La Formule 1 est un sport défini par la rapidité avec laquelle les ingénieurs peuvent résoudre des problèmes de physique. La transmission et l’aérodynamique sont les deux piliers de cette ingénierie. On déplace le pouvoir. L’autre déplace l’air. Si vous vous trompez, vous n’êtes qu’un presse-papier très coûteux.
Le passage de six à sept vitesses
Le travail de la transmission est brutal dans sa simplicité : prendre la puissance du moteur et la transmettre aux roues arrière. Il se boulonne directement à l’arrière du bloc moteur. Vous voyez toujours des composants familiers à l’intérieur. Une boîte de vitesses. Un différentiel. Un arbre de transmission. Mais les règles dictent les détails.
Vous avez besoin d’un minimum de quatre vitesses avant. Le maximum est de sept. Pendant longtemps, les unités à six vitesses étaient la norme. Puis le sport a changé. Désormais, les boîtes de vitesses à sept rapports sont la norme. Il y a aussi une marche arrière. Cela semble anodin jusqu’à ce que vous essayiez de sortir d’un bac à gravier à 200 km/h.
La boîte de vitesses se connecte au différentiel. Cet ensemble d’engrenages permet aux roues arrière de tourner à différentes vitesses lorsque vous tournez le volant. Sans cela, vous arracheriez les pneus ou casseriez un essieu. Le différentiel se connecte ensuite à l’arbre de transmission. La puissance atteint le tarmac.
Changer de vitesse n’est pas comme votre trajet quotidien. Il n’y a pas de levier de vitesses en H. Les conducteurs utilisent les palettes derrière le volant. La palette de gauche rétrograde. Palette à droite pour passer les rapports supérieurs. C’est rapide. C’est précis. L’intention est manuelle, même si l’exécution semble électrique.
Les transmissions entièrement automatiques sont légales dans leur concept mais interdites dans la pratique. Les systèmes de contrôle de lancement qui automatisent le changement sont également illégaux. Pourquoi? Maîtrise des coûts et compétence du chauffeur. Si un ordinateur peut parfaitement optimiser chaque changement de vitesse, le conducteur devient un passager. Le sport veut un pilote qui combat la voiture à chaque fraction de seconde.
Des ailes qui poussent vers le bas
L’aérodynamique définit une voiture de F1 autant que le moteur. Une vitesse élevée nécessite deux choses : une faible traînée et un appui aérodynamique élevé. Les voitures sont basses et larges pour fendre les airs. Mais il faut aussi qu’ils soient fixés au sol.
Les ailes font ce travail. Ils sont apparus dans les années 1960. Ils fonctionnent selon les mêmes principes que les ailes d’avion. Sauf que les ailes des avions créent de la portance. Les ailes de F1 créent une force d’appui. Cette force maintient la voiture sur la piste dans les virages. Les ingénieurs ajustent constamment l’angle des ailes avant et arrière. Ils recherchent l’équilibre idéal. Moins de traînée signifie plus de vitesse en ligne droite. Plus d’appui signifie plus d’adhérence dans les virages.
Dans les années 1970, les ingénieurs de Lotus ont réalisé que la voiture elle-même pouvait être une aile. Ils ont conçu un train d’atterrissage qui aspirait l’air sous le véhicule. Une basse pression s’est formée en dessous. La voiture a été démolie. C’est ce qu’on appelle l’effet de sol. C’était rapide. C’était aussi dangereux. Les voitures resteraient coincées sur la piste. Les conducteurs ont perdu le contrôle. Le sport l’a interdit. Des réglementations strictes régissent désormais les dessous.
Aujourd’hui, le plancher doit être plat du cône avant jusqu’à la ligne de l’essieu arrière. Après cette ligne, les ingénieurs ont plus de liberté. La plupart utilisent un diffuseur. Il s’agit d’un dispositif de balayage vers le haut situé sous le moteur et la boîte de vitesses. Il canalise l’air vers le haut et vers l’arrière. L’effet est une succion. Plus d’appui gratuitement.
La gestion du flux d’air est primordiale. Les Plaques d’extrémité se trouvent sur les bords des ailes avant. Ils captent l’air et le guident le long du côté de la voiture. Ils empêchent l’air turbulent de se répandre au milieu. Ensuite, il y a les planches de barge. Ceux-ci sont situés juste derrière les roues avant. Ils captent l’air chaotique des pneus. Ils l’accélèrent. Ils le nettoient. Ils créent encore plus d’appui.
Le résultat est stupéfiant. L’appui total généré est d’environ 2 500 kilogrammes. Soit 5 512 livres. La voiture pèse environ 750 kilogrammes. La force d’appui est plus de quatre fois supérieure au poids de la voiture elle-même. Vous pouvez prendre un virage à des vitesses qui feraient sortir une voiture de route de la piste.
Il s’agit simplement du transfert de puissance et de l’air. La suspension doit gérer les forces G. Les freins doivent vous empêcher d’atteindre une vitesse supérieure à celle que la physique devrait permettre. Les pneus doivent coller. Nous les examinerons ensuite.
