Les analyses techniques F1 de Giorgio Piola

La puissance du freinage augmente de 25%, les équipes divisées

Le nouveau règlement technique de la Formule 1, qui touche essentiellement l’aérodynamique et les pneus, aura des influences dans bien des domaines.

Les nouvelles règles auront une influence sur le freinage, car on prédit que sa puissance augmentera d’environ 25% cette année par rapport à la saison passée.

Les disques de freins 2017 seront plus gros, leur épaisseur passant de 28 à 32mm. On peut le constater avec l’image ci-dessous.

Freins Brembo

Non seulement les pilotes devront appuyer plus fort sur la pédale de freins, mais le grip accru va raccourcir les distances de freinage et changera la nature même de certains circuits.

De plus, le fonctionnement complexe des systèmes de freinage, et surtout l’utilisation de la chaleur des freins afin de mieux contrôler la pression et la température des pneus, compliquent la vie des équipes qui sont désormais divisées sur la meilleure solution à employer.

Largeur de disque de frein avant (28 mm)

Pourquoi cette hausse de 25% ?

L’augmentation de la puissance de freinage n’est pas une conséquence de la vitesse accrue des F1 cette saison. Il est normal de penser qu’une voiture qui roule moins vite en ligne droite et qui négocie un virage à vitesse élevée nécessitera moins de freinage.

On pourrait croire qu’un freinage puissant est requis si la voiture roule vite en ligne droite et est relativement lente en virage, car elle doit perdre plus de vitesse.

En fait, tout dépend de la dynamique de la voiture. C’est en effet le grip accru qui la détermine. Cela signifie que les pilotes devront freiner plus tard et plus fort qu’auparavant.

"Si le niveau de grip est accru, vous pouvez transmettre plus de force en moins de temps lors des freinages. Ceci signifie une hausse de 25% de la force de freinage", déclare Mauro Piccoli de Pirelli à Motorsport.com.

Tout cela aura des conséquences sur les voitures les plus rapides, car après avoir négocié un virage à fond, elles arriveront beaucoup plus vite au virage suivant. 

"Nous avons découvert avec nos simulations que, dans certains virages qui se succèdent, comme la séquence des virages 2 et 3 à Silverstone, les voitures perdent un peu de vitesse avant d’attaquer le premier virage et arrivent moins vite dans le second", explique Piccoli.

"Nous croyons que, sur certains circuits cette saison, des virages seront négociés à fond et les voitures arriveront beaucoup plus vite dans le second. Nous croyons que sur des circuits tels Silverstone et Interlagos, nous verrons moins de freinages, mais ceux-ci seront beaucoup plus puissants. Ceci fera augmenter le couple maximal de freinage. En fait, certains circuits qui sollicitaient peu les freins en 2016 deviendront passablement plus difficiles cette année. Et quand vous transmettez beaucoup d’énergie à un disque en très peu de temps, il faut vite dissiper la chaleur produite, et il faut donc accroître son refroidissement."

Les changements techniques

L’épaisseur des disques de freins est passée à 32 mm cette saison. Ceci permet d’accroître le nombre d’orifices de refroidissement, Brembo en perce désormais 1500 au lieu de 1200.

"Nous disposons de plus d’espace pour percer un plus grand nombre d’orifices", explique Piccoli. "L’épaisseur accrue nous permet aussi de mieux fixer le disque sur le porte-moyeux, ce qui est essentiel compte-tenu de la force accrue. Le disque doit être capable d’encaisser cette force élevée."

Evolution des disques de freins Brembo de 2005 à 2015

L’impact sur les dépassements

Une des craintes pour cette saison est de voir des voitures plus rapides et plus spectaculaires, mais incapables de se dépasser.

Une plus grande sensibilité aérodynamique pourrait empêcher les pilotes de se suivre de près, et les distances de freinage réduites pourraient encore plus compliquer les dépassements.

En revanche, Piccoli croit que les choses ne seront probablement pas aussi désespérées que prévu. En effet, si les voitures arrivent à vitesse plus élevée dans certains virages, elles auront besoin de zones de freinage plus longues.

"Il faut comprendre que si vous avez négocié un premier virage à fond, sans freiner, vous arriverez au second avec beaucoup plus de vitesse. Vous devrez perdre beaucoup plus de vitesse et freiner plus longtemps. Les zones de freinage risquent donc d’être un peu plus longues." 

"Nous avons effectué les simulations, mais il est difficile d’en tirer des moyennes, car toutes les pistes sont différentes. Avant de faire une quelconque prédiction, voyons ce qui se passera en piste. Les essais de Barcelone nous donneront une bonne idée de la réalité. Et après ces premiers essais, nous auront une meilleure idée de ce qui se passera cette saison."

Le système brake-by-wire

Les équipes sont divisées

Il est intéressant de constater qu’avant les premiers essais, les équipes sont divisées quant à la dimension maximale des freins arrière à utiliser.

L’introduction en 2014 des freins électroniques [le Brake-By-Wire], qui utilisent l’énergie de l’ERS pour ralentir la voiture, a fait diminuer la taille des disques et des étriers arrière. Le diamètre des disques Brembo arrière est passé de 278 à 268 mm, mais leur épaisseur est restée à 28 mm.

En dépit de l’élévation de la force de freinage prévue pour 2017, certaines écuries ont décidé de ne pas revenir à des disques de 32 mm. Ces équipes croient que la hausse de 150 g n’en vaut pas la peine.

On se souvient qu'en fin d'année dernière, Mercedes a procédé à plusieurs essais de freins pour préparer la saison 2017.

"Pour l'instant, certaines équipes ont décidé de conserver des disques de 28 mm tandis que les autres ont opté pour les disques de 32 mm à l’arrière. C'est lié à la puissance de freinage, mais pas seulement", explique Piccoli.

"Au cours des dernières années, la chaleur des freins a été utilisée pour maintenir la température des pneus. Nous croyons donc que les variations d’épaisseur de disques sont dictées par la gestion de la température des pneus arrière"

"Cela dépend aussi de la taille de l’étrier de frein. Car si vous avez choisi d’utiliser des disques de 32 mm, vous pourrez insérer des cales et rouler avec des disques de 28 mm. En revanche, passer de 28 à 32 mm sera beaucoup plus complexe, et nécessitera de changer d’étrier."

Pour le moment, seules quelques équipes ont choisi d’utiliser des disques de 28 mm [environ quatre équipes sur dix]. Mais les choses évolueront peut-être une fois les premiers essais hivernaux réalisés et le comportement des pneus Pirelli 2017 mieux assimilé.

"Nous devons toutefois bien comprendre les véritables contraintes placées sur les freins, et ce que cela va signifier pour les pilotes. Le pilote ne se préoccupe pas des forces et du couple. Tout ce qui l’intéresse est le déplacement de la pédale de freins, et le feeling qu’il en obtient. Nous devons comprendre tous ces changements, et comparer la force de freinage lors de l’effort placé sur la pédale. Puis, nous devrons ajuster la puissance de freinage aux besoins des pilotes."

"Nous avons effectué beaucoup de travail de simulation, mais il faut comprendre que chaque écurie possède son propre système de freinage. Il y aura donc plusieurs solutions apportées aux problèmes de freinage cette saison. On verra bien qui aura trouvé la meilleure solution", affirme Piccoli.

Les essais hivernaux de Barcelone démontreront non seulement la vitesse accrue des monoplaces, mais aussi leur aptitude à ralentir.

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