Quel est le rôle des cardans ?
Les cardans ou, plus précisément arbres de transmission d'un véhicule, sont des pièces mécaniques articulées dont le rôle est de transmettre la puissance de la boîte de vitesse vers les roues motrices. Soumis à de fortes contraintes, les cardans sont des pièces d'usure qui doivent être vérifiées régulièrement et remplacées si nécessaires.
Texte : D.R.
Crédit photos : SKF
Fonctionnement et rôle des arbres de transmission
Pour transmettre la puissance du moteur jusqu'aux roues, la transmission d'une automobile se compose de plusieurs éléments : l'embrayage, la boîte de vitesses, le différentiel et enfin les arbres de transmission, aussi appelés cardans par abus de language. Ces pièces articulées sont capables de former un angle qui varie en fonction de la position des amortisseurs et des roues quand la voiture est en mouvement. Le cardan de transmission doit son nom à l'invention du joint de cardan par le mathématicien italien Gerolamo Cardanodu en 1545. C'est dire si le principe du joint de cardan remonte à bien avant la première automobile !
En tant que porteurs de couple, les arbres de transmission sont soumis à des contraintes de torsion et de cisaillement. Ils doivent donc être à la fois solides pour supporter l'effort mais aussi légers que possible pour éviter d'ajouter un poids supplémentaire trop important qui augmenterait l'inertie. Le joint de cardan simple tel que conçu par Cardano présentait toutefois l'inconvénient de n'être homocinétique que si les arbres sont alignés. Il a été remplacé en automobile par des joints dits "homocinétiques". Les joints homocinétiques transfèrent le couple de la transmission aux roues à une vitesse constante, tout en supportant le mouvement de la suspension. Des dizaines de systèmes ont été inventés pour garantir une transmission homocinétique mais l'appelation cardan est restée comme le terme générique désignant cette pièce spécifique de la transmission.
Quand remplacer les cardans d'une voiture ?
Les cardans sont protégés par des soufflets souples, réalisés en caoutchouc ou dans un matériau thermoplastique plus robuste, et remplis de graisse, le plus souvent au lithium au bisulfure de molybdène (MoS2). Malgré tout, les soufflets restent des pièces d'usure car ils sont très exposés aux agressions extérieures et leur état doit être vérifié régulièrement car ils finissent par sécher ou se fissurer, laissant échapper la graisse qui se trouve à l'intérieur et protège les articulations. L'eau va alors pouvori s'infiltrer et les pièces métalliques n'étant plus protégées vont très vite se détériorer. Il n'y a alors plus d'autre choix que de faire changer le cardan de sa voiture.
En moyenne, un cardan doit être remplacé autour de 150 000 kilomètres sur une traction avant et 200 000 km sur une propulsion. En effet, sur les véhicules où les motrices sont également directrices, les joints et les soufflets sont soumis à de plus fortes contraintes et s'usent généralement plus vite que sur une propulsion. Mais évidemment, comme toute pièce d'usure, la longévité d'un cardan est très variable et dépend de plusieurs facteurs dont le style de conduite. Une conduite brusque sur des routes en mauvais état, ou une tendance à monter sur les trottoirs en ville, vont user les cardans plus rapidement.
Si la durée de vie des cardans est difficile à prévoir, il est toutefois facile de contrôler leur état régulièrement et notamment celle des soufflets lors d'une simple révision ou du contrôle technique. Par ailleurs, à la conduite certains signaux peuvent indiquer une usure de ces éléments mécaniques sans forcément tenir compte de la notion d'âge ou de kilométrage. En cas d’usure d'un cardan, un bruit de claquement dans les virages se fait généralement entendre. Il faut alors procéder au remplacement dans les meilleurs délais car un cardan cassé empêchant la transmission de la puissance aux roues, la voiture ne pourra donc plus avancer normalement et surtout, si une des roues motrices n'est plus reliée à la direction cela compromet sérieusement votre sécurité.
Combien coûte un changement de cardan ?
Le changement d'un cardan usé est relativement coûteux mais malheureusement indispensable. Le temps de main d’œuvre peut varier du simple au triple en fonction du véhicule et de l’emplacement du cardan. Comptez entre 60 euros et 250 euros pour un cardan neuf et entre 100 euros et 1000 euros pour l’intervention complète, pièces et main d’œuvre comprises.
Cependant, il est parfois possible de ne remplacer que le joint défectueux si l'arbre n'est pas endommagé. Ainsi, le fabricant SKF indique que remplacer uniquement le joint homocinétique - et non l'arbre de transmission complet - sur une Toyota Avensis 1.8 permet d'économiser 49 % sur le coût des pièces. De même, il est possible de ne remplacer que les soufflets si la réparation est faite à temps et que le joint n'est pas encore endommagé. Il faut pour cela s'assurer qu'il n'y a pas de jeu et que la graisse est toujours en place et non contaminée par les salissures extérieures.