Mes premiers remerciements s'adressent en tout premier lieu à mon valideur, M Gueldry, ainsi qu'à M Blanc, tout deux ingénieurs chargés du service de documentation de la SIA, Société des Ingénieurs de l'Automobile, qui n'ont pas hésité à me consacrer du temps pour m'expliquer tous les points techniques que je ne comprenais pas, répondre à mes questions et me conseiller.
Un grand merci également à Mme Leroy, chargée des relations publiques à Renault et le responsable de la documentation de l'entreprise ZF, qui m'ont fait parvenir des documents techniques à la fois en français, en anglais et en allemand.
Enfin, je remercie vivement Mlle Méli, mon réviseur, qui a accepté de me relire et qui m'a également fourni certains documents qui se sont révélés très utiles pour ce mémoire.
L'automobile est un secteur en évolution permanente. Tous les ans, de nouvelles technologies apparaissent avec la concurrence de plus en plus rude que se livrent les grands constructeurs.
La transmission automatique, qui équipe certains véhicules depuis déjà quelques années, connaît ce même développement et sa technique est aujourd'hui bien maîtrisée. Une grande partie des véhicules automobiles américains sont automatiques. Les européens sont cependant encore réticents à acheter une voiture munie de la transmission automatique et préfèrent utiliser les transmissions manuelles.
La "Proactive", sujet de ce mémoire, est donc la dernière boîte de vitesses automatique mise au point par Renault, qui a été commercialisée en 1998. Elle propose une loi de passage auto-adaptative et est programmée en logique floue. Mais l'amélioration de certaines technologies telles que la transmission à variation continue (CVT) sur les véhicules automobiles montre à quelle vitesse ce secteur évolue et change.
Etant particulièrement intéressée par le domaine de l'automobile, bien que néophyte, j'ai décidé de faire ce mémoire sur la transmission automatique en automobile. J'ai choisi un type de transmission particulier car si elles ont toutes les mêmes bases techniques, leurs conceptions diffèrent parfois. Ainsi, la "Proactive" a été mise au point par Renault en commun avec PSA Peugeot Citroën, et commercialisée en 1998. C'est une boîte de vitesses automatique à quatre rapports, fonctionnant selon une loi de passage auto-adaptative et programmée en logique floue.
Mais pour comprendre le fonctionnement particulier de cette boîte, il fallait tout d'abord s'intéresser aux techniques de la transmission automatique, ainsi qu'à celles de la transmission mécanique. Je me suis donc rendue dans diverses bibliothèques, d'abord générales, puis plus techniques et spécialisées. Je suis allée dans des librairies spécialisées, comme celle de l'ETAI. J'ai ensuite contacté certains constructeurs : Renault, ZF ; puis des syndicats et des associations : UTAC, SIA, où j'ai trouvé mon valideur et des personnes disposées à m'aider. Et je me suis enfin rendue à l'AFNOR.
Mon travail vise donc à expliquer, dans un langage clair et compréhensible par tout néophyte intéressé par ce sujet et qui possède quelques notions rudimentaires de mécanique, le fonctionnement général de la boîte Proactive qui équipe les Mégane, les gammes Peugeot 406 et les Citroën Xantia, en s'intéressant particulièrement au rôle des différents éléments qui la composent. Cette transmission me paraissait intéressante à étudier dans la mesure où sa technique est récente et étant donné qu'elle offre apparemment le même agrément de conduite qu'une boîte de vitesses manuelle. J'ai donc recensé les termes essentiels rencontrés dans les ouvrages généraux, revues et documents techniques et sites internet sur lesquels je me suis connectée. J'ai ensuite soumis l'aboutissement de mes recherches à mon valideur, M. Gueldry, qui m'a aidé à parvenir à ce résultat final.
J'ai en effet rencontré certaines difficultés pour trouver la documentation très spécialisée qui m'intéressait à cause de la commercialisation récente de cette boîte de vitesses. Il est évident que les ouvrages généraux n'en font pas encore mention. Pour comprendre les bases de la technique de la transmission automatique, ils sont suffisants, mais la plupart sont anciens ; ils datent du début des années 90 pour les plus récents, mais souvent, ils ont été publiés à la fin des années 70 ou au début des années 80. Ainsi, pour trouver la documentation adéquate, il faut s'adresser aux constructeurs eux-mêmes, qui pour la plupart envoient une brochure sans hésitation. Mais souvent, celle-ci ne comporte qu'une nomenclature, sans explication détaillée. Pour cela, il faut aller voir des spécialistes, comme les ingénieurs qui s'occupent de la documentation à la SIA. De plus, les différents groupes automobiles possèdent leur propre langage, qui varie et évolue. Enfin, le langage du secteur automobile emprunte souvent des termes qui viennent d'autres secteurs, et leur donne un sens particulier, applicable à la technologie automobile. Il faut alors se méfier et bien comprendre à quoi un mot se réfère, ce qui parfois n'est pas évident.
