Dossier Tech'

Lundi 28 février 2011 1 28 /02 /Fév /2011 22:58

Deux "nouveautés" techniques pour 2011

 

Réglement technique 2011 :

des nouveautés pas vraiment nouvelles

 

En 2011, comme nous le savons, les pneus changent, mais ce ne sont pas les seules nouveautés techniques de la saison... si toutefois on peut parler de nouveauté.

 

~ Un aileron arrière mobile ~ 


Côté changement technique, la grande nouveauté se situe sur l’arrière, avec un nouvel aileron mobile.


L’intérêt du système ? Dans l’absolu : aller plus vite pardi.


Pourquoi ? Parce qu’un aileron plus braqué, c’est plus d’appui. C'est bien en virage, mais moins pour la vitesse de pointe, la trainée générée étant plus importante. Et ça, ce n’est pas terrible en ligne droite.


Comment fonctionne cet aileron mobile ? Le pilote appuie sur un petit bouton qui actionne le mécanisme pour augmenter l’écart entre les 2 flaps de l’aileron. L’écart passe ainsi de 15mm à 50mm et permet de modifier le flux aéro sur l’aileron : il se partage autour de l'aileron, ce qu'on appelle « calage ». L'effet est immédiat : forte perte d’appui et de trainée aérodynamique. Gain de vitesse estimé : de 15 à 20 km/h.
L’aileron retrouve sa configuration initiale dès que le pilote touche la pédale de frein. 

Lire la suite ...



 

 

 


Du coup, en théorie, avec un tel aileron, il suffirait d’adapter l’écart entre les flaps dans chaque portion de circuit pour optimiser l’équilibre appui / vitesse tout au long du tracé. Rien de révolutionnaire là-dedans, car ce principe est bien connu depuis longtemps. Il était simplement interdit jusque-là. Et qui dit interdiction dit moyen de la contourner. Les ingénieurs s’étaient penchés sur la question, proposant diverses solutions. La dernière en date, nous la connaissons bien : le fameux F-duct de l’an passé. On le rappelle, il s’agissait d’un système grâce auquel le pilote pouvait modifier le flux sur son aileron arrière en obstruant de la main l’entrée d’air d’un conduit à l’intérieur de la monoplace. Autorisé l’an passé, il est désormais interdit, mais en compensation la FIA a autorisé le fameux aileron arrière mobile.


Oui mais voilà, comme toujours en F1, tout n’est pas si simple ! Aileron arrière mobile oui, mais pas tout le temps, et pas n’importe comment.
Il sera utilisable à volonté en essais et en qualifs : les chronos devraient donc être sensiblement meilleurs lors des qualifications le samedi. Le dimanche, en revanche, l’aileron n’est pas destiné à augmenter la vitesse au tour, mais à faciliter les dépassements. Il ne pourra donc être utilisé que par le pilote qui se situe à moins d’une seconde dans le sillage du pilote qui le devance. Et uniquement s’il se trouve dans la zone de dépassement préalablement définie, soit les 600 derniers mètres de la ligne droite. Pour ne pas voir d'utilisation abusive de l'aileron ajustable, le système sera géré électroniquement par la FIA. Inactif au départ, il devient potentiellement actif à partir du 2ème tour. Dès qu'une voiture remplit les conditions de son utilisation, une diode s’allumera automatiquement dans le cockpit du pilote autorisé à faire usage de son aileron.
Vous trouvez ça restrictif ? si peu ! (ironie bien sûr)


La FIA a toutefois d’ores et déjà annoncé que des ajustements pourront être réalisés en cours de saison afin d’assurer l’efficacité du système. On espère bien, car des réserves ont déjà été émises de la part de plusieurs pilotes quant à son utilité réelle. Certains, comme Rosberg, s'inquiètent même de la potentielle dangerosité de ce système.


~ KERS ou SREC : le retour ~


Comme il y a 2 ans, le KERS sera bien là cette saison, mais il est facultatif. Chaque écurie décidera de l’utiliser ou non en fonction des circuits.


