Direction à crémaillère

La direction à crémaillère est le mécanisme qui traduit la rotation du volant en déplacement latéral nécessaire pour braquer les roues avant d'une voiture. Elle s'est imposée comme le système de direction dominant sur les voitures particulières à partir des années 1970, car elle est compacte, légère, mécaniquement simple et offre une vivacité que les systèmes plus anciens peinaient à égaler. Là où les conceptions antérieures s'appuyaient sur une vis sans fin agissant au travers d'une série de biellettes, l'architecture à crémaillère accomplit la même tâche avec bien moins de pièces mobiles, ce qui explique en partie qu'elle ait largement supplanté le boîtier à billes recirculantes sur la plupart des voitures.

Au cœur du système se trouve un pignon, une roue dentée fixée à l'extrémité inférieure de la colonne de direction. Ce pignon engrène avec une longue barre plate appelée crémaillère, qui porte une rangée de dents sur une partie de sa longueur. Lorsque le conducteur tourne le volant, le pignon pivote et ses dents cheminent le long de la crémaillère, la poussant à gauche ou à droite dans son carter. Chaque extrémité de la crémaillère est reliée par une biellette de direction au levier de fusée d'un moyeu, de sorte que le déplacement latéral de la crémaillère fait pivoter les deux roues avant à l'unisson. Le rapport de démultiplication, déterminé par la taille du pignon et le pas des dents, fixe le nombre de tours de volant nécessaires de butée à butée ; de nombreux systèmes adoptent une crémaillère à rapport variable, plus directe au centre et plus longue vers les pleins braquages.

Pour le conducteur, l'intérêt tient au toucher et à la réactivité. Comme la liaison entre le volant et la crémaillère est courte et pratiquement exempte de jeu, de petites sollicitations produisent des changements de cap immédiats, et les efforts renvoyés par la colonne donnent une perception claire de l'adhérence et du revêtement. Cette précision améliore à la fois la confiance et la sécurité, en particulier lors des changements de file rapides ou des manœuvres d'évitement, et explique en grande partie pourquoi ce système convient aussi bien aux citadines qu'aux voitures de sport.

La quasi-totalité des directions à crémaillère modernes sont assistées, car l'effort brut pour braquer une voiture lourde à l'allure du stationnement serait sinon considérable. La première assistance était hydraulique, au moyen d'un piston alimenté par une pompe et intégré à la crémaillère ; la plupart des voitures neuves utilisent désormais une direction assistée électrique, où un moteur agit sur la colonne ou la crémaillère et où l'assistance se règle électroniquement et varie avec la vitesse. La même architecture sert aussi de base aux roues arrière directrices, où un second actionneur oriente le train arrière de concert avec l'avant.

Les principaux points d'usure sont les bagues de crémaillère, le roulement du pignon ainsi que les biellettes et rotules, qui peuvent prendre du jeu et provoquer des bruits de claquement ou une direction floue avec le temps. Les soufflets de protection qui tiennent le sable et l'eau à l'écart des extrémités de la crémaillère constituent une défaillance fréquente qui, négligée, conduit à une corrosion interne. Malgré ces points d'entretien, la robustesse et la précision du système le maintiennent comme le choix par défaut dans toute l'industrie.