Pourquoi les F1 pourraient perdre 0,5 seconde au tour en 2021

Parmi les mesures validées ce mercredi par le Conseil Mondial du Sport Automobile, figure l'atténuation de l'augmentation de l'appui aérodynamique entre les saisons 2020 et 2021, via un travail de réduction et de simplification du fond plat des F1.

Pourquoi les F1 pourraient perdre 0,5 seconde au tour en 2021

La FIA a annoncé une série de mesures historiques validées par le Conseil Mondial qui visent à permettre à la Formule 1 de faire face aux conséquences de la crise liée à la pandémie de COVID-19 tout en remplissant l'objectif initialement fixé de réduction des coûts et de resserrement de la hiérarchie. L'une d'entre elles, concernant la réglementation technique, est ainsi rédigée en français dans le communiqué officiel de la fédération : "Pour 2021, modifications de l’assiette vue en plan et simplification du plancher en avant des pneus arrière en vue d’atténuer l’augmentation de l’appui aérodynamique entre 2020 et 2021."

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En clair, la volonté est de réduire le niveau d'appui aérodynamique produit par les monoplaces, en tout cas de limiter son augmentation naturelle entre 2020 et 2021, en agissant sur le fond plat. Ce changement vise à contrer les effets du report du Règlement Technique 2021 à 2022, puisque ce dernier prévoyait l'introduction de pneus 18 pouces à la place des 13 pouces actuels.

Cela ne pourra pas avoir lieu et comme il n'est pas possible de demander à Pirelli, qui s'est déjà lancé dans la conception des pneus 18 pouces, de dépenser énormément d'argent pour créer des pneus 13 pouces pour la seule saison 2021, il va donc falloir conserver les gommes actuelles, introduites l'an passé et dont la conception remonte déjà à 2018. Or, ces dernières (qui n'auraient dû faire qu'une seule saison mais ont été maintenues suite au rejet des pneus 2020) n'ont évidemment pas été conçues à l'origine pour faire face à trois années consécutives d'évolution aéro. La solution la plus logique est alors de limiter l'augmentation de l'appui des voitures pour éviter d'imposer aux enveloppes trop de contraintes.

Découpage et simplification du fond plat

Le législateur a donc choisi pour ce faire de découper dans le fond plat, qui génère une grande partie de l'appui des F1, dans la zone qui se situe devant les pneus arrière (article 3.7.2 du Règlement Technique). Ainsi, au lieu d'avoir un fond plat qui forme, vu de dessus, un rectangle dont les segments les plus longs (par définition parallèles) et se terminent au niveau du milieu de la face avant des pneus arrière, ces segments vont désormais pouvoir se diriger en biais vers le centre de la monoplace, en suivant une ligne convergente, et se terminer au niveau de l'intérieur des pneus arrière, formant alors un trapèze, ce qui permet de retirer une partie assez conséquente du fond plat (voir illustration ci-dessous).

Comparaison entre les fonds plats 2020 et 2021

Comparaison entre les fonds plats 2020 et 2021

Plus encore, les modifications évoquées dans l'article 3.7.10 impliquent que les concepteurs n'auront plus la liberté de mettre en place des trous entièrement "fermés" au niveau des bords du fond plat ou devant les pneus, comme cela est le cas depuis 2017. Cette simplification est particulièrement importante car il s'agit d'un des grands domaines de progression des écuries qui ont gagné beaucoup d'appui en développant leur utilisation dans cette zone.

D'un côté, ce travail sur les bords du fond plat a permis de le "sceller" pour éviter que le flux d'air passant sous la monoplace ne soit perturbé par les turbulences créées par les pneus avant. De l'autre, le travail effectué devant les pneus arrière a permis de contrer le "tyre squirt", à savoir la réduction de performance du diffuseur liée à la déformation des pneus arrière et à l'air qu'ils poussent sur son chemin. Cette disparition des trous ne va toutefois pas empêcher les écuries d'avoir recours aux fentes, qui étaient beaucoup utilisées auparavant mais qui avaient été progressivement délaissées car légèrement moins efficaces.

En sus, les tests de flexibilité ont été durcis pour cette zone de la voiture avec une déflexion verticale autorisée de 2 mm et un point de mesure décalé de 50 mm par rapport au plan central de la voiture (article 3.9.2).

L'impact de ces mesures

Les simulations de la F1 montrent une réduction des performances équivalente à 0,5 seconde au tour, ce qui correspondrait à peu près au temps que les équipes devraient gagner naturellement pendant l'hiver. C'est donc un statu quo qui est espéré, même si ce type de simulation est souvent contré par la réalité. "Le découpage du fond plat est une manière efficace de perdre de l'appui", a en tout cas déclaré Jason Somerville, responsable aérodynamique de la Formule 1 et membre de l'équipe qui travaille sur la nouvelle génération du Règlement Technique.

"Vous allez perdre de l'appui dans les virages à haute vitesse et avec une grande charge aéro où les pneus sont le plus sous contrainte. C'est le genre de virages que vous avez à Barcelone et à Spa, avec beaucoup de forces latérales. Les équipes s'efforceront inévitablement de récupérer le plus d'appui aérodynamique possible, mais en théorie il est peu probable qu'elles parviennent à dépasser leur niveau actuel."

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Même si le gel de certaines pièces s'appliquera à des parties clés en termes aéro, à l'image du châssis et de la suspension, des éléments de différenciation visuelle et de performance tels que les ailerons avant et arrière, le diffuseur et les déflecteurs pourront encore être développés comme ils le sont aujourd'hui. "Les voitures auront certainement un aspect différent en 2021 par rapport à 2020, car toutes les équipes vont faire du développement et progresseront", a conclu Somerville.

En conclusion, il est réaliste de penser que l'impact du découpage et de la simplification du fond plat sera limité par l'évolution naturelle des F1, mais que les restrictions mises en place devraient à la fois permettre de maintenir un temps le niveau de performance entre 2020 et 2021 et surtout de limiter les possibilités d'effectuer de gros progrès à court terme. Or, avec la révolution technique de 2022, il y aura finalement peu d'intérêt à beaucoup investir dans cette voie.

Avec Matt Somerfield   

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