Ce travail, présenté sous forme de fiches, a pour objectif d'être aussi clair que possible et compréhensible par tous.
Livres :
Précis de technologie simplifiée, publication Renault / Régie Nationale des Usines Renault, Juillet 1987, 106p.
Technologie automobile, BVA DPO ou Proactive, Centre de Formation Après-Vente, Renault, 1997, 23p.
Technologie Automobile, La Transmission Automatique, Type A R4, Centre de Formation Après-Vente, Renault, 96p.
Terminologie automobile GM, (anglais-français, français-anglais), General Motors of Canada Limited, 1996, 242p.
Terminologie Technique Automobile, Le glossaire Renault, (français-anglais, anglais-français), Régie Nationale des Usines Renault, S.A., janvier 1993, 324p.
Théma Encyclopédie Sciences et Techniques, Larousse, Paris, 1997, 551p.
Wörterbuch der industriellen Technik, (Deutsch-Französisch), Brandstetter Verlag, 1986, 1481p.
Broustail (Joël), Les conditions historiques de l'innovation technique : l'exemple des transmissions automatiques, Mémoire de DEA, 1998
Carnelutti, Dictionnaire technique de l'automobile systématique, illustré, (italien, français, anglais, allemand, espagnol), Dunod, Paris, 1963
Derreumaux (Bernard), Les Transmissions, ETAI, Paris, 1991
Heldt (P.M.), Convertisseurs de couple, Transmissions automatiques, Dunod, Paris, 1951
Hulin (René), Les boîtes de vitesses automatiques (application à la BX Citroën), CLESIA-Centre libre d'Etudes supérieures d'industrie automobile, 1988-1989
Meillaud (Laurent), Guide de la voiture intelligente, Édité par PRO-COM S.A., 1998, 104p.
Ménardon (M.), La Mécanique automobile (Les organes de transmission et d'utilisation), Éditeurs Chotard et associés, 1979
Nash (Frederick C.), Technologie automobile, McGraw-Hill Ryerson Limited, 1983, 628p.
Roussel (P.), Lexique : Electronique, Nathan, 1996, 157 p.
Quinet, Encyclopédie internationale des sciences et des techniques
Sauvy (Jean), L'automobile, Nathan (Repères Pratiques Nathan), Paris, 1996
Revues :
Bauknecht (Gert), "Das neue Fünfgang-Automatikgetriebe für die überarbeiteten BMW Achtzylindermotoren", ATZ, Automobiltechnische Zeitschrift, n°10, Oktober 1996 : The new five-speed automatic transmission for the new generation of BMW eight-cylinder engines, ATZ, Automobiltechnische Zeitschrift
Ganneau Didier, "Nissan Primera : l'automatisme raffiné", L'Argus de l'automobile, 10 juin 1999
Rösch (Rudolf), "Das automatische Getriebe W5A 330/580 für Personenwagen von Mercedes-Benz – Afbau und Betriebsverhalten des mechanischen Getriebeteils", ATZ, Automobiltechnische Zeitschrift, n°9, September 1995
Dossier de presse, "Une nouvelle génération de transmission automatique avec la boîte Proactive", Renault Presse, 29 septembre 1997
R&D, Le magazine de la Recherche et du Développement, n°7, Renault, octobre 1997
Revue du SIA, octobre 1997
Documents techniques de ZF sur :
Boîte de vitesses automatique ZF 4 HP 24 A
Boîte de vitesses automatique ZF 5 HP 18
ZF-Automatgetriebe 4 HP 14
ZF-Automatgetriebe 4 HP 18
Adresses Internet :
http://www.automobilemag.com
http://www.psa.fr
http://www.renault.com
http://www.retmag.renault.com
Organismes consultés :
ETAI (Éditions Techniques pour l'Automobile et l'Industrie), 20-22 rue de la Saussière ; 92100 Boulogne Billancourt
Société des Ingénieurs de l'Automobile, SIA, 3 avenue du Président Wilson, 75008 Paris
Renault, Relations publiques, 34 quai du Point-du-Jour ; 92100 Boulogne Billancourt
ZF, 3-11, avenue Poincaré ; 92 160 Antony
Terme |
Définition |
Cat. grammat. |
Domaine |
Sous-domaine |
accélérer |
augmenter la vitesse d'un véhicule. |
v. |
automobile |
|
arbre d'entrée |
arbre destiné à recevoir le mouvement d'entrée et à le transmettre. |
n.m. |
automobile |
|
arbre de sortie |
arbre par lequel sort le couple de la transmission pour arriver aux roues. |
n.m. |
automobile |
|
arbre de transmission |
pièce mécanique en forme de cylindre allongé destinée à transmettre un couple. |
n.m. |
automobile |
|
boîte à train épicycloïdal |
boîte de vitesses généralement automatique utilisant une disposition épicycloïdale des engrenages. |
n.f. |
automobile |
transmission |
boîte de vitesses |
organe mécanique, qui, dans le cas d'un véhicule automobile, permet de faire varier le rapport de la vitesse de rotation des roues à celle du moteur. |
