Plaquettes de frein en céramique ou semi-métalliques, quelle est la différence?

Votre système de freinage est peut-être le mécanisme de sécurité le plus critique de votre véhicule. Mais si vous comptez chaque jour sur les freins pour vous aider à vous rendre en toute sécurité du point A au point B, vous ne pensez probablement pas à ce qui se passe réellement lorsque vous appuyez sur la pédale de frein. 

Voici l’essentiel du fonctionnement du système : lorsque vous appuyez sur la pédale de frein, votre voiture pousse du liquide sous pression par le biais de ses conduites de frein dans un étrier à chaque roue, où se trouvent les plaquettes de frein. Le liquide de frein pousse les plaquettes de frein contre un disque de rotor dans chaque roue pour la ralentir, amenant progressivement vos roues à l’arrêt. 

En d’autres termes, votre système de freinage transforme l’énergie cinétique de votre voiture en énergie thermique grâce à la friction exercée par les plaquettes de frein. Dans cet article, nous allons examiner de plus près ce composant essentiel de votre système de freinage, ainsi que les avantages et les inconvénients de chaque type de plaquette (plaquettes en céramique ou semi-métalliques, par exemple), afin de vous aider à choisir celle qui convient le mieux à votre véhicule et à votre style de conduite.

UNE BRÈVE HISTOIRE DES PLAQUETTES DE FREIN

De nos jours, les conducteurs ont généralement le choix entre trois types de plaquettes de frein : Plaquettes de frein en céramique, semi-métalliques ou organiques. Ce ne fut pas toujours le cas. La première utilisation des plaquettes de frein remonte au 19e siècle. Le crédit revient à Bertha Benz – célèbre inventrice et épouse du fondateur de Mercedes-Benz, Karl Benz – pour avoir créé les premières plaquettes de frein en cuir pour un premier brevet de leur automobile en 1888.

Depuis lors, les matériaux utilisés pour fabriquer les plaquettes de frein ont évolué avec les progrès de la technologie. Ce n’est qu’au milieu et à la fin du 20e siècle, alors que les freins à tambour étaient de plus en plus remplacés par des freins à disque modernes, que les fabricants ont commencé à produire les plaquettes de frein céramiques, métalliques et organiques utilisées aujourd’hui.

PLAQUETTES DE FREIN ORGANIQUES

Les plaquettes des freins à disque étaient initialement fabriquées en amiante, un matériau absorbant la chaleur et bien adapté à l’usure des plaquettes de frein. Cependant, on a découvert que l’amiante était un agent cancérigène très puissant, provoquant le cancer chez les personnes exposées de manière prolongée. Lorsque ces plaquettes de frein à base d’amiante étaient usées, elles libéraient dans l’air de l’amiante que les conducteurs pouvaient inhaler sans le savoir. Les fabricants ont réalisé que l’amiante n’était pas un composé sûr à utiliser dans les systèmes de freinage. C’est pourquoi les plaquettes de frein organiques - ou plaquettes de frein organiques sans amiante (OSA) – ont été créées pour combler cette lacune.

Les plaquettes de frein organiques, qui équipent de série environ 67 % des nouveaux véhicules vendus aux États-Unis, sont constituées d’un mélange de fibres et de matériaux tels que le caoutchouc, les composés de carbone, le verre ou la fibre de verre, et le Kevlar^MD, et sont liées entre elles par de la résine. Elles ont tendance à produire moins de poussière que d’autres types de plaquettes de frein, comme les plaquettes métalliques, et sont disponibles à un prix inférieur.

Contrairement aux plaquettes de frein haute performance, qui sont principalement utilisées dans les véhicules lourds et à hautes performances, les plaquettes de frein organiques génèrent une quantité modérée de friction sans qu’il y ait beaucoup de chaleur, ce qui les rend appropriées pour les conducteurs qui utilisent leur voiture pour la conduite et les déplacements quotidiens. Les plaquettes de frein organiques ont également tendance à être silencieuses et à ne pas exercer de contrainte sur les rotors de frein, ce qui est un avantage, car les rotors de frein sont souvent coûteux à réparer ou à remplacer s’ils sont endommagés.

Cependant, les plaquettes de frein organiques présentent quelques inconvénients par rapport aux autres types de plaquettes de frein. Les plaquettes de frein organiques ont tendance à s’user plus rapidement en raison de leur nature composite, ce qui signifie qu’elles doivent être remplacées plus souvent. Elles ont également tendance à mieux fonctionner dans une plage de températures plus restreinte. Elles ne sont pas aussi performantes que les plaquettes semi-métalliques dans des conditions climatiques extrêmes ou lorsqu’elles sont poussées trop fort et surchauffent. Les plaquettes de frein organiques ont également un niveau de compressibilité plus élevé, ce qui signifie que le conducteur doit appuyer sur la pédale de frein avec plus de force pour les engager.

PLAQUETTES DE FREIN EN CÉRAMIQUE

Les plaquettes de frein en céramique sont fabriquées dans un matériau très similaire au type de céramique utilisé pour fabriquer des poteries et des assiettes. En revanche, le matériau des plaquettes de frein en céramique est plus dense et beaucoup plus durable. Les plaquettes de frein en céramique contiennent également de fines fibres de cuivre, qui contribuent à augmenter leur friction et leur conductivité thermique.

