L'aérodynamique en F1

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Afin d'augmenter la sécurité les voitures de F1 cette saison ont vu leur aérodynamique revue à la baisse. Les nouvelles règles n'ont toutefois rien modifié à l'importance de l'aérodynamique pour la performance en piste. Au contraire - le défi pour les ingénieurs est encore devenu plus grand – afin de compenser la perte d'appui aérodynamique. L'art des concepteurs de jouer avec le vent. Dans la recherche de la performance, l'aérodynamique joue un rôle encore plus important que les pneus et le moteur. La performance d'une voiture dépend plus que jamais de la qualité de son réglage aérodynamique : il y a 20 possibilités de réglage différents pour l'aileron arrière et une centaine pour celui avant. Si autrefois la puissance du moteur était le facteur crucial, désormais les qualités physiques et aérodynamiques sont plus importantes que le nombre des chevaux du moteur. L'aérodynamique est la clef de la performance dans la mesure où elle est détermine l'adhérence de la voiture, raccourci les distances de freinage et autorise une vitesse de passage en courbe plus élevée. Le Grip, ou adhérence au sol dépend d'après l'estimation des experts à 80% de l'aérodynamique de la voiture et seulement à 20% de ces pneus. La recherche aérodynamique est devenu la clef et les écuries lui consacre de plus en plus de moyens. Le compromis entre performance et une traînée aérodynamique réduite. L'efficacité ne dépend pas que du seul aérodynamisme, elle est souvent liée au meilleur compromis entre adhérence maximale et résistance à l'air la plus faible. Une problématique difficile a résoudre puisqu'il n'existe pas de solution idéale qui fonctionne de manière optimale sur les toutes les pistes, pas même sur tous les secteurs d'une même piste. En grand prix la solution la plus répandue consiste en gros à calquer sa configuration sur de ces concurrents. Le principe de base de la performance et du fonctionnent aérodynamiques d'une voiture est relativement simple. Il est le comparable à celui d'un avion. Les surfaces supérieures d'un avion et de ses ailes ont une forme différente de celle des parties inférieures. Les surfaces supérieures sont faites de courbes alors que celles de dessous sont les plus plates et les plus lisses possible afin de ralentir l'écoulement de l'air au dessus et d'accélérer l'écoulement au dessous. La dépression qui en résulte augmente l'adhérence au sol de la voiture et permet des vitesses de passage en courbes élevées. Une F1 peut ainsi encaisser sans difficultés des forces latérales de l'ordre de 4g en gardant sa trajectoire alors que comparativement, une voiture de série dotée d'un châssis sport commence à perdre de l'adhérence dès 1g. L'ingénierie aérodynamique n'a pas seulement la mission de rendre la voiture plus performante, car elle doit aussi la rendre plus sure. Un bon tiers de l'adhérence globale de la voiture provient de l'aileron arrière qui est également à l'origine de la majeur partie de sa traînée. La recherche du meilleur compromis aérodynamique passe par des essais et une configuration à trouver pour chacun des circuits de la saison. Cela dépend de la piste. Pour généraliser : sur des pistes urbaines ou des circuits avec beaucoup de courbes étroites les éléments aérodynamiques sont braqués au maximum alors que sur des circuits avec de longues lignes droites et des courbes rapides comme le circuit de Monza, les ailerons sont quasi plats afin d'atteindre de permettre les vitesses les plus élevées. 25% de l'adhérence de la voiture dépend de son aileron à la condition de ne pas suivre la voiture qui précède de trop près. L'aileron arrière d'une F1 cause en effet des turbulences appelées "dirty air" qui réduisent d'autant l'appui aérodynamique sur l'aileron avant de la voiture qui suit. Cet appui est alors de l'ordre de 10% contre les 25% normaux et toute sollicitation des freins ou du volant dans cette situation fait instantanément perdre le contrôle de la voiture et c'est la sortie de piste. C'est une des raisons principales, pour lesquelles il est devenu très difficile de double sur de nombreux circuits de F1. L'efficacité aérodynamique d'une voiture dépend également de son diffuseur. Placé sous l'aileron arrière, il se compose de tunnels et de canaux qui conduisent les flux d'air en diagonale vers le haut telle une rampe, afin de créer un effet d'aspiration le plus important possible. Pour les fans de F1 les moins jeunes l'époque des jupes latérales sous les pontons des voitures procédait du même principe. On parle pour 2007 d'un retour d'un système apparenté à ces jupes afin de compenser la pertes prévue de 50% des appuis aérodynamique. Jusqu'à 40% de l'adhérence est due à par l'accélération de l'air sous la voiture et certaines voitures de série procèdent de ce principe. Les appendices aérodynamiques veillent à l'efficacité aérodynamique en réduisant la résistance à l'air et en canalisent les flux d'air perturbés. Une différence notable sépare l'aérodynamique d'une F1 et d'une voiture de série : tandis qu'en F1 le but et de maximiser l'appui sur le voiture afin de garantir une meilleure adhérence, l'aérodynamique des voitures de série a pour but d'améliore le Cx (coefficient de pénétration dans l'air) et d'augmenter la vitesse. De l'importance pour une équipe de F1 de passer de longues heures en soufflerie. Plus le dessous de la voiture est lisse, plus l'écoulement de plus l'air sous la voiture est amélioré et plus la voiture sera performante. Fort de ce principe le moindre appendice aérodynamique peut efficacement contribuer à l'amélioration de la performance générale de la voiture et optimiser sa stabilité à grande vitesse. Une petite ailette judicieusement placée entre la roue avant et la voiture peut-elle améliorer la vitesse et fournir quelques chevaux supplémentaires. L'aérodynamique est une des étapes les importantes de la conception d'une F1. Seules les équipes qui disposent de leur propre soufflerie moderne peuvent développer et améliorer sans cesse leur package aérodynamique. Mais un tel investissement de l'ordre de 45 millions n'est pas à la portée des plus modestes écuries. Grâce à ces installations, les ingénieurs peuvent continuellement valider de nouvelles pièces aérodynamiques conçues par ordinateur, vérifier l'impact d'une modification sur la sensibilité de la voiture, et tester les configurations en conditions réelles en simulant des effets de tangage ou de vents latéraux. Le travail en soufflerie est devenu capital et les équipes de F1 s'arrachent les meilleurs ingénieurs. Quelques chiffres pour finir : les équipes techniques passent jusqu'à 13.000 heures par an dans les souffleries. Caractéristiques d'une soufflerie moderne : Le moteur d'une soufflerie comme celle de WilliamsF1 à fait construire au siège de l'entreprise à Grove (Frank Williams a vendu sont jet privé l'année dernière pour finir de payer l'investissement), dispose d'un ventilateur dont le moteur atteint une puissance de 4000 cv pour un poids de 60 tonnes. Pour information une telle installation permettraient de simuler des ouragans.
sourceformule1passion
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Un mythe, Une passion, une légende
Ferrarisimo nel sangue e nel cuore da allora sempre
Je n'ai jamais été un grand constucteur.
Je n'ai jamais rêvé de le devenir.
Je reste un artisan provincial."