La saga de l’aileron Mercedes expliquée

Mercedes a remporté la victoire lors des trois premiers Grands Prix de la saison tandis que les autres écuries de Formule 1 commencent à cerner le fonctionnement de leurs nouvelles voitures. Cela dit, peu d’équipes apporteront des modifications majeures à leurs bolides avant le premier Grand Prix européen qui aura lieu en Espagne à Barcelone.

Mercedes a donc créé la polémique dans le paddock du circuit de Shanghai avec des W10 munies d’un aileron avant rapidement qualifié de non conforme par certains. Très vite, Nikolas Tombazis, le directeur technique en chef de la FIA, a examiné l’aileron et a demandé à Mercedes d’y apporter certains changements avant la tenue des premiers essais libres du vendredi. 

L’objet du délit était la forme de la dérive de l’aileron. Auparavant, la partie supérieure arrière de la dérive comportait une petite échancrure destinée à aider l’air à tourbillonner et à s’éloigner des pneus avant. En Chine, la dérive avait été raccourcie afin que son bord de fuite soit courbé. Ceci s'ajoute à la forme générale de l'aileron qui se rapproche de celui utilisé par Ferrari depuis le début de la saison.

Cette configuration laissait une bonne partie de l’aileron exposée aux flux d’air, ce qui fortifiait les filets d’air provenant de l’avant de la voiture. Cette illustration de Giorgio Piola montre les différences entre les deux designs (l'ancienne version est illustrée en inséré du bas).

Comparaison des côtés de l'aileron avant de la Mercedes W10

Le rebord inférieur a été raccourci, s’ouvrant plus tôt afin de permettre aux flux d’air tourbillonnants créés sous l’aileron d’être déviés des pneus. L’expert technique de la FIA jugeait aussi que si l’aileron était endommagé, la forme de la dérive pouvait causer des crevaisons.

L’aileron de Mercedes respectait la formulation du Règlement Technique et était donc conforme. Toutefois, comme c’est souvent le cas, la controverse est venue d’une certaine disparité dans les articles de la réglementation. 

On sait que le Règlement Technique 2019 s’appuie sur une étude de la FOM visant à faciliter les dépassements en permettant aux voitures de se suivre de près sans être trop affectées par les turbulences. Il impose donc pour cette année des ailerons avant très simplifiés pour, entre autres, restreindre l’effet de dispersion d’air loin des pneus avant. Ainsi, les dérives latérales doivent être comprises dans un espace précis, définis par la "surface d’une dérive virtuelle".

Chaque volet de l’aileron doit se terminer par la surface d’une dérive virtuelle, ce qui empêche les écuries de prolonger certaines parties de la carrosserie à l’extérieur de la dérive. Par contre, un autre article précise que la dérive physique doit être complètement incluse dans au moins 95% de la surface de la dérive virtuelle. Ce point permet de découper de petites échancrures.

Par contre, les volets exposés de l’aileron ne sont pas soumis à cette règle. Tant que les volets exposés se terminent à la surface virtuelle, cela ne les oblige pas nécessairement à être reliés à la surface physique, surtout si la découpe se trouve dans le coin supérieur, là où l'aileron rencontre la dérive.

Les écuries Red Bull Racing et Williams ont déjà profité de cette zone grise en découpant une petite échancrure carrée au coin du bord de fuite afin d’exposer les volets de l’aileron. Ceci permet de récupérer un peu de l’effet de dispersion d’air loin des pneus avant.

Ces deux écuries ont toutefois dû apporter des changements à leurs ailerons avant le Grand Prix de Chine afin de se conformer à une directive technique émise par la FIA. Mercedes a aussi tenté de profiter de cette zone grise en Chine, mais la FIA a exigé un changement avant que ne commencent les essais libres.

Aileron avant de la Mercedes W10

Comme on peut le constater sur ce dessin de Giorgio Piola, les techniciens de Mercedes ont donc légèrement raboté le coin extérieur du volet supérieur et ont ajouté une pièce triangulaire afin de refermer l’ouverture.

Ce tout petit changement a toutefois perturbé l’aérodynamique des Mercedes W10. L’appui général de l’aileron avant fut réduit, car le volet supérieur ne pouvait générer autant de pression qu’avant et l’effet de dispersion d’air était diminué.

Mercedes n’a pas procédé à des changements aux dérives, car elles respectaient l’épaisseur et le rayon de courbure imposés afin de limiter les risques de crevaisons.

Les W10 de Lewis Hamilton et Valtteri Bottas ont réalisé un doublé facile, prouvant que les modifications avaient été payantes.

Les faiblesses de Ferrari exposées au grand jour

L'arrière de la Ferrari SF90

Les longues fentes longitudinales, situées à l’arrière du fond plat de la Ferrari SF90, s’étirent plus à l’intérieur que sur les autres voitures, ce qui envoie plus d’air entre le pneu et la base du diffuseur afin de limiter les effets des giclées des pneus.  

Une giclée survient quand la poche d’air qui se crée devant un pneu en rotation éclate soudainement et fait gicler l’air à l’intérieur du diffuseur, ce qui perturbe son fonctionnement et réduit l’appui sur le train arrière de la voiture.

La Scuderia doit accroître l’appui à l’arrière de ses SF90, et le circuit de Shanghai a exposé la grande faiblesse des voitures rouges. Si le moteur Ferrari est très puissant et permet une très bonne vitesse de pointe, l’aérodynamique est déficiente et les SF90 sont nettement plus lentes que les Mercedes W10 dans les virages.

L’angle d’attaque de l’aileron arrière des Ferrari a été relevé pour la course, mais cela n’a pas suffi et les deux Mercedes ont pu prendre la poudre d'escampette avec un doublé à la clé.

Le nouveau T-wing de l’Alfa Romeo

Arrière de l'Alfa Romeo C38

Durant les essais du Grand Prix de Chine, Alfa Romeo a ajouté un T-wing à l’arrière de ses monoplaces. Ce T-wing était incliné vers bas afin de tenter de faire fléchir les vortex de bouts d'aileron.

Avec sa forme de cintre à double ailette, ce T-wing est assez similaire à celui employé par Ferrari. Ce design élimine plus ou moins les vortex de bouts d’aileron qui génèrent de la traînée. Le T-wing crée un peu plus d’appui, mais ne produit pas ces vortex qui génèrent une succion additionnelle sous l’aileron arrière. De toute évidence, il s’agit d'un compromis que l'équipe jugeait utile d'avoir, trouvant le niveau constant d'appui aérodynamique produit par les ailettes très précieux pour les longs virages du circuit de Shanghai.