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Les F1 à forte inclinaison ont-elles fait leur temps ?

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Les F1 à forte inclinaison ont-elles fait leur temps ?
Par :
Co-auteur: Jonathan Noble

Les progrès faits par Mercedes avec sa Formule 1 cette année, en plus des difficultés de Red Bull à dompter la RB16, ont rouvert le débat sur les voitures "high rake".

Depuis l'entrée en vigueur de la réglementation aéro actuelle, les équipes sont divisées concernant la meilleure direction à prendre, avec Mercedes à un bout du spectre et Red Bull Racing à l'autre. Pour l'écurie autrichienne, la croyance repose sur l'idée qu'une voiture à forte inclinaison (ou "high rake"), avec l'arrière plus haut que l'avant, est la meilleure façon de progresser.

Mais sur la base de ce début de saison, et en particulier des difficultés rencontrées par la structure de Milton Keynes pour contrôler sa monoplace alors que la solution à inclinaison faible (ou "low rake") de Mercedes est très performante, d'aucuns suggèrent que la solution à forte inclinaison a atteint les limites de son potentiel.

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La semaine passée, Motorsport.com a présenté cette théorie à l'ancien pilote Red Bull Daniel Ricciardo. "Je ne suis pas aérodynamicien mais je dirais que c'est peut-être exact. Je sais, par rapport à ce que je pense savoir et avoir vu au fil des années, surtout des succès de Red Bull à l'époque de Vettel et Webber, qu'il s'agissait d'essayer de faire en sorte que l'inclinaison soit de plus en plus forte."

"Maintenant, bien plus récemment, Mercedes semble avoir connu plus de succès avec quelque chose de moins extrême. Il semble donc que l'on en revienne à cela... On dirait que [la philosophie high rake] a atteint son apogée et que désormais on essaie de trouver d'autres manières d'aller vite."

Les avantages de la forte inclinaison

Comme la plupart des choses en Formule 1, la réponse factuelle sur le débat du high rake n'est pas si simple. Car si de l'extérieur il semble souvent qu'un concept soit meilleur qu'un autre, il y a de nombreux facteurs qui font qu'il s'agit d'une situation en constante évolution et qu'il n'y a pas une solution unique qui convienne à tout le monde.

L'angle d'inclinaison au moment de régler la voiture est, tout simplement, un facteur aérodynamique. Plus vous pouvez mettre d'angle sans perturber le flux d'air vers le diffuseur, plus vous pourrez potentiellement produire d'appui car il y aura plus d'air sous la voiture. Mais il y aura un plafond à partir duquel les gains en termes d'appui ne pourront plus être trouvés car il y aura trop de perturbations, de sorte que le flux d'air sous la voiture ne se comportera pas correctement.

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C'est peut-être ce qui se passe chez Red Bull cette année, où l'appui aéro théorique que l'écurie peut atteindre en soufflerie ne serait pas corroboré par la réalité des performances de sa voiture en piste dans différents types de virages.

Les perturbations peuvent être déclenchées par divers facteurs, y compris la sensibilité de la hauteur de caisse, les turbulences créées par les roues avant et arrière ou encore un design aérodynamique inefficace.

Pour Red Bull et les écuries qui ont suivi ce concept high rake, étant donné son ratio de victoires pendant ses années de domination, le contrôle des turbulences créées par les roues avant et arrière a été et est toujours un facteur crucial.

Red Bull a bien appris à gérer ces facteurs par le passé.

Des tactiques d'échappements soufflés ont été mises en place pendant l'ère du V8 afin d'aider à amoindrir les effets des turbulences des pneumatiques sur le diffuseur, alors qu'à l'avant de la monoplace, des ailerons flexibles aidaient à garder le contrôle sur les turbulences créées par les pneus.

Les règles ayant continuellement changé pendant toute cette période, l'approche des écuries a changé également ; il y avait une constante, à savoir l'effort fait par Red Bull pour sceller les bords du fond plat et le diffuseur, où cela était possible, des turbulences créées par les pneus.

Au moment d'entrer dans l'ère hybride, certaines de ces astuces ont été anéanties car le design global des voitures a été simplifié. Cela a ouvert la porte pour l'émergence d'un concept aéro rival à la forte inclinaison de Red Bull. Mercedes, avec sa philosophie à faible inclinaison, a refait une partie du déficit aérodynamique en augmentant l'empattement ainsi que la longueur du fond plat, et en diminuant l'impact des turbulences sur le fond plat et sur le diffuseur.

