Analyse

Comment Mercedes a rendu sa meilleure F1 encore meilleure

Mercedes a démarré l'ère turbo hybride sur les chapeaux de roue en 2014, en utilisant parfaitement la meilleure unité de puissance du plateau pour s'adjuger le titre mondial.

Le châssis de la Mercedes F1 W07

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.

Mais loin de n'être qu'un feu de paille, l'histoire de la manière dont Mercedes a su bâtir sur ses premiers succès avec les voitures qui ont suivi la W05 offre un aperçu des raisons expliquant sa domination.

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Pendant un moment, la prépondérance moteur a été un facteur significatif de son avantage global, mais le constructeur allemand ne s'est jamais reposé sur ses lauriers. Au contraire, le département High Performance Powertrains (HPP) a travaillé en tandem avec son fournisseur de lubrifiants et carburants Petronas pour débloquer encore plus de performances pour les années qui allaient suivre.

Échappement de la Mercedes W06

Échappement de la Mercedes W06

Un domaine dans lequel les équipes cherchaient à capitaliser en 2015 était celui des trompettes d'entrées de longueur variable, domaine qui n'avait pas été débloqué avec les règles initiales.

Souhaitant gagner de la performance, Mercedes a repackagé le collecteur d'admission du moteur PU106B (flèche bleue ci-dessus), le collecteur d'échappement en forme de rondin utilisé en 2014 (flèche rouge dans la bulle) ayant été remplacé par une configuration plus traditionnelle à branches multiples, même s'il est couvert dans notre illustration par un bouclier thermique.

Ces deux dispositifs allaient améliorer l'agrément de conduite et les performances globales du moteur, et constitueraient par la suite la base de l'ADN du groupe motopropulseur.

En 2016, la conception de la boîte à air a été revue, pour devenir celle utilisée par l'équipe au cours des dernières années.

Comparaison des boîtes à air des Mercedes W07 et W06

Comparaison des boîtes à air des Mercedes W07 et W06

Dans la bulle de gauche ci-dessus, et par rapport à la boîte à air de la W06 (bulle de droite), nous pouvons voir que l'équipe a privilégié une entrée plus large.

Elle a été séparée par deux longerons diagonaux qui offraient suffisamment d'intégrité à l'arceau de sécurité dans cette structure. Ce design n'a pas seulement permis à l'écurie de suffisamment alimenter en air le moteur mais a également offert une certaine marge de manœuvre en matière d'installation.

Elle a en effet permis de regrouper une grande partie des refroidisseurs d'huile associés à l'unité de puissance, l'ERS et la boîte de vitesses dans une position centrale derrière le moteur à combustion interne. Cela présentait à la fois l'avantage de placer la majeure partie du poids des refroidisseurs auxiliaires sur l'axe central de la voiture, mais aussi de resserrer l'installation dans les pontons.

Aérodynamiquement, l'équipe avait fait ses preuves avec la W05 et estimait que l'évolution plutôt que la révolution était la meilleure solution. Car alors qu'une grande partie du peloton s'orientait de plus en plus vers la Red Bull, avec une philosophie à forte inclinaison, Mercedes a tracé sa route en opposition à ce concept avec la W06.

Il ne s'agit pas de dire que l'équipe n'était pas ouverte à de nouvelles directions intéressantes, puisque le développement au niveau de l'aileron avant l'a vu introduire un tunnel volontairement étagé dans la section externe de la moustache.

Le but était d'améliorer la manière dont l'aileron gérait le sillage de turbulences créé par la roue vers l'arrière, la compartimentation de cet élément d'outwash (le fait d'écarter le flux d'air vers l'extérieur) étant régulièrement optimisée pour rechercher encore plus de performance.

Toute modification était également complétée par des changements apportés à la plaque d'extrémité, tandis que l'équipe recherchait des moyens d'améliorer les performances générales de l'aileron.

Aileron avant de la Mercedes W06
Le tunnel outwash introduit par Mercedes sur la W06, avec l'ancienne spécification dans la bulle.
Aileron avant de la Mercedes W06 lors du GP de Russie
Un bord de fuite cranté a été ajouté sur le second flap en Russie, l'équipe cherchant à améliorer le passage du flux d'air sur le flap supérieur.
Aileron avant de la Mercedes W07
La W07 disposait d'un design de plaque d'extrémité revu, avec deux sections tordues sur la partie arrière, alors qu'une série de lamelles ont été ajoutées sur le flap supérieur, toujours pour cherche de nouveaux gains aéro.
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La réglementation concernant le nez a été réajustée pour 2015, excluant non seulement l'inhabituelle extrémité du nez en forme de U inversé que Mercedes avait utilisée lors de sa précédente campagne, mais aussi la série de tentatives maladroites d'autres constructeurs visant à utiliser des solutions qui laissaient passer autant d'air que possible sous le nez.

