Les freins à disque sont devenus le standard habituel, de la technique utilisée dans les systèmes de freinage automobile modernes. Exit les freins à tambour, même si quelques marques font encore de la résistance, notamment dans les essieux arrières de certains véhicules lourds ou pour équiper le frein à main. Les freins à disque ont cependant un point commun avec leurs homologues à tambours : le matériau de contact s’use chaque fois que la pédale de frein est actionnée. Il s’agit d’une usure normale, conduisant l’obsolescence normale de la pièce, dont le remplacement est programmé. Bonne nouvelle, les plaquettes de freins à disque sont beaucoup plus faciles et rapides à remplacer, que les garnitures de freins à tambour. Ce travail est largement à la portée d’un bricoleur moyen. Voyons comment s’y prendre !
D’abord, un peu de technique
Comme chaque fois que l’on aborde un travail, connaître la raison d’être de chaque élément en présence et son rôle dans le système, facilite grandement la méthode à mettre en œuvre et évite bien des erreurs aux conséquences plus ou moins néfastes. Tout d’abord, freins à disques ou à tambours, le mode de fonctionnement est le même. On force une surface fixe (garnitures de segments ou plaquettes), à frotter sur une surface en mouvement (tambour ou disque), pour en casser l’inertie. Dans ce processus, le système de freins à disques ne possède que des avantages : il est plus efficace, plus simple, moins cher, moins lourd et plus facile à entretenir. Le dispositif, extrêmement simple, est constitué, pour chaque roue, des éléments suivants :
- Un disque métallique, plus facile à ventiler que les vieux tambours. Cette particularité fait toute la différence, car le freinage perd largement en efficacité lorsque la température, due au frottement, augmente. Certes, dans les deux systèmes, il y a production de chaleur, mais contrairement aux tambours, les disques peuvent être évidés (comme sur les motos), ou constitués de deux disques parallèles fins, solidarisés par des renforts en forme d’ailettes fondues dans la masse. Ce dispositif augmente considérablement les surfaces de contact avec l’air, forcé par la forme des ailettes à la manière d’une turbine.
- Une plaquette de frottement de faible surface, constituée d’une plaque métallique conférant sa résistance mécanique sur laquelle est collée, en usine, la garniture d’usure. Cet ensemble constitue la plaquette de frein, devant être remplacée régulièrement. Contrairement aux segments de frein à tambour, inutile de démonter les anciennes garnitures, puis d’en river de nouvelles. On remplace simplement les plaquettes.
- Un étrier, prenant le disque et les plaquettes en sandwich, sur la partie externe du disque. L’étrier embarque un dispositif hydraulique, pour mettre en mouvement les plaquettes contre le disque, comme le ferait un serre-joint (presse de menuisier). Plus on serre fermement, plus le freinage est efficace.
Notez, au passage, que le système hydraulique permettant le serrage lorsque l’on appuie sur la pédale de frein, est identique dans les techniques de freins à disque ou à tambours.
Signes caractéristiques annonciateurs de plaquettes usées
Tous les véhicules, sont équipés depuis de nombreuses années de témoins d’usure s’éclairant en rouge vif sur le tableau de bord, dès que les plaquettes de frein atteignent un niveau critique. En fait, ce dispositif est aussi vieux que les freins à disques. Ne le négligez pas, même si cette alarme doit être examinée d’un œil critique, car quelquefois couplé avec le niveau bas de liquide de frein ou le défaut de desserrage du frein à main. Inutile, donc, de vous précipiter chez le premier mécano venu, vous pouvez encore rouler quelques centaines ou milliers de kilomètres avant que la situation ne devienne dangereuse. Commencez par consulter le livret d’utilisateur du véhicule pour connaître la signification potentielle de l’alarme, puis éliminez méthodiquement les causes en partant du bénin (frein à main, puis niveau de liquide). Il peut se produire que ce témoin ne fonctionne pas (fil débranché, témoin dégrafé, fusible sauté…). D’autres comportements du véhicule doivent vous alerter. Un bruit bizarre, notamment de ferraille, peut être un signe d’usure des plaquettes, mais aussi des disques. En effet, avec le temps, le disque s’use, créant un sillon sur la surface de contact avec la plaquette. De chaque côté de la surface usée, l’épaisseur du disque reste intact, en saillie. La partie métallique de la plaquette vient alors au contact du disque avant que la garniture ne soit usée. Pas d’hésitation possible, il faut changer rapidement les disques (au moins par essieu) et les plaquettes (même usées moyennement). Des vibrations, des à-coups ou la sensation de devoir appuyer plus fort sur la pédale de frein doivent aussi inciter à vérifier les plaquettes.
