,
• type de route (béton, enrobé bitumineux), niveau de macro- et microrugosité,
• profondeur de l’eau,
• mauvais état des pneus (profondeur de sculpture trop faible, âge avancé des pneus),
• usure des pièces et composants de suspension,
• vitesse.

Lorsque vous conduisez sur des surfaces humides, soyez particulièrement prudent.

Comment éviter le phénomène d’aquaplaning ?

Il est très important d’avoir des pneus en bon état technique, équipés d’une bande de roulement profonde. Quelle vitesse est une vitesse sûre ? Il est difficile d’obtenir une réponse claire : cette vitesse sera différente pour un modèle de pneu donné et une profondeur d’eau spécifique.

En pratique, dans des conditions de conduite quotidiennes, la couche d’eau peut être nettement plus profonde que 7 mm. En règle générale, il est difficile d’évaluer la profondeur de la flaque d’eau que vous approchez, et un grand nombre d’ornières permettent la création de ruisseaux de plusieurs centimètres, et des coudes et des auges mal profilés permettent la formation de traversées d’eau transversales. Il convient de rappeler que la profondeur des obstacles réduit considérablement la vitesse théorique de l’aquaplaning, en particulier dans les virages.

 Que faire en cas d’aquaplaning ?

Lorsque la voiture fait de l’aquaplaning, le plus important est de rester calme.

Ne faites pas de mouvements de volant brusques et maintenez la pédale d’accélérateur en position neutre. Au moment de la récupération de l’adhérence, cela peut entraîner des conséquences désagréables – la voiture se déplacera rapidement dans la direction dans laquelle les roues sont tournées. Le moment de sortie de l’aquaplaning est le plus dangereux et doit se faire en douceur. Ce n’est pas l’aquaplaning seul qui est à l’origine de la plupart des accidents de pluie, mais c’est également la réaction violente du conducteur. La voiture doit ralentir calmement sans freiner ni tourner le volant.

 Quels pneus sont plus sensibles à l’aquaplaning et lesquels le sont moins ?

Les paramètres qui augmentent le plus significativement la résistance à l’aquaplaning et qui sont liés aux pneus sont la forme de l’empreinte du pneu et la sculpture de la bande de roulement. La forme de la trace du pneu se compose de divers éléments – la structure interne du pneu, la forme de la sculpture, le contour de la forme de vulcanisation. Plus il est arrondi, mieux le coin d’eau qui se pose devant le pneu sera brisé.

Les modèles de bande de roulement directionnels sont moins sensibles à l’aquaplaning. Par exemple, les pneus pluie Uniroyal sont réputés pour leurs très bonnes propriétés. De nombreuses rainures de bande de roulement forment un motif / forme en V répétitif pour augmenter la capacité du pneu à drainer l’eau entre le pneu et la zone de contact avec la route. D’une manière qui rappelle les pales de la pompe à eau, poussant constamment l’eau dans une direction à travers le moteur, les rainures d’un pneu directionnel sont conçues pour « pousser » l’eau dans une direction à travers le pneu (vers l’avant – vers les côtés).

En ce qui concerne le phénomène d’aquaplaning, les pneus des meilleures marques sont testées. (photo Pirelli)

Aquaplaning en conduisant une moto

Les motocyclistes sont particulièrement vulnérables au phénomène d’aquaplaning lorsqu’il y a une quantité importante d’eau sur la route, ainsi que lors de déplacements à grande vitesse.

La vitesse à laquelle le phénomène dont nous discutons se produit se compose de nombreux facteurs, tels que :

• type et profondeur de la bande de roulement,
• poids de la moto,
• largeur de pneu,
• pression des pneus,
• profondeur de l’eau sur la route.

En cas d’aquaplaning, la probabilité de chute est très élevée. Pour la réduire :

• maintenez fermement le volant,
• relâchez le gaz ou poussez l’embrayage,
• laissez vos jambes sur les repose-pieds, n’essayez en aucun cas de vous soutenir,
• la moto doit être en position verticale,
• ne freinez pas – freiner une roue non adhérente revient à tomber,
• n’essayez pas de tourner – gardez le volant droit.