Environnement

Poussières fines sur les freins : de nouveaux revêtements aident

Particulate matter collects on a car's brakes, which is a problem if you want to comply with Euro 7 limits.

La norme Euro 7 réglemente également les émissions de poussière fine lors du processus de freinage.

En matière de réduction, HELLA mise sur des technologies de freinage innovantes.
Aujourd'hui, environ 80 à 85 pour cent des émissions de particules des voitures sont dues à l'usure des pneus et des freins ainsi qu'à l'abrasion des revêtements routiers et de la resuspension de la poussière. C'est pourquoi la nouvelle norme Euro 7 réglemente non seulement les émissions de gaz d'échappement et l'usure des pneus, mais aussi l'émission de poussière fine par les freins. Le défi consiste à définir une stratégie de mesure qui permet des comparaisons fiables entre différents véhicules sur des bancs d'essai appropriés. Le développement de nouvelles garnitures de friction et de disques de frein à revêtement spécial permet de réduire les émissions de poussière fine. La norme Euro 7 s'appliquera aux voitures particulières nouvellement homologuées à partir du 29 novembre 2026 et à tous les véhicules nouvellement immatriculés (catégorie M1) à partir du 29 novembre 2027.

Euro 7 : Valeurs limites pour la poussière fine lors du processus de freinage

Avec la publication de la norme Euro 7 au Journal officiel de l'Union européenne (2024/1257), des valeurs limites correspondantes pour la masse des particules sont applicables. Pour les véhicules à moteur thermique et les voitures particulières hybrides ou avec systèmes de piles à combustible, la valeur est de sept milligrammes par kilomètre. De par leur conception, les voitures purement électriques ont une usure moindre des freins. La récupération de l'énergie de freinage joue un rôle important, les freins sont moins sollicités. La valeur limite est ici de trois milligrammes par kilomètre. À partir de 2035, la valeur uniforme, selon la norme Euro 7, devrait être de trois mg/km pour toutes les catégories de véhicules.

Brake technology with innovative friction linings prevents particulate matter. — Une interaction optimale : des formules innovantes de garnitures de friction et des concepts de revêtement permettent de lutter contre la formation de poussières fines.

Comment cela est-il contrôlé ?

Pour déterminer les émissions de poussières fines causées par les freins, les experts du groupe de travail UNECE « Particle Measurement Programme » ont adopté le règlement technique mondial n° 24 de l’UN (GTR 24, Global Technical Regulation). Ce règlement se déploie dans les organismes de contrôle indépendants et dans l'industrie. Les mesures sont effectuées sur un banc d'essai spécial pour les freins. Celui-ci simule des conditions de conduite réelles et permet de contrôler différents paramètres comme la vitesse, la force de freinage et la température. Un cycle d’essais défini est alors effectué dans le cadre de la procédure d'essai mondiale harmonisée pour les véhicules légers - cycle de freinage (cycle de freinage WLTP), appelé Worldwide Harmonized Light Vehicles Test Procedure Brake Cycle (WLTP Brake Cycle). Il comprend différents processus de freinage qui reproduisent des situations de conduite typiques. Au cours de l’essai lui-même, qui se déroule dans des conditions environnementales contrôlées, les particules émises sont mesurées. On enregistre alors aussi bien la masse que le nombre de particules. Les poussières fines sont définies comme des particules qui passent à travers l'entrée d'air sélective d’un appareil de mesure spécial ayant une efficacité de séparation de 50 pour cent pour un diamètre aérodynamique de 10 (PM10) ou 2,5 (PM 2,5) micromètres (µm) (source : Office fédéral de l'environnement). PM est l'abréviation de Particulate Matter Standard, une norme datant de 1987 portant sur les particules atmosphériques.

Des mesures en conditions réelles de conduite sont également effectuées afin d'apporter une garantie supplémentaire aux tests sur banc d'essai. Les procédures standardisées garantissent que les émissions de poussières fines des freins sont mesurées de manière précise et fiable.

Moins de poussières fines : freins en matériaux innovants avec revêtements spéciaux

Un véhicule doit décélérer de manière optimale et confortable, et ce le plus rapidement possible en cas de danger. Il en résulte inévitablement des frictions. Mais les frictions ne produisent pas seulement de la chaleur, elles usent aussi les partenaires de friction (disque de frein en particulier) – autrement dit, elles émettent de la poussière fine. En effet, des spécialistes en filtration ont déjà présenté des systèmes de filtration disposés autour des disques de frein et destinés à capter les poussières de freinage. Il est toutefois nettement plus efficace d'éviter les poussières fines en perfectionnant constamment les composants de freinage et en utilisant de nouvelles compositions de matériaux. On utilise par exemple de nouveaux procédés de revêtement pour les disques de frein en fonte grise en combinaison avec des mélanges de garnitures de friction sur mesure.

Afin de générer un équilibre optimal entre performance de freinage, longévité et faibles émissions de poussières fines, HELLA travaille en permanence au développement de nouveaux matériaux de friction et de surfaces. Le zoom est mis ici sur les exigences spécifiques au véhicule pour la performance de freinage requise – en d'autres termes : s'agit-il d'une citadine, d'une voiture milieu de gamme, d'un SUV ou d'une « supersportive » ?

A brake system with visible particulate matter deposits. — HELLA a lancé la distribution de composants de frein sous sa propre marque le 01/10/2024. Figure : FORVIA/HELLA

Au revoir les poussières fines : Freins et plus de HELLA

Après que FORVIA HELLA ait repris la joint-venture HELLA PAGID à la fin de l'année 2023, la distribution de composants de frein sous la marque HELLA a démarré le 1er octobre 2024. L'expertise en première monte, par exemple dans le domaine des capteurs de pédale de frein (brake-by-wire) et la vaste gamme de capteurs ABS et de servofreins dédiée au marché de la rechange, est désormais associée aux gammes de pièces d'usure et de pièces hydrauliques liées au frein. FORVIA HELLA est ainsi devenue un fournisseur de freins à part entière. La gamme de produits HELLA pour le marché de la rechange comprend actuellement environ 2 300 plaquettes de frein différentes ainsi que 2 500 disques de frein différents. HELLA couvre ainsi presque 100 pour cent du parc automobile européen. En ce qui concerne la norme Euro 7, HELLA mise sur de nouvelles technologies de freinage innovantes afin de soulever le moins possible de poussières fines lors du processus de freinage.