Les analyses techniques F1 de Giorgio Piola

Comment Mercedes prépare Monaco avec son empattement long

Mercedes a expliqué comment elle allait modifier ses W09 pour affronter le circuit de Monaco, et cela concerne, entre autres, sa fameuse suspension avant.

L’écurie allemande domine mais, étrangement, elle connaît certains soucis dans les rues de la Principauté, ayant été battue par Ferrari l’an dernier et sérieusement menacée par Red Bull Racing en 2016.

Le circuit urbain de Monaco met l'accent sur la hauteur de caisse des voitures afin de faire fi des bosses, et sur la souplesse du moteur qui doit être capable d’excellentes reprises.

Les butées de direction doivent aussi être modifiées afin de négocier l’épingle du Loews, le virage le plus lent et le plus serré de la saison. Sachant que la Mercedes W09 possède un long empattement, cela cause un souci de plus aux ingénieurs.

Mercedes utilise une suspension avant spéciale afin de négocier le circuit de Monaco, qui exige 40% plus de braquage de volant que celui de Montréal, la prochaine étape au calendrier.

Ainsi, la colonne de direction modifiée permet d’obtenir un plus grand angle de braquage des roues avant, ce qui réduit la rotation du volant nécessaire pour prendre ce virage en épingle à 50 km/h et permet aux pilotes d’emprunter différentes trajectoires à cet endroit.

Mercedes a aussi expliqué comment l’appui aérodynamique profite de son empattement allongé afin de rendre la voiture plus compétitive même si, en principe, l’aéro joue un rôle moins important sur un tracé aussi lent.

Les ingénieurs affirment que si seul l’empattement était en jeu entre deux voitures, celle avec l’empattement plus court serait plus rapide que l’autre "par moins d’un dixième de seconde". C’est pourquoi ils jugent que le gain aérodynamique surpasse ce qui peut-être gagné en maniabilité.

Les vitesses moins élevées atteintes dans les rues de Monaco compliquent aussi le refroidissement des monoplaces.

C’est pour cette raison que, lors des essais organisés à Barcelone après le Grand Prix d’Espagne, Mercedes a testé un capot moteur muni d’une cheminée d’évacuation d’air chaud.

Comparaison de l'ailette de suspension de la Mercedes F1 W09 et de la Sauber C37
Comparaison de l'ailette de suspension de la Mercedes F1 W09 et de la Sauber C37

Photo de: Giorgio Piola

Après un début de saison un peu compliqué, Mercedes a apporté quelques subtiles modifications à sa W09 qui, on le sait, a remporté une victoire retentissante en Espagne.

À cette occasion, Mercedes a imité Sauber en installant une fine arête sur son triangle supérieur de suspension rehaussé. Cette arête sert à guider des flux d’air autour du coin supérieur du pneu, dans le but de réduire les turbulences habituellement créées à cet endroit.

Le circuit de Monaco exige les plus gros appuis aérodynamiques de la saison. Les modifications apportées aux W09 à Bakou et à Barcelone donnent une idée des solutions employées sur ces tracés qui exigent des appuis très différents.

Aileron arrière de la Mercedes F1 W09  pour Bakou et pour Barcelone
Aileron arrière de la Mercedes F1 W09 pour Bakou et pour Barcelone

Photo de: Giorgio Piola

Pour Bakou, l’aileron arrière remontait en ses extrémités tandis que pour Barcelone, le bord d’attaque était rectiligne. On peut aussi constater à quel point la corde du plan principal et du volet varient. L’aileron de type Barcelone génère beaucoup plus d’appui en ses rebords.

L’opinion de Gary Anderson

Monaco est le circuit qui exige l’angle de braquage du volant le plus élevé de la saison. Cet angle élevé ne sert pas seulement à négocier le virage en épingle du Loews, mais facilite aussi les dépassements sur ce tracé serré.

Vous allez me demander pourquoi alors ne pas concevoir une F1 possédant un angle de braquage de 20 degrés pour toute la saison ? La réponse est simple : il faudrait munir la voiture de suspensions beaucoup plus rigides et solides, car les charges aérodynamiques sont très élevées sur les circuits rapides. C’est donc une affaire de compromis.

Mercedes affirme avoir produit la voiture avec le plus long empattement. Il n’est pas aussi long que celui de la monoplace de l’an dernier, mais il est plus long que celui des autres voitures. Cela va-t-il causer des problèmes à Mercedes dans les rues de Monaco ?

Monaco n’est qu’un des 21 circuits de F1 actuels. C’est encore une fois une affaire de compromis. Il est probable que la W09 soit un peu plus paresseuse, moins à l’aise, et peut-être un peu plus sous-vireuse qu’une autre voiture plus courte.

Une monoplace longue produit plus d’appui, c'est vrai, car la basse pression située sous la voiture dispose d’une plus grande surface. Il est difficile de chiffrer tout cela, mais nous avons effectué quelques calculs qui démontrent pourquoi Mercedes s’entête à produire une voiture munie d’un long empattement.

Si la Mercedes possède un empattement de 3400 mm en comparaison aux 3200 mm des autres voitures, et que le sous-plancher représente 50% de l’empattement, cela nous procure une surface additionnelle de 100 mm au sous-plancher.

Si les voitures plus courtes disposent d’un fond plat d’une longueur de 1600 mm, cela signifie que le sous-plancher de la W09 possède une surface plus étendue de 6%. Si le sous-plancher génère 20% de l’appui total d’une voiture, cela signifie que la surface supplémentaire de la Mercedes produit 1,2% de tout l’appui.

Si une voiture à empattement plus court produit 1600 kg d’appui à une vitesse de 240 km/h, bien ce 1,2% représente alors une augmentation de 19,2 kg. La vitesse moyenne de la pole position fut de 166 km/h à Monaco l’an dernier, et comme on sait que l’appui est le produit du carré de la vitesse de la voiture, cela nous donne une augmentation d’appui de 9,2 kg. Sur les autres tracés de la saison, où les vitesses moyennes sont nettement plus élevées, l’avantage d’un empattement long est encore plus évident.

 
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