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Technique - Le premier châssis F1 en fibre de carbone

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Technique - Le premier châssis F1 en fibre de carbone
Par : René Fagnan
31 déc. 2016 à 15:00

Remontons dans le temps, en 1981, quand McLaren a présenté sa MP4, la toute première monoplace de F1 constituée d’un châssis en fibre de carbone.

McLaren MP4/1 Ford Cosworth
G à D : John Barnard et Ron Dennis McLaren International, Teddy Mayer derrière Tyler Alexander et Creighton Brown avec la maquette de la McLaren MP4/1
Andrea de Cesaris, McLaren MP4/1-Ford Cosworth
John Watson, McLaren MP4/1-Cosworth avec Ron Dennis dans la ligne des stands
John Watson, McLaren Ford, en compagnie du directeur de McLaren, Ron Dennis et le designer John Barnard
John Barnard, designer, se tient auprès d'une McLaren MP4/1B Ford
John Watson, McLaren MP4/1 Ford Cosworth

Jusqu’à ce moment historique, tous les châssis de type monocoque étaient fabriqués d’une cinquantaine de panneaux d’aluminium et parfois de magnésium, rivetés et occasionnellement collés. Afin d’éviter l’embonpoint, les feuilles métalliques étaient relativement minces. Les ingénieurs, évidemment dépourvus du moindre ordinateur, devaient effectuer les calculs de résistance à la main, en jonglant avec le poids, la rigidité et la protection du pilote.

L’aluminium fut mis à la retraite avec l’arrivée de Ron Dennis à la tête de l'écurie de Formule 1 McLaren. Dennis voulait faire de McLaren un pionnier de la haute technologie en F1. Il désirait que ce soit, plus qu’une écurie de F1, un véritable chef de file des technologies futuristes.

Un nouveau matériau, réservé à l’armement

Dennis est arrivé à la tête de McLaren en compagnie d’un ingénieur britannique extrêmement talentueux, mais au caractère pénible : John Barnard. Ce dernier venait de travailler aux États-Unis sur les voitures IndyCar des écuries Parnelli et Chaparral. Il avait entendu parler de la fibre de carbone ; un matériau composite extrêmement résistant tout en étant ultra-léger. En revanche, son utilisation était alors réservée à des applications militaires et aérospatiales. Peu d’entreprises possédaient des connaissances de ce matériau essentiellement composé de filaments de carbone collés et cuits dans une résine.

Un contact suggéra à Barnard de s’adresser à la division aérospatiale de Hercules Inc, à Salt Lake City, dans l'Utah. Cette entreprise fabriquait, entre autres, des pales d’hélicoptère, des tuyères de missile et même les caissons des fusées d’appoint de la navette spatiale en matériaux composites.

D’abord appelée "composite graphite" par Hercules, la fibre de carbone permettait surtout à Barnard de fabriquer un châssis étroit afin d’y greffer les pontons les plus larges possibles dans le but de profiter d’un appui maximal pour une traînée minimale. De plus, le gain de poids et de rigidité était, selon les calculs de Barnard, spectaculaires.

La force de la fibre de carbone provient du fait que les charges et les contraintes sont distribuées le long de l’axe des filaments, un peu comme dans du bois.

Direction Salt Lake City

Barnard s’envola donc pour Salt Lake City avec la maquette à l’échelle 1/4 de sa future voiture. Les premières discussions furent encourageantes, mais les ingénieurs de Hercules avouèrent manquer d’expertise pour fabriquer des pièces incurvées comme Barnard le souhaitait.

La première monocoque, celle de la MP4 (parfois identifiée, par erreur, à l'appellation MP4/1), fut donc construite à partie de cinq pièces aux faces relativement plates. Ces morceaux furent collées ensemble avec de la résine et le châssis fut cuit dans un autoclave. Le châssis ne comportait qu’une seule pièce en aluminium : le couple interne où était fixée la suspension avant. Ce premier châssis, fait à la main, possédait, paraît-il, quelques rides et plis, mais Barnard fut satisfait du résultat, d’autant qu'il s’avéra être plus robuste que prévu.

Un gros crash, grandeur nature

La voiture terminée fut présentée aux journalistes par une journée pluvieuse sur le circuit de Silverstone. Puis, elle fut ensuite montée dans le paddock du Grand Prix de Long Beach, en ouverture de la saison. Elle disputa sa première course en Argentine, pilotée par John Watson. Ce dernier lui procura sa première victoire le 18 juillet 1981 au Grand Prix de Grande-Bretagne, à Silverstone. Toutefois, cette fibre, plus fine que des cheveux humains, avait ses détracteurs, qui craignaient que le châssis ne se désintègre en poussière de carbone lors du premier gros accident.

Son premier véritable crash-test eut lieu durant le Grand Prix d’Italie, à Monza, quand Watson sortit violemment de piste à la sortie du second virage de Lesmo. La McLaren percuta durement les rails à reculons, avec une telle violence que le moteur et la transmission furent arrachés du châssis. Watson s’extirpa seul de l’épave, secoué, mais indemne. Cet événement sonna la fin des châssis en aluminium, tous remplacés, en quelques années, par la fibre de carbone, légère, robuste et sûre.

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Séries Formule 1
Pilotes John Watson
Équipes McLaren
Auteur René Fagnan
Type d'article Nostalgie