n.f. |
automobile |
transmission |
boîte de vitesses automatique |
boîte de vitesses qui fait varier automatiquement le rapport de la vitesse de rotation des roues à celle du moteur. |
n.f. |
automobile |
transmission |
boîte de vitesses mécanique |
boîte de vitesses qui permet de faire varier manuellement le rapport de la vitesse de rotation des roues à celle du moteur. |
n.f. |
automobile |
transmission |
calculateur |
boîtier électronique qui analyse précisément et en temps réel le comportement du conducteur, le profil de la route et les conditions de roulage et traduit ces données en signaux électriques actionnant des automatismes |
n.m. |
électronique |
|
capteur |
appareil électronique qui traduit une grandeur physique d'entrée en une grandeur physique de nature électrique susceptible d'être mesurée. |
n.m. |
électronique |
|
capteur à effet Hall |
capteur qui convertit l'action d'un champ magnétique en une différence de potentiel dite "tension de Hall". |
n.m. |
électronique |
|
capteur-charge |
capteur qui mesure un couple |
n.m. |
électronique |
|
capteur de pression d'huile |
capteur qui permet de mesurer la pression d'huile. |
n.m. |
électronique |
|
capteur-régime |
capteur qui mesure la vitesse de rotation de l'organe concerné |
n.m. |
électronique |
|
capteur-vitesse |
capteur qui permet de mesurer électroniquement la vitesse du véhicule. |
n.m. |
électronique |
|
carter |
enveloppe et charpente d'un ensemble mécanique. |
n.m. |
automobile |
|
centrale électronique de pilotage |
calculateur qui traite les signaux des capteurs en vue d'optimiser le rapport des vitesses de rotation des roues à celles du moteur. |
n.f. |
électronique |
transmission |
chaîne cinématique |
ensemble des pièces mécaniques en rotation situées entre le moteur et les roues. |
n.f. |
mécanique |
|
changement de rapports |
changement de vitesses |
n.m. |
mécanique |
transmission |
charge du moteur |
taux d'utilisation variable de la performance du moteur, à savoir du couple et de la puissance. |
n.f. |
automobile |
|
commutateur de la loi de passage |
composant de la centrale électronique de pilotage sélectionnant la loi de passage. |
n.m. |
électronique |
|
connecteur modulaire |
appareil électronique qui permet de lier le contacteur multi-fonctions, les électrovannes et les capteurs au calculateur. |
n.m. |
électronique |
|
contacteur multi-fonctions |
appareil électro-magnétique qui peut mettre en action plusieurs circuits. |
n.m. |
électronique |
|
convertisseur de couple |
coupleur élaboré permettant de faire varier le couple d'un dispositif amont à un dispositif aval. |
n.m. |
automobile |
transmission |
couplage |
phénomène qui se produit dans la transmission automatique lorsque la turbine et l'impulseur du convertisseur de couple tournent quasiment à la même vitesse, les rendant ainsi presque solidaires. |
n.m. |
automobile |
|
couple |
deux forces qui s'exercent sur deux points d'un solide de façon parallèle, égale et opposée. |
n.m. |
mécanique |
|
coupleur |
organe qui reçoit le mouvement sortant de l'arbre moteur et le restitue vers la transmission selon certeines conditions établies ou programmées. |
n.m. |
automobile |
transmission |
coupleur hydraulique |
coupleur qui fonctionne hydrauliquement. |
n.m. |
automobile |
transmission |
couronne à denture intérieure |
élement externe d'un train épicycloïdal sous forme de couronne et avec des dents situées à l'intérieur |
n.f. |
mécanique |
transmission |
décélérer |
diminuer la vitesse d'un véhicule. |
v. |
automobile |
|
déflecteur |
dispositif destiné à améliorer les transferts d'énergie à l'intérieur d'un coupleur hydraulique. |
n.m. |
automobile |
transmission |
différentiel |
organe qui permet à deux roues motrices de tourner à des vitesses différentes tout en assurant la transmission du couple moteur. |
n.m. |
automobile |
|
distributeur hydraulique |
dispositif qui transforme les signaux de faible puissance émis par la centrale électronique de pilotage en signaux de puissance en direction des différents actionneurs. |
n.m. |
automobile |
transmission |
électrovanne de modulation |
vanne hydraulique à commande électrique dont l'ouverture et la fermeture sont progressives. |
