Comment la Red Bull RB21 s'est fait refaire le nez

Lorsque la RB21 de Red Bull a été dévoilée, elle a affiché une silhouette largement similaire à celle de sa devancière. Christian Horner, le directeur de l'équipe, avait pourtant affirmé que la plupart des surfaces aérodynamiques étaient différentes sur la RB21, mais il semblait s'agir d'une série de petits ajustements plutôt que de changements évidents. Quelques millimètres de différence ici et là peuvent en effet avoir des conséquences importantes sur l'aérodynamique d'une voiture, mais il est très difficile d'en tirer des conclusions.

Finalement, Red Bull a présenté un nouveau nez lors de la dernière journée des essais de pré-saison à Bahreïn. Désormais plus large et plus court, le bout du nez se retrouve tronqué au niveau du deuxième élément de l'aileron, au lieu d'être prolongé vers le plan principal comme c'était le cas dans la version de lancement. L'aileron avant a également subi quelques modifications, sa géométrie ayant été revue pour s'adapter aux exigences du nouveau nez.

Voici une comparaison entre le nez de la version de lancement (à gauche) et celui installé le dernier jour des essais (à droite) :

"L'ancien" nez était plus en forme de pointe que la nouvelle version, plus arrondie. Cela réduit l'envergure totale des flaps de l'aileron de part et d'autre du nez, mais le fait de dégager la section centrale du plan principal devrait permettre de compenser cela jusqu'à un certain point. Dans le même temps, la marche au niveau du plan principal s'est un peu rétractée ; une partie moins importante de ce plan principal se trouve proche du sol pour s'adapter à la courbure des autres éléments de l'aileron.

La fente désormais ouverte peut permettre au flux d'air d'être dirigé sous le nez afin de réduire les effets de blocage et de minimiser les poches potentielles pouvant entraîner la séparation du flux d'air. Red Bull a aussi conservé la minuscule entrée d'air utilisée pour alimenter le cockpit, afin de garantir aux pilotes un refroidissement symbolique, mais qui permet également de limiter les rebonds de l'air statique contre son point de rencontre sur le nez.

On remarque également l'angle légèrement accentué des plaques d'extrémité de l'aileron avant, qui contribuera à développer un peu plus le phénomène d'outwash (le fait de repousser le flux d'air vers l'extérieur) autour des pneus avant.

Le contrôle du flux d'air est la clé du nouveau nez de la Red Bull.

Nous pouvons tenter de prédire le flux autour de ce nouveau nez, en suivant sa courbure. L'écoulement sur les côtés aura tendance à s'enrouler autour de la pointe et, idéalement, à suivre les côtés du nez jusqu'aux flancs de la voiture, aidé par la partie intérieure de l'aileron avant. Le nez étant encore relativement plat, une grande partie de l'air suivra l'axe central vers le cockpit, mais il est un peu plus utile d'enrouler ce flux d'air sur les côtés de la voiture car il peut être contrôlé par la carrosserie autour des fixations de la suspension.

Les deux nez de Mercedes

Red Bull n'est pas la seule équipe à expérimenter différentes formes de nez, le museau de Mercedes ayant fait l'objet de nombreux tests au cours des essais.

L'équipe a démarré avec un nez plus court (à gauche, ci-dessous) qui se terminait sur le bord d'attaque du deuxième élément de l'aileron, et qui a été utilisé pendant la première matinée d'essais à Bahreïn - mais lors de la séance de l'après-midi, un nez plus long (ci-dessous, à droite) est apparu qui s'étendait jusqu'au plan principal en supprimant la fente qui s'y trouvait.

Le nez "court" de Mercedes avec une fente (à gauche) et le nez plus long sans fente (à droite).

Compte tenu des géométries similaires entre les deux, à l'exception de la longueur, et du passage fréquent de l'une à l'autre, on peut penser que l'équipe aborde simplement la saison avec deux spécifications et décidera, au cas par cas, si elle a besoin de la fente sous le nez ou non. Dans des conditions de fort appui, l'effet barrage du nez plus long est peut-être préférable, tandis que la fente sera peut-être plus utile sur les circuits où l'efficacité est une priorité, car elle permet de réduire la traînée.

La nature arrondie de la zone de la pointe, qui s'étend juste après l'écusson Mercedes, aura un schéma d'écoulement du flux d'air similaire à celui du nez de la Red Bull, bien que moins rectiligne en raison de sa nature plus mince.

Stake Sauber ne fait pas comme tout le monde

La plupart des équipes ont poursuivi leurs efforts en chargeant la section centrale intérieure de l'aileron avant, qui présente la plus grande cambrure (courbure globale). Cette charge s'estompe en arrivant aux plaques d'extrémité, car il est plus avantageux d'utiliser la zone extérieure pour commencer à diriger l'écoulement de l'air vers l'extérieur. Cet effet a été renforcé par l'ajout de diverses ailettes et d'autres dispositifs autour du point de jonction entre la plaque d'extrémité et l'aileron.

Sauber, Ferrari et Aston Martin sont trois exemples des différentes variations qui existent en matière d'ailerons avant.

Il est intéressant de noter que Stake Sauber s'est éloignée de ce concept et s'est concentrée sur la création de la majorité de son appui au niveau de la section centrale de chaque "demi-moustache". Ainsi, la cambrure de l'aileron est réduite de chaque côté du nez et plus importante devant le flanc intérieur du pneu. La partie extérieure de l'aileron doit donc s'effacer plus nettement pour minimiser la cambrure de l'aileron et la longueur de la corde au point de jonction de la plaque d'extrémité.

Le développement d'un aileron avant nécessite le développement de l'appui aérodynamique, mais il doit également servir le reste de la voiture ; en étant le dispositif aéro le plus avancé, il est à la base de tout et doit fournir aux éléments situés en aval les flux adéquats. Voyez cela comme dans un relais en athlétisme : si le premier relayeur est trop lent, les autres coureurs devront compenser pour gagner. Ainsi, un aileron avant mal conçu obligera les autres pièces à corriger l'écoulement de l'air. Bien que Stake Sauber ait opté pour une autre école de pensée, ses designers doivent juger que c'est la géométrie qui fonctionne le mieux pour ses propres composants aérodynamiques situés plus en arrière.

Ferrari présente de son côté des caractéristiques de charge intérieure, mais avec un angle différent pour assurer un balayage vers le bas sur la partie externe et canaliser le flux d'air vers l'extérieur. En comparaison, Aston Martin suit la même philosophie, mais avec un niveau plus élevé de torsion des éléments de l'aileron pour canaliser le flux d'air lors des changements de trajectoire.

Les trois modèles possèdent un plan principal doté d'une fixation centrale en forme de cuillère au niveau du nez, car les équipes ont tendance à préférer un nez bas et tombant à un nez légèrement surélevé. Il y a donc aujourd'hui beaucoup moins de diversité dans le design par rapport à la gamme plus large de nez observés lors de la saison inaugurale de ce règlement en 2022.

Quelle écurie aura du nez avec son design 2025 ?

Photo de: Sam Bloxham / Motorsport Images