Mercedes avait et a toujours préféré un niveau d'appui aéro constant et utilisable sur une plus large gamme de conditions de fonctionnement au pic absolu qui peut être atteint avec un set-up à plus forte inclinaison.

Dans le cas de la marque à l'étoile, cela a toujours été complété par un système de suspension très souple, tout d'abord avec le FRIC et ensuite avec des suspensions hydrauliques indépendantes, qui permettent de stabiliser la plateforme de la voiture.

Un fond plat qui scelle

La réglementation 2017 a été à l'origine introduite pour augmenter le niveau d'appui qui pouvait être produit afin de réduire les temps au tour. Mais, en rendant les voitures plus larges, les règles relatives au bord du fond plat n'ont pas été contrôlées. Cela a rapidement conduit les écuries à mettre en place une série de solutions qui ont permis de sceller le bord du fond plat et d'augmenter le niveau d'appui pouvant être atteint.

Diapo
Liste

Fond plat de la Ferrari SF71H

Fond plat de la Ferrari SF71H
1/6

Photo de: Giorgio Piola

Modifications du fond plat de la Ferrari SF70H

Modifications du fond plat de la Ferrari SF70H
2/6

Photo de: Giorgio Piola

Fond plat de la Haas VF-17

Fond plat de la Haas VF-17
3/6

Photo de: Giorgio Piola

Fond plat de la McLaren MCL32

Fond plat de la McLaren MCL32
4/6

Photo de: Giorgio Piola

Vue de dessus de la Red Bull RB15

Vue de dessus de la Red Bull RB15
5/6

Photo de: Giorgio Piola

Vue de dessus de la Ferrari SF90

Vue de dessus de la Ferrari SF90
6/6

Photo de: Giorgio Piola

Ces trous totalement fermés qui sont désormais autorisés sur le bord du fond plat créent un vortex qui empêche le sillage provenant de la roue d'être absorbé par le fond plat. Plus encore, les trous, au lieu des fentes, devant le pneu arrière ajoutent un peu plus de puissance pour limiter les effets des turbulences liées aux pneus sur le diffuseur. Et, si cela aide les voitures qui ont une forte inclinaison, c'est en fait encore plus avantageux pour celles qui ont une inclinaison plus faible, telles que Mercedes.

Le package global reste souverain

Il est intéressant de noter que, dans les deux cas, les équipes dominantes doivent également remercier le moteur/l'unité de puissance pour leurs succès aérodynamiques.

Red Bull a pu utiliser le moteur Renault pour exploiter les diffuseurs soufflés et l'inclinaison agressive comme personne. La structure plus longue de l'unité de puissance Mercedes l'a conduit à prendre le chemin de l'empattement plus long et de l'inclinaison plus faible.

En outre, le passage d'un concept à un autre est un chemin extrêmement long et coûteux, l'inclinaison ne constituant qu'un ingrédient d'une recette très finement équilibrée.

Le high rake est essentiellement devenu la marque de fabrique de Red Bull et cela veut dire que l'écurie ne va probablement pas l'abandonner. Les autres écuries qui ont suivi cette tendance, représentant la majorité du peloton à divers degrés, ont également subi la douleur et les dépenses liées au passage d'un concept à l'autre.

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Racing Point a effectué ce changement, mais il a fallu un passage intense en soufflerie et l'utilisation de la même suspension arrière et de la même boîte de vitesses que Mercedes pour que cela fonctionne.

Et même si le concept Mercedes porte ses fruits aujourd'hui, n'oublions pas qu'il n'y a pas si longtemps, l'écurie qualifiait ses voitures de "divas" et que des questions se posaient souvent sur le fait qu'elle n'augmentait pas son inclinaison comme le reste de la grille.

Une clé du débat en cours sera de voir à quelle vitesse Red Bull pourra surmonter ses difficultés actuelles. Si la structure corrige les irrégularités au niveau de l'équilibre qui ont perturbé son début de campagne, elle pourra alors réaliser les progrès nécessaires pour au moins mettre Mercedes sous pression.

Mais si elle continue de peiner à comprendre comment résoudre ses difficultés, alors les arguments contre les monoplaces high rake seront probablement encore plus puissants.

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Auteur Matt Somerfield