La F1 peut-elle se passer des souffleries ?

En se fixant l'objectif de la neutralité carbone d'ici 2030, la Formule 1 commence à prendre ses distances avec les souffleries. Mais les équipes sont-elles capables de concevoir et développer des monoplaces en étant uniquement assistées de la CFD ?

La F1 peut-elle se passer des souffleries ?

À la fin de l'année dernière, lors d'une réunion de la Commission F1, les équipes ont été sondées sur le futur du Championnat du monde. Lorsque le sujet des souffleries a été abordé, huit structures ont souhaité l'arrêt de leur utilisation d'ici la saison 2030. Certes, ce vote n'avait rien d'officiel et était uniquement à titre indicatif. Cependant, tout changement dans les règles, qu'importe la date d'application, devra être officialisé le plus tôt possible afin que chacun puisse se préparer. Il est donc certain que le débat autour des souffleries ne fera que s'accentuer au cours de ces prochains mois.

À vrai dire, toutes les parties – défenseurs et opposants des souffleries – ont encore en mémoire l'échec cuisant de Virgin Racing qui, en 2010, s'était lancé le défi de concevoir une monoplace uniquement à l'aide de superordinateurs, via la dynamique des fluides (CFD). Mais au cours des dix dernières saisons, les technologies ont évolué. Et dans d'autres catégories, plusieurs voitures ont été brillamment conçues par CFD.

En qualité d'organisation, la Formule 1 est favorable à l'abandon des souffleries puisqu'elle s'est appuyée en grande partie sur la CFD pour aider la FIA à définir le Règlement Technique qui entrera en vigueur en 2022. Néanmoins, contrairement aux équipes, elle n'a pas été freinée par les restrictions sur l'utilisation de la CFD imposées par cette même FIA.

Deux raisons justifient l'abandon des souffleries, elles sont écologiques et économiques. L'impact environnemental, lié à l'énergie requise pour garantir leur fonctionnement, est colossal. L'interdiction des souffleries s'aligne donc sur l'objectif de neutralité carbone fixé par la F1 pour la saison 2030. Et bien que les superordinateurs consomment aussi beaucoup d'énergie en nécessitant un refroidissement constant, l'impact écologique est moins important.

Selon quelques estimations, une soufflerie est responsable d'une facture d'électricité s'élevant à plus d'un million d'euros par an. Pour l'heure, ce coût énorme n'est pas un problème pour les écuries. En revanche, il le deviendra rapidement lorsque le plafond des dépenses continuera de descendre pour atteindre 135 millions de dollars en 2023. Les équipes chercheront tous les moyens pour réduire leurs dépenses sans nuire à leur quête de la performance. Si l'on retire la soufflerie de l'équation, elles pourront réaliser des économies non négligeables.

N'oublions pas d'inclure le département de modélisme, qui implique des salaires, des matériaux et des machines. Les équipes se gardent bien de donner le chiffre exact de l'exploitation annuelle d'une soufflerie mais les estimations commencent à près de six millions d'euros. Certaines structures ne disposent pas de leur propre soufflerie et doivent ainsi payer environ 30 000 € par jour, ce qui ne comprend pas le coût des modèles réduits.

Pendant de nombreuses années, les équipes ont été libres de répartir librement leurs ressources sur la recherche et le développement. Mais, dans l'espoir d'aider les équipes moins compétitives à redresser la barre plus rapidement, la FIA a imposé cette saison une limite très précise sur le temps d'utilisation de la soufflerie et de la CFD à l'aide d'une échelle inversée basée sur les positions au classement général de l'année précédente.

Les restrictions de la FIA pourraient facilement être ajustées dans les années à venir afin d'encourager les équipes à favoriser la CFD, les outils virtuels devenant de plus en plus performants. Mais la FIA pourrait-elle obliger les équipes à ne se servir que d'ordinateurs ?

Pour répondre à cette question, il faut prendre en considération la loi de Moore sur le doublement de la puissance de calcul tous les dix-huit mois. Les coûts seront réduits en conséquence, puisque les calculs nécessaires deviendront moins chers. À l'opposé, le prix de la construction d'une nouvelle soufflerie à la pointe de la technologie ne fera qu'augmenter.

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Qu'en disent les équipes ?

Les écuries se méfient de l'engagement fait par la F1 à abandonner les souffleries, néanmoins les quelques années précédant l'application leur donnent une certaine marge de manœuvre. "Je pense que toutes les équipes sont ouvertes à la discussion", explique Mattia Binotto, directeur de la Scuderia Ferrari. "Éventuellement, elles sont prêtes à accepter [la fin des souffleries], parce que c'est sur le long terme. Sommes-nous prêts à interdire les souffleries aujourd'hui ? Pas du tout. Je pense que les simulations sur la conception et les tests ont toujours été très importantes, quel que soit le domaine : aérodynamique, groupes propulseurs, etc."

"Concernant la réduction des coûts, je pense que nous réduisons déjà aujourd'hui le nombre d'heures passées en soufflerie, ce qui est un pas dans la bonne direction. Si nous l'interdisions complètement aujourd'hui, les essais se feraient sur la piste plutôt qu'en soufflerie, et cela serait encore plus cher. Donc je ne pense pas que ce soit le bon moment pour prendre une décision."

"Le risque est de perdre la corrélation avec la piste", avance Marcin Budkowski, directeur exécutif d'Alpine. "Et la soufflerie joue un rôle important. La F1 aime les défis. Si vous nous dites que dans dix ans, nous nous serons éloignés de quelque chose d'essentiel pour le développement parce que nous aurons accéléré la partie simulation, je pense que ce sera réalisable."

