CONCEPTION D’UN CHASSIS DE RACERS

Nous sommes à la sortie de la 2ème guerre mondiale. Quelques passionnés essayent de faire renaitre le sport automobile avec les moyens du bord, en utilisant les éléments mécanique et de suspension des voitures du moment. Mais ce sont surtout les mécaniques de motos qui sont plus facile à utiliser et dont le rendement est supérieur.
Dès 1949, le mouvement 500 sera le détonateur de cette renaissance pour un grand nombre d’amateurs désirant s’éclater sur 4 roues et attirer un public en mal de distraction.

Pour une voiture de course au début des années 50, choisir et gonfler un moteur a toujours été le premier rêve des constructeurs des Racers. Mais il faut aussi mettre quelque chose autour. C’est pourquoi, R. Lacoste en Août 1949, s’était penché sur les grandes lignes de la réalisation des châssis des Racers 500, en donnant quelques ordres de grandeurs aux amateurs constructeurs, valables pour cet élément essentiel qu’est le squelette d’une monoplace de courses. On ne parlait pas encore de châssis tubulaire et encore moins de châssis coque : le bon vieux châssis type « échelle » était toujours d’actualité.

Voici ce qu’il écrivait :

Dans une voiture lourde et lente, le calcul du châssis comporte essentiellement l’examen des efforts du aux charges ; les effets dynamiques de la circulation (choc sur les roues, dénivellations de la suspension…) sont remplacés par une majoration générale, assez sensible, des contraintes statiques.

Pour un Racer, les effets statiques sont très faibles ; relativement, les efforts dynamiques sont très élevés.
Pour le Racer, chaque roue porte à peu près 100 kg, on peut admettre que lors des chocs et des dénivellations, chaque roue pourra reporter sur la suspension un effort supérieur à 250 kg, soit 150 kg de plus qu’à l’arrêt.
On aura une sécurité assez large si on calcule le châssis pour supporter un effort de flexion de 150 kg au mètre par longeron ; c’est le couple exercé par l’effort anormal à la roue, soir 150 kg, au milieu de la voiture où se trouve le centre de gravité : l’effet de flexion du aux masses réparties est négligé car en général celles-ci seront au voisinage des essieux. En raisonnant aussi sommairement on peut admettre que l’effort de torsion sera de l’ordre de 100 m.kg.

Pour absorber semblables efforts, rappelons nous que les corps creux présentent une grande rigidité avec un faible poids : à résistance égale un tube rectangulaire de hauteur double d’un autre a un poids et une déformabilité deux fois plus faibles ; il est donc raisonnable de prendre pour le châssis une hauteur de l’ordre de 10 cm

Sous les efforts prévus, la déformation du châssis en flexion sera pratiquement toujours inférieure au millimètre.

Si on réalise deux longerons rectangulaires, cela donnera en acier mi-doux normal une dimension de 60 x 1,5 mm ou de 45 x 2 pour chaque âme ; si on préfère un tube central, il faudrait un diamètre de 120 mm et une épaisseur de 3 pour avoir la même résistance.
Rappelons pour les amateurs que la résistance d’un tube travaillant à la flexion sous R kg/mm² est à peu près de 0,4 R D²e si D = le diamètre, e = épaisseur.
Si le tube travaille à T kg/mm² à la torsion, il résiste à peu près à 0,8 T D²e.
Un tube carré de hauteur h et de largeur l aurait dans les mêmes conditions une résistance à la flexion de : 0,16 R (h² / 3h l )e et à la torsion de 0,22 T (l2 / 3 hl)e.

REALISATION

Une voiture étant un tout homogène, le cadre qui en est le support, doit être fait « sur mesure » pour soutenir les différents organes.

Il ne peut donc être question ici de donner les plans détaillés d’un cadre correspondant aux désidératas de chacun. Le dessin ci-après n’a donc comme prétention que de donner quelques idées générales applicables à chaque cas particulier et d’éviter les erreurs grossières en donnant des ordres de grandeur.