En 2009, il n'avait pas donné entière satisfaction, et l'ensemble des écuries s'était mis d'accord pour ne pas l'utiliser la saison dernière. Mais cette saison, il revient... plus fort ? Non, mais sûrement plus léger. On se souvient que c'était le poids du mécanisme qui gênait les écuries car elles disposaient de moins de lest à placer pour régler l'équilibre de la voiture. Cette saison, le KERS a donc perdu quelques kilos et devrait également être plus facile à installer et désinstaller. De plus, le poids minimum des F1 a été remonté de 620 à 640 kg pour inciter le maximum d'écuries à l'utiliser. Une bonne utilisation du KERS serait en effet un plus pour l'image de la F1, car ce système lui permet de retrouver un peu de son rôle de pionnière dans le développement automobile à l'aube du grand changement énergétique.

Côté gain de performance, rien n'a changé sur les limitations techniques imposées par le règlement : pas plus de 60 KW produits, c’est-à-dire environ 80 chevaux. Et une utilisation limitée à 400 Kj par tour, ce qui représente environ 6 secondes d’usage. Malgré ces limitations, le KERS devrait être plus efficace en 2011 selon l'écurie Lotus Renault, notamment en qualifications. Les monoplaces en tireraient un profit maximum sur leur tour lancé. Efficacité aussi lors du départ car le KERS devrait offrir un gain de performance substantiel, de 10 à 20 mètres sur le point de freinage pour le premier virage. Des avantages significatifs ne peuvent pas être ignorés.

Pour mieux (re)comprendre le KERS, visitez notre dossier tech'  !

Par Marie
Ecrire un commentaire - Voir les 0 commentaires
Dimanche 27 septembre 2009 7 27 /09 /Sep /2009 11:00

Fonctionnement et intérêts du KERS


On attendait une révolution, nous avons eu droit à un fiasco… mais pendant la première moitié de saison seulement, car depuis quelques courses, les écuries qui ont persisté commencent à remonter. Cela mérite bien de s’intéresser d’un peu plus près à lui : le KERS !

 La genèse : De plus en plus montrée du doigt en raison de sa grande tendance au gaspillage, la Formule 1 a tenté de "verdir" son image avec une nouveauté technologique qui devait rendre les F1 plus "écologiques". Ce nouveau sujet de recherche baptisée KERS pour ''Kinetic Energy Recovery Systems'' (en français, ''Systèmes de récupération d'énergie cinétique'' - SREC) a permis, dans une certaine mesure, à la F1 de retrouver son rôle de laboratoire de recherche pour l'industrie automobile. Derrière ce nom compliqué se cache une idée simple : récupérer l'énergie perdue au freinage pour la réutiliser plus tard.

Présenté comme une grande innovation, un pas considérable dans le sens d'une voiture plus écologique, le KERS n'est toutefois pas si novateur. En effet, des solutions de ce type existent déjà dans d'autres domaines, trains ou voitures hybrides par exemple. Le gros défi lancé aux ingénieurs était donc de l'appliquer à la F1 avec des contraintes de poids et de performance imposées. Ce n'était pas une mince affaire ! En effet, les monoplaces actuelles sont conçues bien en deçà du poids réglementaire fixé par la FIA, pour permettre de placer des lests afin d'équilibrer au mieux la voiture. Ainsi pour compenser le poids du KERS, il faut supprimer une partie de ce lest, ce qui peut perturber l'équilibre de la voiture.

Adapté à la Formule 1, le KERS est théoriquement utilisé comme un "coup de pouce" pour mieux accélérer à la sortie d'un virage ou aider au dépassement. En pratique, il sert aussi beaucoup à ne pas se laisser dépasser. Une innovation technologique et écologique théoriquement intéressante pour le sport et le spectacle si les écuries réussissaient à la mettre au point.

Le règlement de la FIA pour la saison 2009

 ~ Le KERS n'étant pas obligatoire, chaque écurie est libre cette saison d'introduire ou non ce nouveau système. Elles peuvent choisir de l'installer à la carte suivant les grand-prix, sur leurs deux monoplaces ou juste sur une seule.

