Découvrez Doggy, cette drôle de machine pour développer les pneus

Un croisement entre une tondeuse et ce qu'utilisent les jardiniers dans les stades pour tracer les lignes. Voici Doggy, une machine simple en apparence, qui permet à Pirelli d'évaluer le niveau d'adhérence de la piste tout le long d'un circuit. Son nom (tiré de "dog") vient du fait qu'il doive être "promené" par Martin Wahl, ingénieur chez Pirelli (et également "maître" de Doggy) précédemment passé chez Williams ainsi que Jaguar en Formule E.

Introduit par Pirelli en juillet 2021, soit juste avant le Grand Prix de Grande-Bretagne, Doggy est devenu un élément clé pour développer les futurs pneus, mais également pour choisir la sélection de pneus avant les week-ends de course.

"Martin proposait d'utiliser la machine pour les activités de Pirelli et collecter des données", expliquait Mario Isola, patron de Pirelli F1. "Nous mesurons l'abrasivité de chaque circuit le mercredi, avant le week-end de course. Nous avons une sorte d'image en 3D de l'asphalte, dans différents endroits du circuit. Mais la différence avec la machine, c'est qu'il est possible de mesurer le niveau de grip n'importe où sur la piste. Ce n'est pas seulement à certains endroits du circuit, il s'agit d'une mesure continue. Et cela nous donne une idée du niveau d'adhérence de la piste. Maintenant, nous essayons de corréler ces mesures avec d'autres éléments, comme le niveau d'adhérence des voitures sur la piste, pour voir s'il y a un lien avec les différents types de pneus que nous fournissons pour chaque manche."

Isola affirme que ce nouvel outil de récolte de données s'est déjà montré précieux. "Nous avons commencé à utiliser un laser pour mesurer l'abrasivité de la piste dès notre première année en Formule 1, si bien que nous disposons maintenant d'une base de données d'une période de 10 à 11 ans", poursuivait l'Italien. "Cela nous est également utile pour comprendre le vieillissement de la piste, car même s'ils ne vont pas resurfacer un circuit d'une année sur l'autre, vous pouvez voir un changement dans ces paramètres, la micro et la macro-rugosité, il y a un vieillissement."

"Cela dépend de l'utilisation de la piste au cours de l'année, des conditions météorologiques dans une région entre l'été et l'hiver, du type de revêtement utilisé, ce qui nous donne de bonnes informations. Mais elles ne sont pas complètes. Par exemple, un élément important qui provient de notre machine est la différence de grip d'un virage à l'autre, d'un point de freinage à la sortie du virage, d'une ligne droite, parce que les voitures qui prennent la piste ont une influence. Et parfois, on peut voir que dans certains virages, le niveau d'adhérence est plus faible, parce que les voitures qui roulent rendent la piste plus plate, ou moins abrasive, alors que sur la ligne droite, nous avons un niveau d'adhérence plus élevé. Mais dans une ligne droite, vous n'avez pas vraiment besoin d'adhérence, parce que vos pneus ne sont pas contraints par une charge. Et c'est pourquoi nous voulons utiliser ces informations à l'avenir pour établir de meilleures corrélations."

Doggy lors de sa sortie du mercredi, à l'entrée de l'enchaînement Ascari à Monza.

Pirelli a déjà mis le doigt sur des données intrigantes, notamment lorsque les pistes évoluent au cours d'un week-end de course. "Pour vous donner un exemple, [en 2021] c'était la première fois que nous nous rendions au Qatar", commentait Isola. "Et donc, Martin était sur la piste le mercredi pour mesurer l'adhérence. Elle était assez faible par rapport à d'autres circuits. Mais ensuite, pendant les essais libres, nous avons vu la piste évoluer toute la journée. Et le ressenti était que l'adhérence réelle sur la piste était plus élevée que notre mesure. Le vendredi soir, Martin a décidé de retourner sur la piste avec le testeur d'adhérence. Et nous avons constaté une augmentation de grip de 28%. Il s'agit d'une différence considérable pour seulement deux séances, et il faut tenir compte du fait que nous n'avons pas eu de courses annexes, uniquement deux heures de roulage de F1."

"Toutes ces informations sont donc importantes pour nous permettre de comprendre un circuit. Il ne s'agit pas seulement de l'abrasivité du tracé, mais de tout autre élément qui est important aussi pour notre modélisation, parce que dans notre représentation, nous avons un certain niveau d'adhérence, et nous voulons corréler ce niveau avec quelque chose que nous pouvons mesurer sur la piste."

