Technique - Les tendances de la F1 en 2016
Les quatre premiers jours d’essais de pré-saison ont été fort chargés, et nous avons vu la majorité des monoplaces 2016. Seule la Sauber reste un mystère. Giorgio Piola et Matt Somerfield analysent les premières tendances.
Giorgio Piola
Les analyses techniques F1 de Giorgio Piola
Éminent expert technique de Formule 1, Giorgio Piola suit les Grands Prix depuis les années 1960. Sur Motorsport.com, ses analyses et illustrations se penchent sur toutes les nouveautés aperçues en F1 au fil des Grands Prix.
La stabilité de la réglementation mène inévitablement à une convergence de plusieurs concepts-clés pour fixer les domaines de la voiture au sein de la philosophie globale d’une équipe.
Quelques particularités de design semblent se retrouver sur plusieurs voitures alors que tout le monde cherche à atteindre un niveau de performance plus élevé avant de l’affiner. Bien sûr, ces designs sont interprétés différemment par chaque équipe, cherchant à améliorer ce qui a été fait par le passé.
Essieu soufflé
Quand la FIA a réduit la largeur de l’aileron avant de 1800mm à 1650mm en 2014, cela a été fait en connaissance de cause : cela allait avoir un impact sur le flux d’air autour de la voiture. Bien que cela n’influence pas énormément la quantité d’appui générée par l’aileron lui-même, l’impact sera non-négligeable sur la traînée produite par le pneu avant.
Pour marginaliser ce problème, chaque équipe utilise différentes méthodes (voir la Williams FW35 ci-dessus, par exemple). Le design de la roue et la façon dont le flux d’air est éjecté par le conduit de frein sont cruciaux dans la façon dont l’air circule autour de la roue et du pneu.
Voilà plusieurs années que les équipes tentent d'apprivoiser le concept d’essieu soufflé. Ferrari, McLaren et Red Bull (ci-dessous) l’utilisaient l’an dernier, même si Red Bull n’en faisait usage que sur les circuits à fort appui aérodynamique à cause de la façon dont il change le flux d’air avec un impact qui peut être très positif comme très négatif sur l’apport du fond plat et du diffuseur.
En 2016, Toro Rosso et Haas ont fait le même choix dans leur quête de gains aérodynamiques.
Le flux d’air recueilli par le conduit de frein avant est envoyé dans diverses directions, que ce soit pour refroidir l’étrier, le disque ou dans ce cas, l’essieu.
Cette image montre comment fonctionne l'essieu soufflé. En jaune, la traînée produite par le pneu et en bleu, le flux d'air qui sort de l'essieu, qui donne sa forme à la traînée du pneu. Cependant, rappelez-vous que ce n'est qu'une illustration : chaque design diffère en fonction d'un grand nombre de facteurs.
Suspension avant
Ayant été la première équipe à utiliser des triangles de suspension conjoints en 2014, Mercedes a continué à développer ses suspensions. Cependant, d’autres équipes ont rattrapé leur retard : Ferrari et Force India en ont depuis l’an dernier alors que Red Bull (voir image), Toro Rosso et Haas leur ont emboîté le pas cette saison.
L’idée est que les éléments de la suspension, qui créent normalement des turbulences, soient dessinés de façon à ce que l’air circule plus facilement.
McLaren, en revanche, s’est opposé à cette tendance en choisissant de déplacer le bras arrière du triangle de suspension supérieur plus près du bras arrière inférieur (en jaune), ce qui devrait créer un flux global plutôt que des flux individuels.
S-Duct
Tout comme l'essieu soufflé, le S-Duct n'a rien de nouveau [voir l'illustration de la Sauber C31 ci-dessus], mais son fonctionnement change en fonction de la réglementation.
Cependant, avec une réglementation stable cette année en ce qui concerne les museaux, nous voyons apparaître des concepts plus raffinés. Red Bull, Force India et McLaren ont tous utilisé des S-Ducts en 2015, et l'équipe de Woking a même utilisé un double conduit et une double prise d'air [ci-dessous].