Red Bull Racing est l'un des grands partisans du passage à la CFD. L'équipe est réputée pour son excellence aérodynamique, avec Adrian Newey dans le rôle de chef d'orchestre. L'ingénieur soutient pleinement une éventuelle interdiction, précisant que "les souffleries ont été fantastiques", cependant "leur heure est venue".

"Une soufflerie n'est pas particulièrement efficiente, elle n'est pas très respectueuse de l'environnement", commente Christian Horner, le directeur d'équipe. "La CFD évolue très rapidement. Par exemple, [l'Aston Martin] Valkyrie n'est jamais entrée dans une soufflerie pendant toute sa phase de développement. Je pense que si l'on se projette dans dix ans, on sera assez loin dans le temps pour constater que ces dinosaures consommant beaucoup d'électricité et d'énergie appartiennent au passé. La F1 devrait être à la pointe de la technologie."

Horner souligne également que la catégorie reine attire de plus en plus de sponsors issus de la haute technologie, des partenaires qui pourraient aider à fournir les puissances de calcul nécessaires. "Nous voyons de plus en plus d'investissements de la part du secteur technologique, alors pourquoi la F1 ne serait pas la vitrine de cette technologie ? Je pense qu'avec une date fixée dans dix ans, il y aura un légère pente qui permettra aux équipes d'en prendre conscience et d'ajuster leurs investissements en conséquence."

Et c'est un point essentiel. Certaines équipes disposent d'une soufflerie relativement neuve ou rénovée et qui ne nécessitera pas beaucoup d'investissements dans les années à venir. Cependant, d'autres, comme Aston Martin et McLaren, ont prévu de construire de nouvelles installations qui auront une durée de vie relativement courte.

Malgré la possibilité que sa nouvelle soufflerie devienne obsolète dans moins d'une décennie, Aston Martin ne compte pas revoir ses plans pour autant. "Je pense que l'aérodynamique permet toujours de faire la plus grande différence dans notre sport. Avoir [sa propre soufflerie] est un avantage, ne pas en avoir peut être un désavantage", déclare Otmar Szafnauer, le directeur.

"Donc, pour le moment, nous envisageons sérieusement la construction d'une soufflerie, et nous allons probablement lancer les travaux bientôt. Concernant 2030, si cela est acté dans quelques années, je pense que nous aurons assez de temps pour profiter d'une nouvelle soufflerie. Imaginons qu'elle soit opérationnelle au milieu de l'année 2023, nous aurons encore six ans et demi pour l'utiliser. Cela en vaut la peine."

Il est donc possible que McLaren et Aston Martin soient en position de force d'ici 2027, car leurs rivaux auront déjà cessé d'investir dans une technologie de pointe mais prête à disparaître. Le second s'interroge également sur les répercussions financières d'une telle décision, sous-entendant que de l'argent sera inutilement gaspillé lorsque des pièces conçues à l'aide de la CFD n'apporteront pas satisfaction sur la piste.

"Aujourd'hui, la CFD ne peut pas remplacer la soufflerie", lance Szafnauer. "La CFD est excellente si vous avez des problèmes aérodynamiques très simples à résoudre. Mais une voiture de F1 a tellement de subtilités, ce n'est pas suffisant de se contenter de la CFD seule. Faire fonctionner une soufflerie ne vous coûte pas grand-chose. C'est de l'électricité et de la maintenance. Ce qui coûte cher, c'est la fabrication des pièces pour la maquette. Donc, si l'on se débarrasse des essais en soufflerie, on économisera certainement de l'argent."

"Mais il y aura toujours des conséquences inattendues, comme ne pas obtenir ce que vous souhaitiez lorsque la voiture roulera pour la première fois et mettre toutes les pièces à la poubelle. [Avec la CFD seule], ce que vous faisiez en soufflerie auparavant, vous le ferez dorénavant sur le circuit. Ce seront des pièces à l'échelle 1 et elles seront plus chères. Donc il n'y aura pas totalement une économie sur ce que l'on dépense aujourd'hui en soufflerie."

Certains ont aussi évoqué la sécurité. Car sans l'étape de la maquette, de potentiels graves problèmes seront détectés uniquement au moment de prendre la piste. "Je pense qu'il y avait un large consensus sur le fait qu'il n'y aura plus [de soufflerie] à long terme", a noté Toto Wolff, directeur de l'écurie Mercedes, à la suite du vote de l'année dernière. "Mais c'est un changement réglementaire massif qui implique également certains aspects liés à la sécurité. Nous ne devons pas oublier que ces voitures sont les plus rapides de la planète, avec les plus grandes charges aérodynamiques, et nous ne voulons pas que les pilotes fassent des expérimentations au volant de voitures CFD."

Parmi les possibilités au-delà de la saison 2030, les souffleries pourraient être partiellement exploitées pour des raisons de sécurité, en utilisant des voitures à l'échelle 1. La soufflerie de Sauber, à Hinwil, est capable d'effectuer de tels tests. Une autre alternative serait de réintroduire les essais aérodynamiques en ligne droite avec de vraies monoplaces, ce qui a été abandonné il y a quelques années.

Avec ou sans soufflerie, la recherche aérodynamique reste un domaine essentiel, où les plus intelligents et les meilleures idées finissent toujours par triompher. Tout simplement, seuls les outils utilisés changeront.

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