Alors, comment fonctionne Doggy ? Tout dépend du pneu avant et de la façon dont il interagit avec la surface de la piste, "Il y a une différence de taille de 15% entre l'essieu arrière et l'essieu avant", expliquait Wahl. "La machine sait quelle force doit être présente, grâce à la jauge de contrainte longitudinale de l'essieu avant. Ensuite, en fonction de la force de résistance, elle nous donne une valeur d'adhérence. En fait, le pneu avant tourne 15% plus lentement que le pneu arrière grâce à une chaîne. Donc vous ne pouvez pas faire tourner un seul des pneus, ils sont tous connectés par cette chaîne. Vous devez atteindre une certaine vitesse lorsque vous le poussez. Nous visons le mètre par seconde, juste pour la facilité. Il est préférable d'avancer à la même vitesse toute l'année que de faire différentes pistes à différentes vitesses. Nous avons une jauge et nous atteignons ce mètre par seconde, ce qui nous laisse une légère marge de manœuvre. Et si nous sommes trop lent ou trop rapide, alors il nous fait signe et nous dit d'accélérer ou de ralentir."

Alors, quel est exactement ce pneu avant, qui s'avère si important ? "C'est le pneu de série du fournisseur pour le moment", expliquait Wahl. "Il a été conçu pour être utilisé sur des zones d'atterrissage d'hélicoptère dans la mer du Nord, afin d'éviter les fissures dues au froid en hiver. Il a donc une plage de fonctionnement assez basse, car il n'est pas très sensible à la température, ce qui est une bonne chose lorsque nous allons à Interlagos et qu'il pleut et qu'il fait froid, comparé au Qatar où la température de la piste était de 35 degrés."

La volonté de Pirelli est de remplacer, dans le futur, le pneu avant de série par un autre fabriqué sur mesure et basé sur un composé de course que Pirelli connaît bien. Mais pour l'instant, le pneu standard fait l'affaire. "Nous avons eu cette discussion avant d'introduire la machine", explique Isola. "Nous pensons que pour la phase d'étude, nous préférons utiliser la gomme conçue par le fournisseur. L'outil est calibré avec ce composé, qui est similaire sur différents circuits. Nous avions essentiellement deux choix, l'un était de prendre celui-ci, et l'autre était de faire un petit pneu avec notre composé C3, qui est un pneu medium. Mais dans ce cas, nous perdions la référence du fournisseur. Pour l'instant, nous voulons utiliser ce composé de référence, obtenir les données et essayer de les corréler avec notre propre gamme. Mais cette étape doit se faire après la récolte de données."

Doggy avec son "maître", Martin Wahl.

Cependant, le problème majeur est que les pneus de course fonctionnent à des températures élevées, compliquant la collecte d'informations. "C'est exactement notre problème", pointe Isola. "Nos composés fonctionnent à une température supérieure à 80 degrés. Et si vous poussez la machine à un mètre par seconde, vous ne pouvez pas conserver cette température ! Il est donc bien plus judicieux d'utiliser quelque chose qui a déjà été testé. Et ensuite, traiter les données afin d'établir une corrélation avec notre gamme."

Lorsque Wahl serpente les pistes, il est important qu'il suive la trajectoire de course du mieux qu'il peut. "Ce que nous faisons, c'est que nous prenons comme référence le pneu extérieur", explique-t-il. "Parce que s'il doit y avoir une dégradation, c'est probablement là qu'elle se fera. J'utilise les tours de pole sur YouTube pour analyser les trajectoires. Je les regarde la veille, je les mémorise et je sais ensuite où je dois aller."

"Le Qatar était un peu compliqué parce que nous utilisions des vidéos de F4, donc vous devez vous attendre à ce que la trajectoire soit différente de celle d'une F1. Les pilotes prenaient beaucoup de vibreurs, alors que les F1 restaient plus éloignées aux points de corde. C'est sur ce genre de choses où vous devez parfois faire attention. Les vibreurs, on ne peut pas s'en occuper. On se rapproche le plus possible de la bordure à ce moment-là parce qu'avec les bosses, on obtient des données complètement inutiles."

Les données d'adhérence sont enregistrées sur une carte mémoire, mais Wahl peut également les suivre en temps réel lorsqu'il effectue un tour. "Sur l'écran, vous pouvez voir un graphique. Lorsque vous voyez un changement de l'asphalte, vous pouvez voir une baisse ou une augmentation de l'adhérence. C'est notamment le cas à Spa où, à cause des dommages causés par les grandes inondations, ils ont dû amener des camions sur différentes parties du circuit. Donc certains virages étaient un peu plus sales. Vous pouviez voir une baisse d'adhérence là aussi. Un peu comme au Qatar avec le sable, tout ce qui est sur le circuit et qui n'est pas censé être là, vous pouvez voir que le grip change."

Même si Doggy n'a été introduit qu'en milieu de saison dernière, Wahl et lui ont déjà connu quelques aventures en piste. "Nous avons fait une course à Budapest le dimanche soir", sourit-il. "Le circuit allait fermer, et tout le monde voulait partir. Et j'avais des camions qui me dépassaient et il était sur le point de pleuvoir. C'était marrant ! Et puis le mercredi à Spa, j'étais à mi-chemin dans l'Eau Rouge et il y avait une vieille F1 qui tournait de la Source jusqu'aux Combes, alors j'ai dû m'arrêter et demander à quelqu'un de venir me chercher. En repartant, j'ai de nouveau essayé, mais il n'y avait plus de batterie parce que la machine n'avait pas été rechargée complètement après Budapest. Je suis arrivé à la fin du secteur 2 et j'ai commencé le secteur 3, et il s'est arrêté. Je pense que j'ai fait Spa environ cinq fois, dont une sous la pluie !"