Force India et McLaren ont continué à les utiliser sur leurs monoplaces 2016 et sont actuellement rejoints par Toro Rosso et Mercedes, bien que cette liste puisse croître pour inclure Ferrari et Haas, vu ce qu'ont montré les premiers essais.
Red Bull crée toutefois la surprise en abandonnant son S-Duct alors que c'est peut-être l'équipe qui l'a le plus développé ces dernières années.
La solution de Toro Rosso est un package très soigné qui est contenu dans le museau plutôt que d'avoir un conduit séparé comme cela a pu être le cas auparavant. C'est assez nouveau, car cela change le moment où le flux d'air a un effet sur l'air qui passe au-dessus du nez, qu'il est censé améliorer.
Deux conduits sont placés de chaque côté du nez et rassemblent le flux d'air qui passe dans les conduits internes et est éjecté par l'ouverture ressemblant à une boîte aux lettres, à l'arrière du nez.
L'idée est d'utiliser l'effet Coanda, en attirant le flux d'air avoisinant qui se détache de la surface du nez grâce à la forte inclinaison avant de le ramener à la surface pour accroître le niveau de performance.
Les fentes sur le fond plat
Voilà un espace qui a été grandement développé ces dernières saisons [voir l'image ci-dessus, de la saison dernière]. Cependant, de temps à autres, des tendances s'imposent. L'une d'entre elles est d'ajouter plus de fentes que jamais sur une grande partie du fond plat.
Les solutions utilisées par Mercedes et par Haas [ci-dessus] sont similaires au design employé par Toro Rosso en 2015 [ci-dessous] avec plusieurs fentes en L qui élèvent le fond plat pour imiter un trou.
Les trous dans le fond plat, bien que plus efficaces, ont été déclarés illégaux à Monaco en 2012, lorsque Red Bull repoussait les limites de la réglementation.
Depuis, les équipes ajoutent des fentes presque imperceptibles au bord de leurs fonds plats de façon à ce que ce ne soit plus considéré comme des trous.
Ces fentes, et les trous qui les précédaient, aident à vaincre un ennemi commun, appelé "Tyre Squirt" en anglais, qui est encore plus critique depuis que la réglementation empêche les équipes d'envoyer les gaz d'échappement vers le diffuseur.
Le flux d'air est normalement dirigé latéralement vers le diffuseur avec la rotation du pneu, et est exacerbé lorsque le pneu se déforme en virage.
Les fentes, tout comme d'autres dispositifs du fond plat, ont pour but de minimiser ce problème en créant des vortex qui aident à ré-aligner le flux d'air avant même qu'il n'arrive au diffuseur.
Mât de fixation de l'aileron arrière
Tandis que Toro Rosso a souvent suivi l'exemple montré par d'autres en termes de design cette saison, la petite Scuderia voit désormais une de ses créations se répandre sur la grille.
Comme montré ci-dessus, en 2015, l'équipe fixait son aileron arrière par un mât qui rencontrait l'échappement, tirant profit d'une zone d'ombre de la réglementation.
Elle était ainsi capable de gagner un petit peu de poids, n'ayant plus besoin d'utiliser un Y-Lon inversé, plus lourd. Ce changement a également porté ses fruits aérodynamiquement. Tout d'abord, cela a enlevé le Y-Lon circulaire de l'équation, ce qui a enlevé un obstacle au flux d'air venant du capot moteur.
Ensuite, le simple fait que le mât passe à travers l'échappement fait que les gaz d'échappement sont affectés.
Bien que les motoristes se soient donné beaucoup de mal pour dessiner les échappements du turbo de façon à ce qu'ils soient bénéfiques à la performance, les gaz générés devraient quand même s'avérer plus erratiques que souhaité.
Par conséquent, le mât devrait agir comme stabilisateur en fluidifiant le flux de gaz d'échappement, peut-être non seulement en améliorant les choses aérodynamiquement mais en améliorant indirectement la performance du turbo.
Bien qu'utilisant l'unité de puissance Ferrari 2015, Toro Rosso conserve ce mât de fixation de l'aileron arrière tandis que Ferrari [ci-dessus], Haas [ci-dessous] et McLaren ont copié cette solution.
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