~ Ne faisant pas partie du moteur, le KERS n'est pas soumis au gel des technologies et peut être modifié en cours de saison.

~ La puissance entrant et sortant doit être au maximum de 60kW, soit 80 chevaux, la puissance d’une Clio II 1.9 diesel.

~ L'énergie libérée doit être au maximum de 400kJ par tour, ce qui permet de l’utiliser pendant environ 6 secondes par tours à pleine puissance, en une ou plusieurs fois.

~ La libération de l'énergie doit être totalement contrôlée par le pilote. Il est interdit par exemple, d'utiliser l’électronique de bord pour enclencher le KERS progressivement au moment où le pilote appuie sur l’accélérateur. A l'inverse, l’accumulation de l'énergie se fait automatiquement lors des phases de freinage. En revanche, l'objectif étant d'utiliser de l'énergie recyclée issue des freinages, il est interdit de recharger le KERS lors d'un arrêt au stand. Au départ les Formule 1 peuvent s'élancer avec le KERS chargé, puisque pendant le tour de formation, ils peuvent le charger et l'utiliser dès que la ligne est franchie.

~ Le KERS doit être connecté sur le train arrière. Il n’est donc pas permis d’utiliser l’énergie produite par le freinage des roues avant pour recharger le KERS.


 Les solutions techniques envisagées

 Le règlement de la FIA pose un certain nombre de contraintes, principalement pour limiter la puissance du KERS, mais ne précise pas quelles technologies peuvent être utilisées, laissant toute liberté aux ingénieurs. Le stockage de l'énergie peut donc se faire soit sous forme mécanique soit sous forme électrique.

Les solutions mécaniques étudiées
 
~ L’accumulateur hydraulique
 
Cette technique utilise accumulateur hydraulique pour stocker l’énergie et une pompe hydraulique au freinage qui se transforme en moteur hydraulique pour restituer l’énergie. Cette solution avait été retenue par McLaren lors d'une première tentative de récupération d'énergie en 1999. Néanmoins, elle a été interdite par la FIA, l’époque étant plus à la limitation de puissance des monoplaces qu’à l’écologie.

~ Le volant d'inertie

Avec cette technique, le freinage met en rotation un disque relativement massif.

Le point négatif de cette solution : le comportement de la voiture risque d'être perturbé par l'effet gyroscopique* qu'il génère. Un effet qui sera variable suivant la vitesse de rotation du volant et qui risque de modifier le comportement de la voiture d'un tour sur l'autre.

Honda a, un temps, tenté de développer un Kers de ce type avec la société Flybrid avant d'abandonner le projet en même temps que l'écurie a été rachetée par Brawn.
Les solutions électriques étudiées : des alternateurs / moteurs électriques et des batteries

Cette solution est la plus proche de celle qui est utilisée par les moteurs hybrides actuels. C'est d'ailleurs cette solution qui a été retenue par les quatre écuries (Renault, Ferrari, McLaren, BMW) ayant utilisé un KERS en Grand Prix cette saison.

Trois éléments composent ce KERS :
  • - un moteur électrique relié au vilebrequin du moteur à qui il fournit la puissance supplémentaire
  • - des batteries ion-lithium capables de stocker et libérer très rapidement l'énergie
  • - un boitier de contrôle, lié au boitier électronique, qui permet de gérer la charge comme la décharge.
Les solutions mixtes possibles

Les écuries peuvent aussi choisir un mélange de ces différentes technologies. Il est ainsi par exemple possible d'utiliser un volant d'inertie pour stocker l'énergie mais de le séparer du moteur par un dispositif électrique.

Parmi les écuries engagées, Williams a développé un KERS hybride mécanique et électrique qui fonctionne comme suit : la monoplace utilise un volant en matériaux composite "chargé" de particules magnétiques. Ce qui permet d'intégrer le moteur/générateur dans la volant et gagner du poids. Jusqu'à présent, l'écurie britannique n'a pas encore incorporé ce dispositif à sa voiture lors des week-end de course, mais n'a pas renoncé à y parvenir d'ici la fin de saison.