Suspension avant de la Mercedes W07

Suspension avant de la Mercedes W07

La solution de Mercedes a vu l'avant de la voiture se resserrer vers un nez étroit en partant du châssis, les deux piliers de l’aileron ayant donc été déplacés vers l'intérieur. C'est un design qui a évolué courant 2016 pour inclure une solution aérodynamique que beaucoup d'équipes utilisaient depuis 2012 d'une façon ou d'une autre, année où Sauber a réintroduit le "S-duct".

Le concept avait été considéré par beaucoup comme voué à I'échec lorsque Ferrari avait mis en œuvre une idée similaire en 2008.

L'avantage de la solution de Mercedes était que, contrairement à celle de Sauber, elle ne se limitait pas à avoir des conduits enfermés dans une "boîte" de 150 mm devant l'axe des roues avant, tirant ainsi parti des modifications réglementaires qui avaient été introduites depuis 2012.

Avant de la Mercedes W07 (les flèches montrent l'entrée et la sortie de l'air dans le S-duct)
L'entrée était placée bien plus en avant sur le nez de la W07, permettant au flux d'air d'être capturé bien plus tôt et peut-être à un endroit où il commençait à décrocher.
S-duct de la Ferrari F2008
Le concept utilisé par Mercedes ressemblait finalement bien plus à celui de Ferrari en 2008.
S-duct de la Sauber C31
L'idée, remise au goût du jour par Sauber en 2012, utilisait un conduit d'air en forme de S, d'où son nom, logé dans une "boîte" de 150 mm de longueur devant l'axe des roues avant.
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L'équipe a continué de s'appuyer sur le travail fait également en 2014 avec sa suspension avant et ses bras de direction, ceci en déplaçant des derniers vers le bas pour les mettre en ligne avec le triangle inférieur, ce qui a permis d'élargir sa portée

Mercedes W06 front wishbone and suspensions design
Mercedes AMG F1 W07 turning vanes

Dans le même temps, les aubes directrices n'étaient pas laissées pour compte, des fentes horizontales ayant été ajoutées au niveau des plaques d'appui dans la première version (bulle dans l'image de droite ci-dessus), avant d'être remplacées par des fentes longitudinales divisant cette zone en différentes sections.

En suspension

Quand les solutions telles que le FRIC ont été interdites, les équipes n'ont bien sûr pas oublié ce qu'elles avaient appris. Elles l'ont utilisé pour améliorer ce qui allait suivre. Et Mercedes ayant été à l'avant-garde sur le développement du FRIC au moment où il a été retiré à la mi-saison 2014, la suite allait être bonne.

L'écurie a donc poursuivi le développement des systèmes hydrauliques qui amélioraient la stabilité globale du châssis, permettant donc à ses pilotes d'adopter des trajectoires plus agressives sans dramatiquement réduire la durée de vie des pneus, et ce en aidant la voiture à avoir une plateforme aérodynamique plus stable.

Suspensions avant de la Mercedes W07

Suspensions avant de la Mercedes W07

Il convient sans doute de signaler qu'à la lumière de l'interdiction du FRIC, Mercedes a maintenu son amortisseur central hydraulique alors que la plupart des autres équipes étaient passée à une solution à ressort, qu'il s'agisse de ressorts classiques ou de ressorts Belleville.

Déflecteurs et pontons de la Mercedes W07

Déflecteurs et pontons de la Mercedes W07

Mercedes a également continué de travailler sur la région des bargeboards, créant un ensemble extrêmement complexe qui non seulement voyait le principal élément vertical séparé en plusieurs segments mais également la plaque d'appui, avec de nombreuses extensions en forme de doigts, qui s'étendait à partir de l'avant du fond plat pour arranger le flux passant sous la voiture et se dirigeant vers le diffuseur.

Aileron arrière de la Mercedes W07

Aileron arrière de la Mercedes W07

À l'arrière, l'équipe a cherché le bon équilibre aérodynamique pour chacun des circuits visités, avec l'habituelle gamme d'ailerons arrière et de monkey seats disponibles. Cependant, comme évoqué auparavant avec le développement de l'aileron avant, elle a également joué en utilisant des dentelures sur le bord de fuite du plan principal pour améliorer les performances des deux éléments.

L'écurie a aussi assimilé un design introduit par Toro Rosso une année auparavant et qui a été repris par beaucoup de rivaux depuis : des ouïes en forme de fente sur les plaques d'extrémité. 

Sans rivaux

L'écart entre Mercedes et ses concurrents a été maintenu en 2015 et 2016, laissant les deux pilotes de l'étoile se battre entre eux pour les titres. Sur ce plan, les honneurs ont été partagés puisque Lewis Hamilton a conquis son troisième titre en 2015 et Nico Rosberg l'unique de sa carrière en 2016 avant de prendre une retraite inattendue.

Mais après trois années brillantes où la gestion des pilotes a été son plus gros problème, Mercedes allait embarquer dans une expérience complètement différente avec l'arrivée des monoplaces aux caractéristiques de "divas" et de la concurrence rapprochée de Ferrari.

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