Technique - L'arceau de sécurité, nouvelle zone de recherche des équipes
Giorgio Piola et Matt Somerfield expliquent comment les équipes utilisent cet élément initialement voué à la sécurité pour améliorer les performances de leurs monoplaces.
Photo de: Giorgio Piola
Les analyses techniques F1 de Giorgio Piola
Éminent expert technique de Formule 1, Giorgio Piola suit les Grands Prix depuis les années 1960. Sur Motorsport.com, ses analyses et illustrations se penchent sur toutes les nouveautés aperçues en F1 au fil des Grands Prix.
Il est extraordinaire de penser que jusqu’en 1983, la seule partie d’une Formule 1 qui devait être approuvée par un ingénieur pleinement assermenté était l’arceau de sécurité.
Des avancées en matière de sécurité des voitures (en plus des crash-tests toujours plus difficiles) ont été mises en place densément et rapidement, mais il est intéressant de voir que ce qui a été autrefois une zone de la voiture seulement présente pour protéger les pilotes est maintenant exploitée comme jamais pour aussi trouver de la performance.
La boîte à air de la Mercedes est une des plus larges du peloton 2016 mais ce n’est pas la première fois que nous voyons des équipes utiliser cette zone et l’arceau de sécurité d'une manière différente pour atteindre les objectifs structurels et aérodynamiques.
Alors que l’intégrité structurelle est clairement primordiale, car l’arceau protège le pilote dans le cas d’un accident, l’avantage aérodynamique qui peut être exploité est de la plus haute importance.
Mercedes repousse les limites
Ce n’est pas la première fois que Mercedes a repoussé les limites dans cette zone. À partir du Grand Prix d’Espagne 2010, l’écurie a utilisé un concept d’arceau en lame qui offrait une multitude d’options en termes d’alimentation en flux d’air de l’entrée vers le moteur, que ce soit pour la combustion ou les refroidisseurs auxiliaires.
En 2011, Force India a utilisé une solution similaire à celle de Mercedes en 2010, qui est revenu à quelque chose de plus conventionnel. La VJM04 a utilisé des tubas montés de chaque côté de la lame, ce qui fournissait de l’air au Mercedes FO 108Y V8.
Les équipes devenant de plus en plus extrêmes avec leurs designs dans cette zone - même s’il fallait passer les crash-tests - la FIA a choisi de limiter ce que les écuries pouvaient faire à partir de 2012.
Nouvelles unités de puissance, nouvelles exigences
Les nouvelles règles, alliées à quelques expérimentations avec le F-duct à l’époque, ont conduit les teams à explorer d’autres domaines avant que le passage à des V6 turbo hybrides ne remette cette zone au centre des attentions.
L’augmentation du besoin en fourniture d’air, pas seulement vers le turbocompresseur mais aussi vers un vaste étalage de radiateurs et de refroidisseurs d’air, leur a redonné à nouveau de l’importance.
Toro Rosso a décidé d’utiliser une entrée d’air élargie, ajoutant à la prise d'air conventionnelle supérieure une autre entrée en dessous.
De gros développements en 2015
En 2015, ayant précédemment utilisé des "oreilles" sur les côtés de l’arceau de sa voiture précédente, Lotus a choisi de les intégrer pleinement dans son design.
La triple-entrée divise le flux d’air avec le turbocompresseur alimenté par l’entrée principale la plus large, pendant que les deux plus petites entrées alimentent des refroidisseurs pour l’ERS et un refroidisseur d’huile pour la boîte de vitesses.
L’entrée large étant utilisée pour Mercedes, comme celles qui l’ont été avant, compartimente le flux d’air, avec l’entrée centrale fournissant de l’air au turbocompresseur, alors que les entrées externes fournissent de l’air aux refroidisseurs auxiliaires.
L’importance de maintenir la fenêtre de fonctionnement thermique est critique, car chacun des éléments de l’unité de puissance a besoin de rester dans une fourchette de températures étroite afin de maximiser l’efficience et la performance.
Les motoristes et les fournisseurs de carburant continuant de repousser les limites de la combustion, il devient impératif que le ratio correct d’essence et d’air soit fourni et que la pré-détonation ne survienne pas, car cela porte atteinte à la fiabilité, à la performance et à l’efficience.
La dernière solution de Mercedes
Pendant les tests de pré-saison, Mercedes a équipé la boîte à air de sondes de Kiel, qui mesurent le flux d’air reçu pour s’assurer qu’il était au bon niveau dans tous les conduits. Cette information a été utilisée pour corréler les données réelles avec ce que l’équipe attendait, en ayant terminé les tests avec la CFD et en soufflerie.
Traduction par Fabien Gaillard
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