Cette liste de solutions possibles n'est bien sûr pas exhaustive.


Les problèmes à résoudre

L'un des problèmes du KERS est sa dangerosité potentielle. Des précautions importantes doivent être prises pour les pilotes et les mécaniciens lorsqu'il est installé dans une auto. Même si des solutions semblent avoir été trouvées, le KERS n'est toujours pas exempt de tout danger.

L'autre problème, peut-être le plus important, et ce quelle que soit la solution retenue, est que le poids du système doit être limité (on parle de 40 à 60 Kg) et son encombrement doit être réduit afin d'être placé dans l'espace restreint d'une F1.
Concrètement, les batteries du KERS sont souvent situées sous le baquet du pilote, là où de la place peut être trouvée. L'impossibilité de placer les éléments du KERS là où ils pourraient servir l'équilibre de la voiture place les écuries dans une position délicate. Un choix cornélien s'impose à elles : puissance ou équilibre ?
La physionomie de la saison nous montre la réponse choisie : la plupart des équipes ne tournent plus avec leurs 2 voitures équipées du KERS. L'équilibre est donc privilégié aux 80 CV supplémentaires pendant 6 secondes par tour...
Le poids et l'encombrement restent à l'heure actuelle un problème insolutionné... ou insolutionnable ?

Il faut aussi que la mise en action du KERS tant au freinage qu'à l'accélération soit parfaitement contrôlable. Une accélération ou un freinage trop brutal risquent de perturber le comportement de la voiture et lui faire quitter la trajectoire, voire la piste.
Sur ce point, des solutions ont été trouvées.
Chez Renault notamment, les pilotes disposent sur leur volant de plusieurs boutons leur permettant de régler la charge et la décharge. Pour chaque circuit, l'équipe calcule quelle puissance d'énergie doit être emmagasinée dans les virages pour offrir la puissance maximale lors de la libération de l'énergie. Les pilotes ne touchent pas à ce bouton en course.
En revanche, ils peuvent intervenir sur la puissance libérée lors de la décharge. En effet, sous la pluie par exemple, libérer 80 CV peut s'avérer dangereux. Les pilotes peuvent donc abaisser le nombre de chevaux libérés, ils pourront alors en bénéficier plus longtemps.


L'avenir

La FIA a volontairement limité la puissance pour que la différence de performance entre les "bons" et les "mauvais" KERS ne provoque pas un trop gros écart de performance. Dans le futur, on a évoqué une possible augmentation de la puissance autorisée (on parle de 120kW) et l'extension du KERS au train avant : l'énergie pourrait être récupérée également sur les roues avant. Il a aussi été question d'un KERS standardisé comme c'est déjà le cas pour le boîtier électronique et comme cela pourrait prochainement l'être pour la boîte de vitesse.

Malgré ces projets plus ou moins réels, l'avenir du KERS en F1 semble compromis. Dépense importante pour peu de résultats, de nombreuses écuries ont déjà annoncé ne pas vouloir du KERS pour l'an prochain. La perturbation au niveau de l'équilibre de la voiture est trop importante pour que les 80CV supplémentaires, 6 secondes par tour, soient vraiment un avantage pour la course.

Un futur d'autant plus compromis que l'avenir à court terme du KERS en F1 est incertain. En 2010, il sera toujours autorisé par le règlement mais des annonces contradictoires sont parues dans les médias. D'un coté, la FOTA a annoncé que toutes les écuries s'étaient entendues pour ne pas l'utiliser, et de l'autre côté, Williams a indiqué qu'ils développeraient leur solution hybride mécanique/électrique la saison prochaine, en vue d'une probable utilisation, même si sur ce dernier point, Sam Michael a fait une légère marche arrière.

