Renault et l'a?rodynamique - Partie 1

La mission de ING Renault F1 Team en 2008
En 2007, l’équipe a connu deux types de problèmes. Tout d’abord, le passage aux pneumatiques Bridgestone a perturbé l’efficacité de l’aérodynamique à l’avant de la monoplace. Ensuite, les données calculées par la soufflerie d’Enstone ne se retrouvaient pas sur la piste. Ces dysfonctionnements ont été compris et corrigés pendant la saison.

La mission, aujourd’hui, est donc de dessiner une carrosserie qui permette à la future R28 de rattraper le retard accumulé en 2007 et de trouver le gain de performance habituellement réalisé entre deux saisons. But : revenir aux avants postes. Les premières simulations sont encourageantes…

La théorie
L’appui aérodynamique naît d’une différence de pression entre les deux faces d’un aileron ou d’un appendice de carrosserie. A l’origine de ce phénomène, la vitesse des molécules d’air qui courent le long des surfaces : lorsque deux d’entre elles se présentent en même temps au bord d’attaque d’un aileron et que l’une passe par la face supérieure tandis que l’autre passe par la face inférieure, elles se retrouvent en sortie. Or, la trajectoire de la première est plus courte que celle de la seconde.

Leur vitesse est différente, plus lente sur la partie supérieure de l’aileron que sous la partie inférieure. Cette différence de vitesse crée une différence de pression, qui génère crée l’appui. Plus la différence de vitesse est grande, plus cet appui augmente. La recette, cependant, ne fonctionne pas à tous les coups : si le chemin à emprunter par les molécules d’air qui passent sous l’aileron est trop long, celles-ci se perdent avant de rencontrer les molécules ayant circulé sur la partie supérieure. L’appui chute alors de manière spectaculaire.

C’est la raison pour laquelle les ingénieurs superposent plusieurs ailerons de petite section et n’utilisent presque jamais d’éléments uniques : cette astuce permet aux molécules empruntant la face inférieure d’être dopées par celles, plus rapides, qui utilisent la face supérieure de l’aile située en-dessous. Bien sûr, l’appui s’accompagne immanquablement de la traînée, cette force de résistance à l’avancement qui pénalise les monoplaces.

Le but des aérodynamiciens est donc de traquer la charge en minimisant les conséquences. Ils considèrent d’ailleurs la monoplace comme un gigantesque aileron : le diffuseur sert à accélérer le flux sous le plancher et à créer une différence de pression maximale entre les faces supérieure et inférieure de la voiture.

Qui fait quoi ?
Il est difficile de sectoriser la part de l’appui global et de l’attribuer à une secteur spécifique des monoplaces. Néanmoins, il n’est pas faux d’indiquer que le diffuseur génère 40% de la charge totale, tandis que l’aileron avant en procure 25% (10% seulement lorsque la voiture est déventée), et l’aileron arrière 35%. L’aérodynamique demeure le moyen le plus économique de trouver de la performance.

Les équipes investissent près de 20% de leur budget dans ce secteur, sachant qu’il existe un rapport proportionnel direct entre le nombre de pièces testées en soufflerie et les gains observés sur la piste. C’est la raison pour laquelle ING Renault F1 Team est passé à l’utilisation 7j/7 et 24h/24 de sa soufflerie, il y a deux ans.

Source : ING Renault F1 Team