L’exemple établi à l’aide des remarques précédentes, est formé de deux longerons tubulaires de forme rectangulaire de 100 x 45 en 20 / 10 d’épaisseur. Comme il vous l’a été dit, en augmentant les dimensions du rectangle, on peut diminuer l’épaisseur, mais la soudure devient alors plus délicate : c’est pourquoi nous préférons adopter le 20 / 10.

La tôle employée est de la tôle d’acier mi-doux : un taux de travail de 15 kg peut être pris en toute sécurité. Les tubes en chrome molybdène sont d’un emploi plus délicat et demandent une soudure parfaite.

Chaque longeron est établi en deux parties afin de pouvoir utiliser les cisailles de capacité normale (1,50 m). Notez qu’à chaque brisure vous devez mettre une traverse et qu’il est utile de prévoir des goussets et des tôles inférieures faisant travailler les deux côtés du longeron (voir point d’attache de la traverse A) .
La traverse pourra avoir la forme appropriée au passage de tout organe.

Les traverses tubulaires, comme en B, sont d’une fixation plus facile que les traverses en tôle soudée ; il suffit pour avoir le maximum de garantie de faire traverser le longeron par la traverse et de souder des deux côtés.

Le cadre présenté utilisant deux suspensions de SIMCA 5, les traverses avant varieront suivant le type de moteur utilisé et selon que celui-ci sera placé en porte à faux ou non.
De toute façon, renforcer l’attache sur les longerons par des tôles qui épanouissent les efforts.

Un profil en U ajouré en tôle de 20 / 10 doit donner des résultats suffisant moyennant la soudure d’une plaque renfort sous l’embase du ressort.

Pour la fixation du moteur et du pédalier aucune règle précise ne peut être donnée, il n’y a que des cas particuliers, notons toutefois que des supports sont très facile à souder sur les traverses tubulaires.

La traverse Arrière pourra, suivant les cas, être analogue à la traverse avant ou renforcée et ajourée dans le cas d’une transmission par chaîne ou d’un modèle plus fermé pour la fixation d’un pont suspendu.
Nous vous présentons ici un pont faisant travers arrière et utilisant des pièces SIMCA 5. Il est monté sur la Cooper Sport 2 places.

La tôle de 20 / 10 incurvée à l’intérieur donne une rigidité suffisante.

A propos de rigidité, il faut se souvenir que le poids minimum est obtenu en renforçant localement par une tôle de faible épaisseur plutôt qu’en employant de la tôle très épaisse.

En matière de châssis, toutes les originalités sont permises à la condition cependant que les règles les plus élémentaires de la résistance soient satisfaites et que vous considériez comme sensées les côtes d’assemblages des éléments préfabriqués que vous pourrez trouver dans le commerce.
Par exemple, la géométrie du train avant SIMCA 5 ne peut être correcte que si tous les trous de fixation, bras, bride de ressort, sont rigoureusement situés les uns par rapport aux autres, comme l’a prévu le constructeur et comme nous les avons reproduit.

Le châssis DB n’échappe pas à ces règles et cette base structurelle en forme d’échelle.
Il ne pèse que 25 kg. Il est constitué de deux longerons entretoisés, par deux traverses et un berceau avant supportant le groupe moteur. Le centre de gravité est abaissé au maximum et il est situé à 30 cm du sol.

Les deux longerons du châssis sont en tôle d’acier perforée, pliée et soudée et sont placés de part et d’autres du siège du pilote, sous ses coudes. Ainsi, la largeur de la caisse ne dépasse pas 50 cm.

C’est pourquoi, cette relative facilitée de fabrication permettra à des artisans éclairés d’en faire de nombreuses copies pour étoffer le plateau des MEP-Monomill dont seul celui de Gilbert Pougenq (propriété d’Honoré Durand) reste le seul authentique avec le numéro 520 frappé sur le longeron droit.

Une autre racer 500, celui de Jean Coll, déshabillé de sa carrosserie permet de voir encore ce type de châssis.