A plus long terme, c'est le successeur de Max Mosley à la tête de la FIA qui devra trancher sur l'avenir du KERS, et plus largement, sur l'avenir "écologique" du sport automobile.


Les retombées industrielles

Un des arguments des opposants au KERS était l'impossibilité d'appliquer les solutions techniques retenues pour la F1 à la voiture de monsieur tout le monde. S'il est évident que nous ne conduirons jamais une voiture équipée d’un petit bouton rouge permettant de dépasser plus facilement la voiture de police qui nous précède, certaines avancées technologiques pourraient trouver leur voie dans nos futures voitures. C'est le cas, par exemple, pour les solutions électriques avec les travaux effectués sur la réduction de la taille des moteurs électrique de forte puissance et la conception de batteries de faible encombrement capables d’être chargées et déchargées en quelques secondes. Du coté des solutions mécaniques, Williams a créé une société dont l'objectif unique est de vendre à toute société qui en aurait l'utilité les technologies développées pour la F1. Les retombées industrielles ne seront donc certainement pas nulles comme le prévoyaient les pessimistes.

___________________________________________________________________
* Effet gyroscopique : La démonstration la plus simple et la plus parlante consiste à tenir à bout de bras une roue de vélo par les écrous du moyeu et de la faire tourner rapidement par une autre personne. Lorsque l'on tente de pencher sur le côté la roue en rotation, on ressent une résistance. C'est la conservation du moment de rotation qui tend à s'opposer à ce mouvement. (Wikipédia)
Par Cédric et Marie
Ecrire un commentaire - Voir les 0 commentaires
Mercredi 12 mars 2008 3 12 /03 /Mars /2008 16:23

Les nouvelles règlementations 2008

Réglementation les nouveautés de 2008


Comme chaque saison, la FIA a modifié le règlement de la Formule 1, tant au niveau technique qu'au niveau sportif. Les buts restent les même depuis quelques années : réduire les coûts, garantir une sécurité maximum aux pilotes et surtout améliorer le spectacle. Pour vous y retrouvez voici un petit tour d'horizons des changements.



Côté règlement technique :

Le moteur :

En 2007, la FIA avait imposé aux équipes un gel sur le développement des moteurs pour dix ans ainsi que des normes strictes pour de nombreux paramètres comme l'obligation d'utiliser un V8 de 2400 cm³ ayant un angle de 90° et la limitation du régime maximal à 19 000 tours/min.
En 2008, d’une part, la FIA continue sur sa lancée en étendant encore le périmètre d'homologation des pièces du moteur. L’objet de cette règle est de limiter le développement des accessoires du moteur qui ne produisent au final qu'un faible gain de performance sur la piste pour un coût maximum.
D'autre part, pour une raison que nous ignorons, la FIA a décidé d'accorder un bonus aux écuries : en effet, comme c'est la règle depuis 2006, les moteurs devront tenir deux GP sous peine pour le pilote d'être rétrograder de 10 places sur la grille de départ, mais le premier changement de moteur de la saison ne sera pas pénalisant. Une condition toutefois : la casse doit être effective (pas de changement de moteur préventif).


Le boîtier électronique unique :
"Tous les composants du moteur et de la boîte de vitesse, y compris l'embrayage, le différentiel et tous les activateurs associés doivent être contrôlés par un boîtier électronique qui a été fabriqué par un fournisseur désigné par la FIA, selon les spécifications dictées par la FIA"
C’est LA nouveauté 2008 ! Et elle a déjà fait couler beaucoup d'encre. En effet, ce boitier, ’’SECU’’ ou ‘’ECU’’ de son petit nom (Standard Electronic Control Unit), est produit par une filiale de McLaren. De là à affirmer que l'écurie anglaise sera favorisée puisqu’elle n’aura pas besoin de temps d'adaptation, il n'y a qu'un pas... que de nombreux teams ont franchi ! Si la polémique n'a pas trop enflé cet hiver, il est à craindre qu'elle soit relancée si McLaren domine trop les débats lors des premiers GP. A suivre...
undefined D’un point de vue technique, l’objectif de ce boîtier est la disparition des aides au pilotage comme l'anti-patinage ou la gestion électronique du frein-moteur. En clair, le pilote devra maintenant doser avec plus de précisions accélération et freinage sous peine de tête à queue ou de blocage de roue intempestifs. En redonnant ainsi la part belle au pilotage et au talent des pilotes, la FIA espère favoriser le spectacle sur la piste. Voilà qui devrait nous plaire même si un doute persiste : qu'en sera t-il sous la pluie ? Les F1 risquent d'être particulièrement instables avec tous les risques que cela comporte pour la sécurité.
A noter que l'adoption de ce boîtier est chiffrée en termes de perte d'efficacité à quatre dixièmes de seconde par tour.