n.f. |
électronique |
|
embrayage |
organe d'un véhicule automobile qui sert à établir ou couper progressivement la transmission du couple du moteur aux roues, soit au démarrage et à l'arrêt, soit en marche pour changer les vitesses. |
n.m. |
automobile |
transmission |
frein à bande |
frein qui permet d'immobiliser l'élément externe d'un train épicycloïdal grâce à une bande qui s'enroule à la périphérie extérieure et contrarie le mouvement par frottement. |
n.m. |
automobile |
transmission |
glissement du convertisseur |
phénomène qui se produit dans un convertisseur hydraulique lorsque la roue primaire et la roue secondaire du convertisseur tournent à des vitesses différentes. |
n.m. |
automobile |
transmission |
impulseur |
roue primaire du convertisseur de couple, qui en tournant va communiquer sa force et sa vitesse à la roue secondaire par l'intermédiaire des filets d'huile projetés. |
n.m. |
automobile |
transmission |
levier de sélection |
levier qui, selon sa position, permet de sélectionner un type de conduite et le communique à la centrale électronique de pilotage. |
n.m. |
automobile |
|
liaison inter-système |
information électronique qui circule pour commander et coordonner les différents organes faisant l'automatisme. |
n.f. |
automobile |
transmission |
logique floue |
méthode de programmation du calculateur qui comprend 32 règles établies en fonction notamment de l'étude faite sur le comportement des conducteurs et de l'enfoncement de la pédale d'accélérateur |
n.f. |
informatique |
|
loi de passage auto-adaptative |
loi de passage des vitesses prenant en compte des paramètres complémentaires et éventuellement subjectifs, le conducteur lui-même ayant le choix d'une certaine initiative. |
n.f. |
électronique |
transmission |
loi de passage des vitesses |
programmation intégrée à la centrale électronique de pilotage qui, en fonction de la vitesse du véhicule et autres paramètres, détermine à quel moment la boîte doit passer d'un rapport au rapport voisin. |
n.f. |
électronique |
transmission |
lubrifier |
graisser et huiler les différents mécanismes pour permettre les frottements et refroidir les pièces mécaniques en action. |
v. |
automobile |
|
mode 3° imposée |
mode qui peut être sélectionné pour verrouiller le passage au 4° rapport dans le but d'éviter le pompage. |
n.m. |
automobile |
transmission |
mode dégradé |
mode déterminé par la calculateur qui détecte une défaillance du véhicule |
n.m. |
automobile |
transmission |
mode faible adhérence |
mode qui permet de développer un couple plus faible que la normale afin d'éviter le patinage des roues sur sol peu adhérent. |
n.m. |
automobile |
transmission |
multiplication de couple |
modification d'un couple en sortie du coupleur, par disposition d'organes mécaniques à l'intérieur du convertisseur. |
n.f. |
mécanique |
|
patinage des roues |
glissement des roues qui n'adhèrent plus au sol et qui de ce fait tournent dans le vide, ne permettant plus au véhicule d'avancer. |
n.m. |
automobile |
|
perte de puissance |
mauvais rendement dans la boîte de vitesses automatique suite à une anomalie ; la puissance normale à transmettre entre moteur et suite de la chaîne cinématique s'effectuant mal. |
n.f. |
automobile |
|
pignon |
roue dentée d'un engrenage extérieur |
n.m. |
automobile |
|
planétaire |
pignon qui transmet dans le train épicycloïdal le mouvement à la couronne par les satellites. |
n.m. |
automobile |
transmission |
pompage |
phenomène oscillatoire qui se produit si la commande automatique hésite entre deux rapports. |
n.m. |
mécanique |
|
pompe à engrenage |
pompe consituée d'un carter étanche dans lequel tournent deux engrenages créant une circulation d'huile. |
n.f. |
automobile |
|
pompe hydraulique |
pompe qui assure la circulation de l'huile dans les conduits de la boîte et du distributeur hydraulique. |
n.f. |
automobile |
|
pont |
organe qui permet la transmission du mouvement sortant de la boîte de vitesses aux roues. |
n.m. |
automobile |
|
porte-satellites |
organe sur lequel les satellites du train épicycloïdal sont fixés. |
n.m. |
automobile |
transmission |
pression de ligne |
pression d'huile en sortie de pompe utilisée par le distributeur hydraulique |
