Les analyses techniques F1 de Giorgio Piola

Les restrictions techniques imposées à Ferrari depuis Bakou

La Ferrari SF70H a été l’égale de la Mercedes W08 lors de la première partie de saison. Mais depuis Bakou, elle a dû abandonner plusieurs solutions techniques très intéressantes.

Ce retour au premier-plan de Ferrari ne doit rien au hasard. Il est le fruit d’un travail méticuleux et acharné pour produire une monoplace vraiment performante, la SF70H.

Cette voiture a été dotée de plusieurs innovations très intéressantes comme, par exemple, des pontons aux formes révolutionnaires et un nouvel arrangement du longeron de protection latéral, un retour à un S-duct allongé et aux formes plus complexes (semblable à celui de 2008) et un fond plat à partie flottante qui a bien intrigué les écuries rivales en début de saison.

Au cours des années précdentes, plusieurs experts qualifiaient la démarche technique de Ferrari de "trop conservatrice", comme si ses ingénieurs étaient incapables d’innover et inaptes à exploiter les zones grises du Règlement Technique.

Cette SF70H a été scrutée par toutes les autres équipes, et surtout par la FIA. On a donc remarqué que certaines solutions très ingénieuses avaient été discrètement retirées depuis le Grand Prix de Bakou. Ce petit recul, ajouté au développement accéléré de la Mercedes W08, a remis les deux monoplaces à égalité, et il sera fascinant de constater les améliorations techniques apportées sur les deux bolides lors du retour de la pause estivale.

Essieu soufflé

Ferrari utilise un essieu soufflé depuis 2015 (ci-dessus). Ce jet d’air et la forme des volets de l’aileron avant servent à calmer et à mieux diriger les flux d’air autour des pneus avant. L’air qui s’engouffre dans l’écope de frein avant est rejeté par l’essieu creux, où une buse statique en fibre de carbone sert à former et à diriger le jet d’air.

Flasques aéro de la Ferrari F2007
Flasques aéro de la Ferrari F2007

Photo de: Giorgio Piola

Les fameuses flasques de roues vues par le passé avaient à peu près le même objectif que les essieux souffles, soit de déplacer le sillage généré par les roues avant afin d’améliorer le rendement aérodynamique du fond plat de la voiture. L’interdiction de ces flasques en 2010 a incité plusieurs équipes, notamment Red Bull Racing, à effectuer des études poussées sur de nouvelles solutions.

Détails de l'issieu soufflant de la Red Bull RB8
Détails de l'essieu soufflé de la Red Bull RB8

Photo de: Giorgio Piola

Une de ces solutions techniques a été vue sur les Red Bull RB8. Il s’agissait d’orifices logés dans l’essieu et qui permettaient à l’air canalisé dans les écopes de freins d’être évacué par une autre série d’orifices percés dans la roue.

Le tout avait été conçu pour que l’air évacué en rotation reforme et canalise les perturbations générées par le sillage des pneus avant, améliorant ainsi le rendement du fond plat. La RB8 a roulé avec ce dispositif du premier Grand Prix en Australie jusqu’au Canada. Puis, les écuries rivales ont exigé des clarifications auprès de la FIA. Une fois son fonctionnement décortiqué et compris, la FIA a décrété que l’essieu était en fait un "dispositif aérodynamique mobile", ce qui a obligé Red Bull Racing a installer un essieu standard pour la seconde moitié de la saison.

Mécanisme d'ajustement des freins arrière de la McLaren MP4-27
Mécanisme d'ajustement des freins arrière de la McLaren MP4-27

Photo de: Giorgio Piola

Simultanément, McLaren avait développé une solution très ingénieuse sur sa MP4-27, qui permettait aux membres de l’équipe de procéder à un ajustement des freins arrière lors d’un arrêt au stand. Cette solution serait encore légale aujourd’hui.

L’astuce de ce dispositif résidait dans l’ouverture et la fermeture d’une petite trappe dans le tambour de frein, effectuées par l’intermédiaire d’un simple boulon fixé sur le capot moteur. Cette trappe permettrait d’évacuer une plus grande quantité d’air chaud des freins lors du run suivant en piste. Bien qu’il s’agisse d’une solution ingénieuse et légale, elle n’a pas été reprise depuis, surtout car elle ajoutait du poids supplémentaire à la voiture et était, somme toute, rarement utilisée.