 Cockpit :

Tous ceux qui ont vu le GP d'Australie 2007 se rappellent de l'accrochage entre Wurz et Coulthard : la voiture de l'Ecossais est passée par-dessus la Williams, les roues de la RedBull n'évitant que de quelques centimètres du casque de l'Autrichien. Cet accident, sans conséquence heureusement, a incité la FIA à renforcer les protections latérales du cockpit, principalement autour du casque du pilote pour réduire les risques de blessures. Comme les images parlent mieux qu'un long discours : undefined


Carburant :
 undefined
Le bio est tendance en ce moment et la F1 tente de se créer une image de marque en imposant un carburant bio aux écuries "Un minimum de 5,75 % du carburant utilisé doit comporter des éléments issus de sources biologiques". Cette mesure anticipe de deux ans la norme qui sera appliquée aux voitures de série à partir de 2010.



 Côté règlement sportif :

Disparition de la voiture de réserve :

Gare aux multiples sorties de pistes pour les écuries en 2008 ! En effet cette année chaque équipe n'aura le droit de n'apporter que 3 châssis par course, contre quatre auparavant.


La boîte de vitesse :

Après le moteur, c'est à la boite de vitesse que la FIA s'attaque en prolongeant sa durée de vie de 4 GP consécutifs. Et comme pour le moteur, si un pilote doit utiliser une boite de remplacement il sera rétrogradé de cinq places sur la grille de départ. Cependant cette pénalité ne s'appliquera pas en cas d'abandon en course. De plus les écuries pourront changer les rapports de boite une fois par week-end afin qu'ils soient s'adaptés aux spécificités de chaque circuit.


Les qualifications :

Si le format de qualification mis en place depuis 2006 donne globalement satisfaction, il mérite quand même quelques retouches pour cette saison :
    - Avec les préoccupations écologiques qui envahissent la F1, le gaspillage de carburant lors de la troisième séance de qualification (Q3) quand les pilotes tournaient pour vider le réservoir afin de se qualifier "à vide" devenait impensable et était vivement critiqué. Ainsi en 2008 "Il ne sera pas autorisé d'ajouter ou d'ôter du carburant à toute voiture participant à Q3 entre le départ de Q3 et le départ de la course". C'est-à-dire que les pilotes feront la dernière partie de la qualif avec l'essence nécessaire pour le premier relais de la course sans avoir l'autorisation de compléter le réservoir avant le départ. Donc pour avoir une chance de bien se qualifier il est probable que les stratèges des écuries choisissent de faire des premiers relais plus courts que ceux de 2007.
    - Toujours avec l'objectif de réduire les tours servant à brûler le carburant pour alléger la voiture, la durée de chaque phase des qualifs sera modifiée. Ainsi la Q1 passera de 15 à 20 min, pas de changement pour la Q2 : 15 min et la Q3 ou super-pôle ne durera plus que 10 min. Avec ce changement la FIA espère aussi accroire la tension en laissant de moins en moins de temps aux pilotes pour faire un temps compétitif.
 
Par Marnie
Ecrire un commentaire - Voir les 2 commentaires
Créer un blog gratuit sur over-blog.com - Contact - C.G.U. - Rémunération en droits d'auteur - Signaler un abus - Articles les plus commentés