Vérifier l’usure des plaquettes de frein
La vérification visuelle s’effectue en démontant chaque roue, puis en s’assurant qu’il reste encore au moins 3 millimètres de garniture sur la plaque métallique, à l’aide d’une jauge d’épaisseur. Prenez soin de vérifier chaque plaquette, soit deux par roue. Elles se repèrent aisément, l’une derrière le croc extérieur de l’étrier et l’autre au contact des vérins de serrage vers l’intérieur.
Quels sont les risques si l’on néglige de changer les plaquettes de frein dans les temps ?
Le premier danger, et le plus important, est évidemment liés à l’efficacité du freinage. Les distances de freinage augmentent proportionnellement à l’étendue de l’usure conjointe des plaquettes et des disques, le niveau extrême étant atteint lorsque la partie métallique de la plaquette frotte sur le disque. À ce stade, tout peut arriver, y compris le blocage définitif de la roue concernée. Je passe donc sur les risques de collision, les embardées, les pertes de contrôle de la trajectoire, voire les tonneaux… Le second est financier, car des plaquettes usées provoquent l’usure irrégulière et anormalement rapide du disque, donc son remplacement prématuré. Le dernier enfin, est d’ordre administratif et financier, car le passage au contrôle technique du véhicule avec des plaquettes usées est synonyme de contre-visite automatique. Le coût de la contre-visite s’joute alors aux tracasseries du retour à l’atelier et au contrôle.
Contrôles utiles avant de remplacer les plaquettes de freins
Avant de remplacer les plaquettes de frein, assurez-vous de leur degré d’usure régulièrement, et cela, sur chaque roue. Une plaquette ou un couple de plaquettes moins usé, impliquent une moindre efficacité de freinage sur cette roue. Cela peut provenir du fonctionnement du vérin de serrage plus ou moins grippé. Il faudra donc, avant toute chose, réparer cette anomalie dangereuse, provoquant un déséquilibre du freinage. Contrôlez également la date de la dernière vidange d’huile du circuit de frein. Les constructeurs préconisent son remplacement tous les trois ans, pour éviter un manque de souplesse du dispositif.
Préparation du véhicule
Placez la voiture sur une surface dure et stable (sol de garage ou allée bétonnée). Munissez-vous :
- d’un cric ;
- d’une clef adaptée aux boulons de roues ;
- d’une chandelle ou d’une calle en bois stable adaptée à la hauteur comprise entre le bas de caisse et le sol ;
- d’un marteau ;
- d’une clef à cliquet, à pipe ou à œil pour desserrer les vis de fixation l’étrier (généralement de taille 13) ;
- d’un tournevis long et costaud ;
- d’une pince multiprise ;
- d’une brosse métallique ;
- de liquide de nettoyage de freins (facultatif) ;
Débloquez les vis de roue de quelques tours, sans les enlever. Cette opération s’effectue en premier lieu, car la roue n’adhérant plus au sol, tournerait, n’offrant plus la résistance nécessaire pour déblocage. Placez le cric sous les points de levage prévus par le constructeur (consulter le livret utilisateur), puis soulever la voiture jusqu’à décoller la roue du sol. Placez la chandelle ou la cale sous la nervure de bas de caisse, pour sécuriser la position. Cette précaution est essentielle, car le principal danger, lorsque la roue est démontée, consiste à voir la voiture riper sur son support, écrasant tout ce qui se trouve en dessous, y compris l’opérateur. Démontez toutes les vis (ou écrous) en les stockant provisoirement debout sur une surface propre et sur leur tête pour éviter de déposer des impuretés sur le pas de vis. Déposer la roue.