En parlant de pluie, cette condition rend la collecte d'informations différente et très instructive. "Spa était intéressant parce qu'il pleuvait, et il faisait tellement frais dans la brume que ça ne séchait pas beaucoup. Nous avons donc eu une lecture constante tout au long du circuit. Et puis nous avons aussi fait le test sur le sec. Nous avons donc obtenu cette comparaison que nous avons transmise à notre département de modélisation pour savoir à quel point l'adhérence différait sur un tour avec cette quantité d'eau."

Doggy peut être particulièrement utile lorsque la F1 se rend sur de nouveaux circuits, mais seulement s'ils sont prêts. Les travaux de construction à Djeddah se sont terminés trop tardivement pour permettre une visite en amont des équipes de Pirelli. En revanche, cela n'est pas le cas pour Miami, où les travaux seront terminés bien avant la première édition du Grand Prix.

"Pour l'Arabie saoudite, c'était trop tard", regrette Isola. "Et c'était également difficile [en 2021] en raison des restrictions liées au COVID. Mais Miami est un bon exemple. Nous sommes en contact avec les organisateurs locaux, et quand ils confirmeront que c'est fait, nous prévoyons d'envoyer une équipe avec le laser et le testeur d'adhérence pour avoir une idée de ce à quoi nous pouvons nous attendre, et peut-être ajuster la sélection."

Doggy en pleine récolte de données.

Selon Isola, le travail de Wahl porte déjà ses fruits puisque les chiffres sont décortiqués à l'usine. "Nous donnons toutes les mesures au département de modélisation et ils travaillent autour de cela", explique l'Italien. "Je pense qu'il y a de bons liens entre les mesures et le niveau d'adhérence attendu des calculs. Ce qui est utile, c'est de comprendre les différentes conditions. Nous parlions de la trajectoire de course, par exemple, qui est la plus représentative. Mais dans de nombreux cas, vous avez cette trajectoire avec un certain niveau d'adhérence, et en dehors, vous avez un grip complètement différent, parce que c'est poussiéreux, parce que c'est moins utilisé, à cause de nombreux éléments."

"Mais il est toujours utile de comprendre, pour d'autres cas de figure, quelle est la différence entre certaines parties du circuit, ou selon la température en journée, dans la nuit, quand c'est humide. Cette différence affecte les performances, qui impactent aussi le niveau de charge que vous demandez à vos pneus, ou s'ils glissent ou non. Et quand vous glissez, vous surchauffez la surface. Connaître le niveau d'adhérence et essayer d'établir une corrélation avec les données télémétriques et les mesures du testeur d'adhérence, avec les conditions de piste que nous connaissons par expérience, nous permet de dresser un tableau beaucoup plus complet qu'avec moins de données."

"L'idéal serait de pouvoir effectuer cette mesure avant et après la course. Comme ça, nous pouvons aussi clairement comprendre l'évolution de la piste. Ce n'est pas toujours possible, car lors d'un triple header, on se précipite pour tout emballer et passer au Grand Prix suivant. Mais à l'avenir, s'il y a la possibilité sur certains circuits de collecter les données avant et après, ce serait aussi une bonne source d'informations."

Selon son patron, Pirelli souhaite également avoir une vision plus large, qui va au-delà de la Formule 1 et du sport automobile. "Je suis heureux que nous ayons entamé cette analyse parce que nous utilisons le sport comme un laboratoire ouvert, et ces connaissances servent ensuite à d'autres fins. Nous avons maintenant un simulateur à Milan que nous utilisons pour le développement des pneus de route. Et un élément qui est important dans notre modèle est le niveau d'adhérence. Il est clairement dû au composé, à la plage de fonctionnement et à de nombreux paramètres, mais aussi au niveau d'adhérence de l'asphalte sur la route qui est différent de celui sur la piste."

"Nous commençons à récolter des données sur une piste, et lorsque nous en avons une idée plus précise, nous pouvons avoir un aperçu du niveau d'adhérence sur les différents types de routes. Par exemple, sur l'autoroute, vous avez cet asphalte spécial pour éviter l'aquaplaning, qui est beaucoup plus rugueux que ce que nous avons sur d'autres routes. Il pourrait être intéressant de comprendre le niveau d'adhérence de cet asphalte par rapport à un goudron que vous avez dans un centre-ville ou ailleurs. Il ne s'agit pas seulement de ce que nous faisons sur la piste."

Des données fraîchement récoltées qui serviront sur le long terme. En attendant, Wahl continue de promener Doggy autour des circuits du monde entier, et nul doute que cette année encore, il aura droit à quelques regards amusés de la part des pilotes et des ingénieurs. "On me demande souvent ce que c'est", s'amuse-t-il. "Et je réponds en disant que je mesure la longueur de la piste, parce que c'est aussi ce qu'il fait !"