Essieux soufflants de la Williams FW35 et de la Red Bull RB8
Essieux soufflés de la Williams FW35 et de la Red Bull RB8

Photo de: Giorgio Piola

Ironiquement, c’est l’écurie Williams qui a développé le premier essieu soufflé sur sa FW35 en 2013. Puis, plusieurs écuries ont développé leur propre version de cette solution, surtout quand l’empennage de l’aileron avant fut réduit à 1650 mm en 2014.

 

La vidéo ci-dessus montre les grandes évolutions de l’essieu soufflé.

L'essieu soufflé de la Haas VF-16, qui était fermé à Bakou
L'essieu soufflé de la Haas VF-16, qui était fermé à Bakou

Photo de: Giorgio Piola

On sait très bien que les équipes retirent les essieux soufflés sur les circuits très rapides comme Bakou et Monza. D’autres, comme Haas, ne font que placer un bouchon à l’extrémité de l’essieu. Bien qu’un essieu soufflé améliore l’appui dans les virages, il génère quand même passablement de la traînée sur les longues lignes droites.

Essieu soufflant de la Ferrari SF70H
Essieu soufflé de la Ferrari SF70H

Photo de: Giorgio Piola

La Scuderia Ferrari utilise un essieu soufflé depuis 2015. Elle a toutefois innové cette saison. Afin de rendre la SF70H encore plus efficace, l’essieu pouvait être bloqué à certains moments, lorsque son fonctionnement n’était pas requis. Ainsi, l’essieu soufflait de l’air dans les virages afin d’accroître l’appui, et se refermait dans les lignes droites.

F-duct de la McLaren MP4-25
F-duct de la McLaren MP4-25

Photo de: Giorgio Piola

On comprend que l’ouverture et la fermeture de l’essieu repose sur un clapet fluidique, un peu comme celui qui contrôlait le fonctionnement de l’ancien F-duct de la Ferrari. Si le F-duct était activé par la main du pilote qui bloquait un orifice dans le cockpit, le dispositif de l’essieu soufflé ne nécessite pas l’intervention du pilote. On comprend qu’il est relié à la colonne de direction. Si les roues avant sont droites, le clapet se ferme, et dès que les roues sont braquées, il s’ouvre. Mais depuis Bakou, ce phénomène d’ouverture et de fermeture du clapet n’est plus utilisé. Comme ce fut le cas avec l’essieu de la Red Bull, la FIA a décrété qu’il s’agissait d’un dispositif aérodynamique mobile

Un fond plat controversé

Échancrure du plancher de la Ferrari SF70H
Échancrure du fond plat de la Ferrari SF70H

Photo de: Giorgio Piola

Jusqu’au Grand Prix de Bakou, le rebord du fond plat de la Ferrari SF70H était muni d’une sorte de large échancrure qui ressemblait à une faux. Cette particularité a immédiatement piqué la curiosité des autres écuries et de la FIA, d’autant qu’elle flottait énormément lorsqu'elle était chargée aérodynamiquement, ce qui est justement interdit par le règlement.

Une pièce qui bouge nuit habituellement à la performance d’une F1. Toutefois, certains experts se sont demandés si des avancées effectuées en CFD et en caractéristiques de la fibre de carbone n’ont pas mené Ferrari à intentionnellement créer cet effet de flottement afin d’augmenter l’appui et de diminuer de la traînée dans certaines conditions bien précises.

La FIA a donc demandé à l’écurie italienne de renforcer cette pièce et de restreindre son mouvement de flottement. On a vu apparaître un renfort métallique dans ce but précis (voir l’inséré ci-dessus). Contrairement aux ailerons, cette partie de la monoplace n’est pas soumise aux tests de flexibilité obligatoires de la FIA. Ferrari ayant été incapable de faire taire les écuries rivales, la FIA est donc intervenue et a interdit ce dispositif qu’elle juge mobile.

Comme on peut le constater sur l’image principale, Ferrari a refermé la partie auparavant ouverte et a ajouté un support métallique lors du Grand Prix d’Autriche afin d’éviter tout mouvement de cette pièce en forme de faux. Cette modification est peut-être la conséquence d’avoir dû abandonner l’essieu soufflé à clapet ou bien d’un ordre venu de la FIA. On peut croire que l’essieu à clapet et l’échancrure du rebord du fond plat devaient fonctionner ensemble, et que l’un sans l’autre ne procure pas les résultats espérés.

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