Les essieux creusés seraient-il la dernière astuce qui agite la F1 ?

Ces dernières semaines, les projecteurs se sont braqués sur les pressions de pneus, avec un certain nombre d’équipes suspectées d’avoir trouvé des solutions intelligentes - et légales - pour contourner les limites imposées par la FIA.

Les essieux creusés seraient-il la dernière astuce qui agite la F1 ?

Ces solutions permettraient de diminuer les pressions de pneus après qu’elles aient été contrôlées par Pirelli et la FIA sur la grille de départ, améliorant de fait la performance en course. 

La pression et la température sont intrinsèquement liées : plus le pneu travaille fort (comme au départ de la course) et plus la pression augmente. 

Avec des limites fixées bien au-dessus ce que les équipes aimeraient faire, si quelqu’un est capable de les faire chuter ne serait-ce que de 2 psi, cela pourrait lui offrir un avantage de performance. Particulièrement si ceux qui ne parviennent pas à faire de même rencontrent des augmentations de pression dues au cycle de chaleur à travers le pneu. 

L’héritage de Spa

L’année dernière, avant le Grand Prix d’Italie, les pressions données par Pirelli n’étaient que des recommandations. Néanmoins, les problèmes rencontrés par une poignée de pilotes lors du Grand Prix précédent étaient suffisants pour que Pirelli et la FIA commencent à imposer une pression pneumatique au départ.  

Les chauffeurs de freins Mercedes
Les "chauffeurs" de freins Mercedes

Photo de: Giorgio Piola

Mercedes a réagi immédiatement, sachant combien les températures sur la grille sont liées aux mesures des pressions. 

Dans ce premier exemple (ci-dessus), Mercedes a utilisé une enveloppe de tambour pour manipuler la chaleur emmagasinée dans les freins sur la grille de départ, et la faire rayonner dans la jante et dans le pneu une fois celui-ci monté sur la voiture. 

Cela aiderait à faire monter temporairement la chaleur - et par conséquent la pression - quand le pneu est installé. 

Détails de l'arrière de la Mercedes AMG F1 Team W07
Détails de l'arrière de la Mercedes AMG F1 Team W07

Photo de: Giorgio Piola

Pour 2016, ce processus a été affiné avec une couverture plus conséquente, pas seulement à l’arrière mais aussi à l’avant de la voiture. Cela prépare les pneus pour maximiser leur performance au départ de la course, mais également pour toute la durée d’un relais.

La lettre de McLaren

McLaren a fait part de son incertitude quant aux astuces employées par certaines équipes, et a écrit à la FIA pour lui demander une clarification au sujet du principe de double chambre à air. 

La réponse donnée est qu’un tel design est illégal, et la FIA a ainsi mis dans l’illégalité toute équipe qui utiliserait un tel système. Elle a rejeté toutes les interprétations de design émises par McLaren en citant l’article 12.8.3 du Règlement Technique, qui précise : 

"Une roue complète doit contenir un volume de gaz interne fixe. Aucune valve, purge ou membrane perméable n’est autorisée autre que pour gonfler et dégonfler le pneu lorsque la voiture est à l'arrêt."

Tandis que personne n’a suspecté les équipes de tricher, Pirelli et la FIA ont tout de même accéléré leurs investigations pour mieux comprendre ce que font les équipes. Les données de pressions de pneus en direct vont être collectées à Monaco ce week-end, et la FIA considère la possibilité d’introduire son propre système de surveillance des pressions de pneus en direct en 2017.

Des jantes intelligentes

Jusqu’à présent, aucune équipe n’a été identifiée comme utilisant un design tel que celui évoqué par McLaren. 

Cependant, un coup d’œil éclairé au design des jantes a révélé que Ferrari et Mercedes pourraient utiliser une manière intelligente de reproduire les avantages d’une double chambre à air, mais en restant dans le cadre du règlement. 

Les jantes de Mercedes sont fournies par Advanti, tandis que celles de Ferrari le sont par O.Z, l’une étant la filiale de l’autre. Red Bull et Renault sont équipés par O.Z mais n’utilisent pas cette solution. 

