Bilan

Au pas de course

La compétition automobile a toujours servi de laboratoire aux voitures de série. Quels sont les développements technologiques des trois championnats majeurs, F1, endurance et formule E, qui se retrouveront dans nos voitures ? Analyse.
  • FORMULE E

    Bruit

    Alors que le moteur à essence d’une F1 tournant à plus de 15 000 tours/min produit un bruit pouvant aller jusqu’à 140 décibels, soit l’équivalent d’un avion de ligne au décollage, les nuisances sonores d’une formule E ne dépassent jamais les 80 décibels. Une fois transposé à la voiture de M. Tout-le-monde, cet avantage pourrait initialement créer des problèmes de sécurité en ville, les piétons se fiant souvent à leur oreille avant de s’engager sur la chaussée.

    Moteur électrique

    L’une des principales marges d’évolution technologique de la formule E se niche dans le bloc motopropulseur. L’objectif est d’améliorer son efficacité, c’est-à-dire d’amener le maximum de l’énergie stockée de la batterie jusqu’à la roue, en optimisant le rendement et en réduisant les déperditions (frottements, chaleur, etc.). D’une efficacité déjà actuellement proche des 90%, le championnat de formule E vise l’impossible: faire passer les 100% de l’énergie stockée à la route, en travaillant sur le développement de moteurs très compacts et légers. Un atout énorme pour les futurs véhicules de série.

    Crédits: Dr
  • Porsche 919 Hybrid (Endurance)

    Sécurité

    Les voitures d’endurance sont constituées d’une cellule monocoque en carbone protégeant le pilote. Celle-ci est renforcée par endroits par des panneaux réalisés dans un matériau similaire à celui des gilets pare-balles: le zylon. Issu de la recherche militaire, ce matériau composite ultrafin et léger ne contribue pas à la rigidité de la voiture mais évite qu’en cas de choc des éléments mécaniques ou d’équipement routier ne pénètrent dans l’habitacle.

    Impression 3D

    Parmi les constructeurs présents en endurance, Audi, Nissan et bien entendu Porsche utilisent désormais la technologie d’impression 3D. Le gain en efficience est énorme: les ingénieurs peuvent produire des pièces en passant de leurs logiciels CAD directement au produit fini. Des éléments de suspension, carters et d’autres pièces non structurelles sont déjà réalisées de la sorte, mais Porsche travaille activement à la suite: produire des parties du châssis, de la carrosserie et du moteur en impression 3D. Pour l’instant, les coûts de production de pièces ne permettent d’envisager ce système que pour de petites quantités, mais à terme gains de productivité et possibilités de personnalisation des voitures de série forceront les grands constructeurs à s’y intéresser.

    Crédits: Dr
  • F1 – Ferrari SF15-T

    Pneus

    Seul point de contact physique entre le véhicule et le sol, les pneumatiques sont un facteur d’optimisation primordial. Il s’agit de résoudre la quadrature du cercle: plus un pneu est tendre, plus il adhère à la route, mais plus il s’use vite. Cette problématique est commune aux voitures de course et de route.

    Pirelli, équipementier du championnat F1, a développé le concept «supersoft» visant à diffuser la chaleur et l’énergie de manière plus efficiente sur la surface du pneumatique pour en améliorer la durabilité, tout en optimisant la pression sur la zone de contact pour garder de l’adhérence.

    Aérodynamique

    Permettant à la fois de faire baisser la consommation tout en améliorant la tenue de route, l’aérodynamique est un secteur de recherche permanent en F1. L’optimisation des flux a ainsi permis de se passer complètement d’ailerons saillants pour maintenir la voiture au sol à haute vitesse.

    Sur la dernière des Ferrari de route, la 488 GTB, les caractéristiques innovantes de l’aérodynamique de son soubassement permettent à la fois d’augmenter la portance négative tout en réduisant simultanément la traînée. Dans le futur, une meilleure utilisation de l’effet Coanda permettra d’utiliser au mieux les flux d’air chaud s’échappant des échappements pour mieux faire tenir le véhicule au sol.

    Hybride

    Depuis 2009, les F1 sont devenues hybrides, en additionnant à leur moteur à essence la présence d’un moteur électrique. Comme sur les voitures de route du même type, celui-ci tirait sa puissance de la récupération de l’énergie cinétique dissipée lors du freinage (chaleur et frottements). Désormais, une deuxième source de puissance alimente ce moteur: un générateur permet de récupérer une partie de l’énergie fournie par les gaz d’échappement ainsi que par l’inertie du turbo, dont la vitesse de rotation atteint les 100 000 tours/minute.

    Crédits: Ferrari/Ercole Colombo

Equipes et constructeurs se dépassent en recherchant des solutions toujours plus osées. Comme ces nouveautés ne doivent tenir que le temps d’une course, elles peuvent être implémentées beaucoup plus rapidement qu’il ne le serait possible sur une voiture de tourisme. Les objectifs ne sont pas les mêmes : dans un cas, le facteur primordial est la performance avant tout, dans l’autre, les mots clés sont fiabilité et sécurité.

Freins à disque, injection directe, suspensions actives, contrôles de traction… la liste des innovations technologiques développées en course et aujourd’hui disponibles sur la voiture de M. Tout-le-monde est sans fin.

Ironiquement, l’imagination des ingénieurs des écuries de course doit régulièrement être bridée par de nouveaux règlements, faute de quoi les performances des voitures augmenteraient de manière exponentielle et révéleraient ce qui pourrait devenir le point faible du système: le pilote, soit le facteur humain.

Dans les faits, l’apport technologique de la compétition aux grands constructeurs a largement diminué, au point que l’on assiste dernièrement à l’effet inverse: certains systèmes sont adaptés aux voitures de course après avoir été développés pour la route. L’hybride, par exemple, association d’un moteur thermique à un moteur électrique, est apparu en 1997 en série avant d’être adapté en 2009 à la F1.

Toujours est-il que la débauche de moyens financiers et les enjeux en matière de visibilité obligent les constructeurs s’alignant en compétition à se surpasser.

Jorge S.B.

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