Depuis leur mise au point au milieu des années 80, les plaquettes de frein en céramique n’ont cessé de gagner en popularité pour un certain nombre de raisons :

• Niveau de bruit : Les plaquettes de frein en céramique sont très silencieuses, ne créant que peu ou pas de bruit supplémentaire lors du freinage.
• Résidus à la suite de l’usure : Par rapport aux plaquettes de frein organiques, les plaquettes de frein en céramique ont tendance à produire moins de poussière et d’autres particules lorsqu’elles s’usent.
• Température et conditions de conduite : Par rapport aux plaquettes de frein organiques, les plaquettes de frein en céramique peuvent être plus fiables dans une plus large gamme de températures et de conditions de conduite.

Pourtant, les plaquettes de frein en céramique ont quelques limites. Principalement, leur coût : En raison des coûts de fabrication plus élevés, les plaquettes de frein en céramique ont tendance à être les plus chères de tous les types de plaquettes de frein. En outre, comme la céramique et le cuivre ne peuvent pas absorber autant de chaleur que d’autres types de matériaux, une plus grande partie de la chaleur générée par le freinage passera par les plaquettes de frein et dans le reste du système de freinage. Cela peut entraîner une usure plus importante des autres composants du système de freinage. Enfin, les plaquettes de frein en céramique ne sont pas considérées comme le meilleur choix pour les conditions de conduite extrêmes. Si vous êtes confronté à un temps très froid ou à une course à venir et que vous devez choisir entre des plaquettes de frein en céramique et des plaquettes semi-métalliques, il est préférable d’opter pour les plaquettes métalliques.

PLAQUETTES DE FREIN SEMI-MÉTALLIQUES

Le dernier type de plaquette de frein est la plaquette semi-métallique. Les plaquettes de frein semi-métalliques sont différentes des plaquettes de frein entièrement métalliques, car elles utilisent des charges pour créer le composé de la plaquette au lieu d’utiliser uniquement du métal. Les plaquettes de frein entièrement métalliques sont généralement réservées aux besoins de freinage vraiment extrêmes.

Les plaquettes de frein semi-métalliques contiennent entre 30 % et 70 % de métal, notamment du cuivre, du fer, de l’acier et d’autres alliages composites. Ces différents métaux sont associés à un lubrifiant en graphite et à d’autres charges pour compléter la plaquette de frein. Les composés de plaquettes de frein métalliques disponibles varient, chaque type offrant ses propres avantages pour tout, des trajets quotidiens aux courses sur circuit.

Pour de nombreux conducteurs, notamment ceux qui apprécient les performances élevées, le choix entre les plaquettes de frein en céramique et les plaquettes semi-métalliques est facile. Les conducteurs soucieux de leurs performances ont tendance à préférer les plaquettes de frein métalliques, car elles offrent de meilleures performances de freinage pour une gamme beaucoup plus étendue de températures et de conditions. Le métal étant un très bon conducteur de chaleur, les plaquettes de frein métalliques ont tendance à résister à une plus grande chaleur tout en aidant les systèmes de freinage à se refroidir plus rapidement. Elles ne se compriment pas non plus autant que les freins organiques, ce qui signifie qu’il faut exercer moins de pression sur la pédale de frein pour affecter la capacité de freinage.

Toutefois, les plaquettes de frein métalliques présentent certains inconvénients par rapport aux plaquettes céramiques et organiques. Les plaquettes de frein métalliques ont tendance à être plus bruyantes que leurs homologues en céramique ou organiques, ce qui se traduit par une conduite plus bruyante. Les plaquettes métalliques exercent également une contrainte plus importante sur le système de freinage, ce qui accroît la tension et l’usure des rotors de frein. En ce qui concerne le prix, les plaquettes de frein métalliques se situent généralement entre les plaquettes organiques et les plaquettes en céramique. Elles ont également tendance à produire plus de poussière de frein que les deux autres variétés.

CÉRAMIQUE C. MÉTALLIQUE C. PLAQUETTES DE FREIN ORGANIQUES : LESQUELLES VOUS CONVIENNENT LE MIEUX?

Alors, quelle plaquette de frein est le meilleur choix pour vous entre les plaquettes céramiques, semi-métalliques et organiques? Cela dépend des recommandations du constructeur de votre véhicule et de la conduite que vous attendez de votre véhicule combinées à votre style de conduite. 

Si vous possédez une voiture de sport haute performance, ou si vous conduisez votre véhicule comme tel, il est préférable de choisir des plaquettes de frein semi-métalliques. D’un autre côté, si vous faites beaucoup de trajets urbains, une plaquette de frein en céramique solide pourrait être la meilleure option. Si votre véhicule n’a pas beaucoup de kilomètres à parcourir, une plaquette de frein organique pourrait être la meilleure option à bas prix pour vos habitudes de conduite.

Quel que soit le type que vous choisissez, faites inspecter vos freins et remplacer vos plaquettes régulièrement. Vous saurez que vos plaquettes de frein ont besoin d’être remplacées lorsque vous entendrez le crissement de la « queue » métallique à la base de la plaquette lorsqu’elle entre en contact avec le rotor. Des tangues sont intégrées à tous les types de plaquettes de frein comme indicateur d’usure; si vous les entendez, n’attendez pas trop longtemps pour vous procurer de nouvelles plaquettes. À ce stade, c’est à vous de choisir entre des plaquettes de frein en céramique et des plaquettes métalliques – ou des plaquettes organiques pour une option plus économique.

Vous trouverez ci-dessous un tableau simple qui illustre certaines des différences comparatives entre les plaquettes de frein organiques, céramiques et métalliques.