n.f. |
automobile |
|
prise diagnostique |
connection repérée pour brancher l'appareil de contrôle approprié pour détecter les défaillances éventuelles. |
n.f. |
automobile |
transmission |
prise directe |
phénomène qui se produit lorsque les éléments du train épicycloïdal tournent de façon solidaire, autrement dit la boîte de vitesses se neutralise et on retrouve à se sortie le vitesse d'entrée de l'arbre moteur. |
n.f. |
mécanique |
transmission |
Proactive |
boîte de vitesses automatique auto-adaptative fonctionnant en logique floue et mise au point par Renault |
n.f. |
automobile |
transmission |
rapport |
différence entre la vitesse de rotation de l'arbre de sortie et celle de l'arbre d'entrée. |
n.m. |
mécanique |
transmission |
réacteur |
roue intermédiaire du convertisseur de couple qui transmet progressivement à la turbine le couple venu de l'impulseur. |
n.m. |
automobile |
transmission |
régime moteur |
vitesse de rotation du moteur en tours minute |
n.m. |
mécanique |
|
relais de démarrage |
élément électrique d'une boîte de vitesses automatique qui empêche le lancement du moteur si le levier de sélection n'est pas sur la position P. |
n.m. |
automobile |
|
renvoi d'angle |
dispositif formé d'un couple conique permettant dans les ponts avants ou arrières de transformer une rotation longitudinale en une rotation transversale. |
n.m. |
automobile |
|
rétrogradage |
passage à la vitesse inférieure |
n.m. |
automobile |
transmission |
roue-libre |
système mécanique qui ne prend en charge que l'élément menant et efface l'effet mécanique de l'élément mené. |
n.f. |
automobile |
transmission |
satellite |
pignon fixé sur un porte-satellites et qui tourne autour du planétaire pour transmettre le mouvement de ce dernier à la couronne à denture intérieure à l'intérieur du train épicycloïdal. |
n.m. |
automobile |
transmission |
seuil d'engagement |
seuil atteint lorsque deux éléments mécaniques antagonistes agissent l'un sur l'autre en rotation effective, comme les deux roues d'un convertisseur. |
n.m. |
automobile |
transmission |
sonde de température d'huile |
sonde qui permet de mesurer la température de l'huile et qui transmet l'information par affichage et déclenche les sécurités appropriées. |
n.f. |
automobile |
|
sortie de transmission |
arbre qui actionne la chaîne cinématique et qui va jusqu'aux roues motrices. |
n.f. |
automobile |
transmission |
stratégie anti-calage |
ensemble de systèmes automatiques et de lois ayant pour but de désolidariser en temps voulu le moteur pour qu'il puisse tourner librement lorsque cela est nécessaire. |
n.f. |
automobile |
transmission |
train épicycloïdal |
ensemble mécanique composé de deux satellites ou plus solidaires et tournant autour du pignon central et actionnant la couronne à denture intérieure. |
n.m. |
automobile |
transmission |
transmission |
ensemble d'organes chargés de transmettre la puissance du moteur aux roues motrices |
n.f. |
automobile |
transmission |
transmission automatique |
transmission qui, en théorie, ne demande pas l'intervention du conducteur sinon l'accélérateur pour la conduite du véhicule, mais qui offre tout de même un choix de variantes de conduites. |
n.f. |
automobile |
transmission |
transmission à variation continue |
transmission qui fonctionne avec une boîte de vitesses automatique dans laquelle la variation du rapport de transmission est continue. |
n.f. |
automobile |
transmission |
turbine |
roue secondaire du convertisseur de couple qui reçoit la force et la vitesse de l'impulseur par l'intermédiaire des filets d'huile projetés. |
n.f. |
automobile |
transmission |
valve |
clapet qui, en s'ouvrant et en se fermant, permet de réguler un circuit avec une grande fréquence de variation. |
n.f. |
automobile |
|
vilebrequin |
arbre coudé relié à la bielle qui, en pivotant autour de l'axe central, transforme le mouvement alternatif des pistons en mouvement circulaire pour le mouvement moteur. |
n.m. |
automobile |
|
volant moteur |
roue reliée à l'extrémité du vilebrequin qui apporte, par son inertie, une rotation plus douce et comporte généralement une périphérie à denture permettant d'engréner le lanceur du démarreur. |
n.m. |
automobile |
|