Démontage des plaquettes de frein usagées
Pour l’avant, il sera plus pratique de faire pivoter la roue vers l’extérieur du véhicule, afin de dégager l’accès à l’étrier. Pour les roues arrières, pas d’autre alternative que de mettre la tête sous le garde-boue ! Vous avez donc devant vous, l’étrier de frein, à cheval sur le diamètre extérieur du disque. Il s’agit, à présent, de désolidariser l’étrier du disque pour ce faire :
- dévissez l’étrier de frein. Il tient généralement par une vis, lorsqu’il est pivotant ou deux vis, lorsqu’il est fixe, situées sur l’arrière du disque ;
- à l’aide de la pince, ôtez les ressorts maintenant les plaquettes, en tirant vers l’extérieur, parallèlement au disque ;
- débloquez la vis de fixation basse, en portant un coup sec sur la clef, car elle est collée par du frein filet bleu, puis retirez la vis, en appuyant légèrement sur sa partie basse de l’étrier pour libérer la contrainte ;
- ouvrez le capot moteur et enlevez le bouchon du bocal de liquide de frein. Cette précaution facilitera, chaque fois que vous pousserez le piston du vérin d’étrier, l’huile chassée à remonter dans le volume libre ;
- à l’aide du tournevis (ou d’un démonte-pneu fin), faites levier entre la plaquette intérieure et le piston, pour le chasser dans son alésage.
- désormais, les plaquettes de frein ne sont plus plaquées sur le disque et le jeu acquit permet d’échapper le sillon d’usure. Cela permet de tirer l’étrier vers le haut, afin qu’il pivote sur son axe de rotation haut. Si ce n’est pas le cas, repoussez le piston jusqu’à libérer ce mouvement de rotation.
- avec le bec de la pince multiprise, prenez appui sur l’étrier pour enfoncer le piston au ras de son alésage. Rien ne doit dépasser, pour permettre de glisser sur les plaquettes neuves plus épaisses. Si le piston résiste à s’enfoncer, utilisez une presse à vis en prenant soin de protéger le piston avec un bout d’alu ou de contreplaqué.
- Faites alternativement levier, avec le tournevis entre le disque et chaque extrémité de la première plaquette, pour la dégager de son guide. Faites de même pour l’autre plaquette. Elles doivent venir avec leur ressort de rappel.
- Vérifiez que les colonnettes à soufflet en caoutchouc, hautes et basses de l’étrier de frein, coulissent librement.
- Avant d’aller plus loin, superposez les plaquettes neuves à celles que vous venez de démonter pour vérifier leur exacte réplique.
- Passez la partie métallique de l’étrier, souvent oxydée à la brosse métallique en évitant les surfaces en caoutchouc. Insistez sur les rainures guides de plaquettes, puis nettoyez, avec le liquide spécifique (pas d’alcool, d’acétone ou tout autre produit pouvant détériorer les joints). Séchez au chiffon, le remontage peut commencer.
Montage des plaquettes de frein neuves
Avant d’opérer le remontage, équipez si nécessaire, les plaquettes neuves de leurs ressorts de rappel. La plupart du temps, elles sont livrées avec des ressorts neufs, mais non installés. Attention : ces ressorts ne sont pas réversibles, veiller donc au sens de montage, à repérer sur les plaquettes anciennes, puis procédez au remontage dans le sens inverse du démontage :
- Insérez les plaquettes neuves dans leur rainure, en comprimant à la main le ressort de rappel. La seule difficulté de ce travail consiste à présenter et à faire glisser les plaquettes neuves dans un mouvement parfaitement parallèle aux rainures et perpendiculaire au disque. Insérées de travers, elles peuvent se bloquer de biais dans la rainure et endommager la surface de glissement, ce qui peut nuire à leur bon fonctionnement ultérieur. Ne pas graisser cette portée.
- Plaquez bien les plaquettes contre le disque.
- Basculez l’étrier vers le bas, en compressant la colonnette basse sur laquelle l’étrier butte.
- Placer l’éventuel guide sur la vis de serrage neuve enduite de frein filet bleu, puis serrez modérément (±4/5 mkg, à vérifier sur la notice technique du véhicule).
- Remontez la roue.
- Enlevez la chandelle en soulevant à nouveau au cric.
Réitérez le processus sur l’autre roue du même essieu, vérifiez le niveau de liquide de frein, rebouchez le bocal. Mettez, enfin le moteur en route et appuyez plusieurs fois sur la pédale de frein.
Ultimes précisions
Le processus développé plus haut, peut être sujet à quelques variations (Deux pistons, au lieu d’un, étrier ne basculant pas suffisamment pour dégager l’étrier, donc à démonter entièrement, etc.). Le principe reste cependant toujours le même. Les colonnettes dures ou bloquées doivent être démontées, leurs axes nettoyés et graissés avant remontage. Les soufflets de colonnettes endommagés ou percés doivent impérativement être changés. De façon générale, enfin, les étriers, les pistons et leurs joints ou accessoires doivent présenter un état et un fonctionnement irréprochables. Il en va de la sécurité des occupants du véhicule.