Jante, vue 3
Jante, vue 3

Photo de: Matthew Somerfield

L'illustration de la roue de Mercedes (ci-dessus) montre comment l'essieu creusé est conçu pour se recroiser avec la jante de la roue, permettant de créer un volume de gaz interne élargi, mais toujours fixe. 

En mouvement, le volume de gaz interne est amené à changer, ce qui affecte les pressions, les températures, ainsi que la forme du pneu.

Jante, vue 1
Jante, vue 1

Photo de: Matthew Somerfield

Quand le pneu tourne, le mélange air/azote qu’il contient accélère aussi, bien que ce ne soit pas à la même vitesse que l’ensemble roue/pneu en lui-même. 

Mais alors que l’inertie se construit, ce devrait être suffisant pour que le gaz contenu dans la chambre à air du pneu bouge rapidement afin de lui permettre de circuler correctement entre la chambre à air et le creux de l’essieu. 

Cela changerait effectivement le volume de gaz interne et réduirait à son tour la pression de la chambre à air. 

Jante, vue 2
Jante, vue 2

Photo de: Matthew Somerfield

Cela ne s’arrête pas là pour autant, car l'essieu creusé et la roue sont sujets à différentes plages de température. Le système dans son ensemble pourrait donc fonctionner comme une sorte de pompe à chaleur dans des conditions transitoires. 

Cela changerait la forme et la température générale du pneu, en ayant un effet marqué sur la performance tout en réduisant également la dégradation et, peut-être plus important, en permettant des réglages que d’autres équipes ne pourraient pas mettre en œuvre sans cette configuration de roue. 

Réduire la pression du pneu modifie sa forme, offrant une surface de contact plus large qui, utilisée avec le bon set-up, devrait améliorer les performances de la voiture avec ses réglages de suspension ou de rigidité. 

De plus, il peut y avoir des ramifications sur le plan aérodynamique, car la déformation du pneu a un impact sur la manière dont l’air circule dans des zones clés, comme à l’avant du fond plat ou au niveau du diffuseur. 

Stabiliser la déformation du pneu, particulièrement dans des conditions transitoires, offre une plateforme aérodynamique plus constante à partir de laquelle travailler, et donc des appuis aérodynamiques plus constants.

Pas une astuce nouvelle…

La Sauber de Sergio Pérez après son crash
La Sauber de Sergio Pérez après son crash

Photo de: XPB Images

Comme toujours, il est intéressant de réaliser que cette astuce n’est pas nouvelle. O.Z a déjà utilisé un design similaire sur d’autres voitures qui se montraient tendres avec leurs pneus, comme la Sauber C30 en 2011.  

Sebastian Vettel, Ferrari SF15-T rentre aux stands avec une crevaison
Sebastian Vettel, Ferrari SF15-T rentre aux stands avec une crevaison

Photo de: XPB Images

Mercedes et Ferrari utilisent cet essieu creusé depuis un certain temps, comme le montrent l'image d’une crevaison subie par Lewis Hamilton à Spa en 2014 ou encore celle de la défaillance pneumatique de Sebastian Vettel lors du Grand Prix de Belgique 2015, soit avant les pressions imposées par Pirelli à partir de Monza. 

Alors que ce système n’est pas nouveau, il met en lumière à quel point les pressions obligatoires ont un effet pour les équipes. À l’époque où cette solution n’était pas perçue comme une recette magique, Mercedes et Ferrari ont probablement réussi à prendre un coup d’avance.

Est-il trop tard ? 

Tout n’est pas perdu à ce stade. En dépit de l’avantage dont dispose Ferrari, la roue ne fait plus l’objet du même type de processus d’homologation aujourd’hui, ce qui signifie que des rivaux pourraient opter pour prendre le même chemin. 

Néanmoins, ce ne serait pas un protocole rapide, nécessitant du temps de conception, de production et de test pour toute équipe voulant introduire un développement similaire. 

Alors que Pirelli augmente les pressions imposées pour contrer ceux qui sont équipés de tels systèmes, il sera fascinant de voir si d’autres vont copier cette idée.

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