Eginnering appliquée - TROTTEUR©
Engineering Appliquée TROTTEUR©
La charge verticale
La charge verticale est la somme de tous les efforts verticaux que subit le cheval. Cela comprend le poids du cheval, les efforts dus à l'aérodynamique en course, les efforts dus à l'inertie lors d'une accélération (transfert de charge). La charge verticale a une influence prépondérante sur le comportement du cheval: elle influe sur tous les efforts. En règle générale, plus la charge verticale est importante et amortie, plus le cheval "collera" à la piste et développera ainsi plus d'énergie.
Les forces aérodynamiques
Un cheval en course se déplace dans une masse d'air non-stationnaire, et le vent peut avoir une influence même en déplacement rectiligne, du fait des turbulences.
L'aérodynamique d'un cheval est fondamentalement différente de celle d'un engin roulant, pour bon nombre de raisons : il faut tenir compte des contraintes pratiques (présence des roues du sulky, structure massive du cheval, ...), de la séparation du flux, ...
Les efforts aérodynamiques se décomposent en une composante longitudinale (la traînée, à laquelle on associe le CX) , mais aussi en une composante verticale (la portance ou dans le cas d'un cheval en course, les appuis aérodynamiques, à laquelle on associe le Cz) et un moment autour de l'axe Y.
La tenue locomotrice dépend de plusieurs facteurs dont la suspension naturelle du cheval, car la charge verticale est le facteur qui subit les variations les plus importantes durant le déplacement.
Lorsque les pieds rencontrent le sol, ils subissent une poussée très rapide vers le haut; le mouvement est contrarié par l'inertie de la masse, qui agit à travers les "ressorts" de la suspension propre au cheval.
La battue effectuée, le membre revient à son niveau précédent, tandis que le corps du cheval reste encore légèrement soulevé, puisqu'en raison de sa masse supérieure, il lui faut plus de temps pour retomber. Pendant ce court laps de temps, les tendons demeurent en légère extension et, de ce fait, agit moins vigoureusement pour maintenir le contact entre la sabot et le sol. Le résultat en est la diminution de l'adhérence.
La tenue locomotrice résultera donc de la valeur moyenne entre les conditions d'adhérence maximale et minimale lors des secousses verticales, et sera d'autant meilleure que le laps de temps durant lequel le pied est délesté sera plus court, c'est-à-dire, lorsque la fréquence des oscillations sera plus élevée.
En sport automobile, ce phénomène est beaucoup moins présent dû à la poussée aérodynamique qui tend à garder la voiture au sol, au centre de gravité très bas du véhicule, à la suspension indépendante des 4 roues, à la présence d'un seul essieu qui se situe à l'arrière (il n'y en a pas à l'avant car les roues tiennent par les barres de suspension) et par le faible poids de la voiture.
Cependant ce qui suit s'applique au Cheval comme aux voitures de course
En règle générale, dans des conditions presque identiques, un cheval possédant des suspensions naturelles très souples et subissant des secousses périodiques, colle au sol beaucoup moins qu'une voiture à suspension rigide. C'est pourquoi en sport automobile les suspensions son très rigides comparativement aux "suspensions" des chevaux de courses qui recherchent un compromis entre confort locomoteur e performance, tandis qu'en sport automobile on ne recherche que la performance et on se fout du confort.
Lorsque les oscillations se produisent, il y a deux phénomènes qui influencent l'adhérence du pneumatique (Fer F1 HRT®) au sol : les mouvements latéraux (ou glissements) et les modifications du carrossage.
Durant la marche, le point neutre n'est pas fixe mais se déplace en fonction des variations de la force latérale sur les deux diagonaux : aussi peut-il se trouver tantôt en avant, tantôt en arrière du centre de gravité. Lorsqu'il se trouve en avant, il donne naissance à un moment qui, en faisant pivoter le sabot vers l'intérieur du virage, détermine un comportement survireur.
À l'inverse, lorsqu'il se déplace vers l'arrière, le moment résultant agit au sens contraire et détermine un comportement sous-vireur. Dans le cas d'une monoplace, on recherchera un comportement neutre le plus possible mais si on n'a pas le choix, on préfèrera un comportement sous-vireur plutôt qu'un comportement survireur car le premier est beaucoup plus facile à contrôler que le deuxième.
Pour obtenir un comportement stable du cheval, on joue sur le transfert des charges sur chaque diagonal, en faisant varier convenablement la résistance au roulis des suspensions naturelles. On augmente celle-ci en rapprochant le centre de roulis du centre de gravité, en augmentant la rigidité des ressorts du Fers F1 HRT®.
Étant donné qu'en sport automobile on retrouve des suspensions à roues indépendantes, on ne peut maintenir les deux roues d'un même essieu parfaitement verticales, tant en ligne droite qu'en virage; dans ce cas, on fait en sorte de maintenir la verticalité au moins de la roue qui supporte l'effort principal, c'est-à-dire, la roue extérieure au virage.
En sport automobile, on retrouve des pneus très larges comparativement aux fers conventionnels; ce qui fait que cet équilibre est difficile à atteindre car ceux-ci sont sensibles aux modifications des conditions optimales de travail. C'est pourquoi la mise au point de F1 HRT® a été très délicate. Ainsi, afin d'exploiter le mieux les extraordinaires qualités d'adhérence des trotteurs, il a fallu installer un système de suspension ayant un débattement très faible (tout au plus 1.8 mm), sinon le cheval devient instable et c'est pourquoi les monoplaces ont une suspension inconfortable.
De plus, l'étendue de la surface de contact est maximale lorsque la roue est en position verticale par rapport au sol, indépendamment de la charge et du roulis. C'est pourquoi les suspensions intégrées du fer F1 HRT® sont conçues de manière à s'ouvrir sur les pieds chargés (carrossage négatif) afin de compenser l'inclinaison (carrossage positif) entraînée par le roulis du cheval en virage.
©Eric Alliot - 2010 - Ortho biomecanic