L'aérodynamisme


 

11 – Les pontons

Les pontons sont des ouvertures à l’entrée du moteur, situés après les déflecteurs et qui servent à faire varier la température du moteur selon l’angle d’ouverture. Ils mènent l’air vers les radiateurs qui s’occupent de refroidir le moteur.

Ponton

12 - L’effet de sol 

Il n'y a cependant pas que les ailerons qui peuvent donner de l'appui à la monoplace. Le dessous de la voiture, appelé "fond plat" est aussi très travaillé pour permettre à l'air de sortir plus vite qu'il n'y est entré, ce qui créé une dépression sous la voiture, lui permettant alors de coller à la piste. On appelle cela l’effet de sol. Depuis 1994, une planche en bois (maintenant en carbone) a été imposée sous le fond plat pour surélever la voiture et atténuer la tenue de route car les ingénieurs avaient inventé la jupe aérodynamique qui était un grand appendice sous la voiture qui emprisonnait l’air et qui produisait une succion tellement grande que même les forces G ne pouvaient décoller la voiture du sol, ce qui entraînait souvent des cassures qui pouvaient provoquer un grave accident; et si la voiture décollait un peu du sol, elle se mettait à voler, ce qui était encore plus dangereux pour le pilote.

                   

Mouvement de l’air sous la voiture provoquant l’effet de sol

Effet de sol

En bleu, la planche qui limite l’effet de sol.

13 – La charge verticale

La charge verticale est la somme de tous les efforts verticaux que subit le véhicule. Cela comprend le poids de la voiture, les efforts dus à l'aérodynamique, les efforts dus à l'inertie lors d'une accélération ou d'un freinage (transfert de charge). La charge verticale a une influence prépondérante sur le comportement de la voiture: elle influe sur tous les efforts si bien que le pneu peut passer à travers la suspension. En règle générale, plus la charge verticale est importante, plus la voiture "collera" à la route.

14 - La soufflerie

Un autre aspect de l’aérodynamisme qui est très important  est la soufflerie. C’est une pièce aménagée spécialement pour tester l’écoulement de l’air sur la carrosserie et toutes les appendices aérodynamiques. Tout le développement à ce niveau se fait ici car toutes les meilleures écuries possèdent une soufflerie privée. C’est très dispendieux (entre $20 et $30 millions) et seules les écuries les plus riches peuvent se permettre d’en posséder une. Les autres se doivent d’en louer une de temps à autre sinon elles ne pourront pas suivre les plus performants et ils seront condamner à disparaître, car il faut souligner que pour qu’un constructeur ait le droit de faire courir sa voiture lors du Grand Prix, elle doit absolument être dans les 107% du temps de qualification de la voiture la plus rapide. Une voiture pas suffisamment performante se verra refuser le départ (cela arrive assez fréquemment à Minardi). En bref, sans soufflerie on ne va nulle part.

Schéma d'une soufflerie

Soufflerie pour formule 1. Remarquez l’écoulement de l’air au-dessus de la voiture. Il y a un tapis roulant sous la voiture qui provoque le roulement des roues.

Diagramme qui montre l’écoulement de l’air. Remarquez la turbulence à l’arrière.

Résistance de l’air selon l’angle à laquelle l’air va frapper.

15- Le banc à vérins

 

On utilise la dynamique des fluides par modélisation informatique afin de simuler le passage de l’air autour de la voiture sur un écran d’ordinateur. Pour ce faire, on place la monoplace sur un banc à vérins qui est le simulateur le plus important après la soufflerie car il permet de remplacer les tours de piste que l’on ne peut pas faire à cause de la réglementation.

 

Cet appareil est un système servohydraulique d’essai et de simulation de mouvement et il sert surtout à développer les suspensions et les amortisseurs. À l'aide de la télémétrie, les sept vérins hydrauliques, situés sous les roues et les extrémités de la voiture, permettent au banc de reproduire les chocs et forces générés à chaque tour de circuit. Améliorer les performances des amortisseurs est essentiel : plus la voiture absorbe facilement les chocs, plus ses performances aérodynamiques sont bonnes et constantes. Le rôle du banc au cours d'un week-end de course est tout aussi important : en étudiant les données collectées lors des séances d'entraînements du vendredi, les ingénieurs peuvent, de retour à l'usine, perfectionner le réglage prévu pour la course du dimanche.

Banc à vérins

Chaque mouvement est analysé par ordinateur

Un ingénieur ajuste les vérins sous le banc afin de faire passer un test à une monoplace.

 

16- Le système de réduction de traînée aérodynamique (DRS - Drag Reduction System)

Instauré depuis 2011, le DRS est un système géré électroniquement qui permet d'ouvrir l'aileron arrière de la voiture afin d'annuler l'effet de traînée aérodynamique et ainsi permettre au pilote d'augmenter ses chances de dépassement par rapport à la voiture devant lui. En ouvrant l'aileron arrière, cela permet à la voiture d'accélérer et de réduire les turbulences.

Le pilote active le DRS via un bouton sur le volant et l'aileron se referme aussitôt qu'il appui sur le frein. On ne peut cependant utiliser ce système partout : selon la configuration du circuit, on peut l'utiliser à un ou deux endroits spécifiques, toujours sur une longue ligne droite qui précède un virage lent. Le pilote doit se trouver à moins d'une seconde de la voiture qui le précède pour avoir l'autorisation d'appuyer sur le bouton déclencheur et c'est un système de chronométrage implanté dans le sol qui allume un voyant lumineux dans le cockpit du pilote, l'avertissant ainsi qu'il se trouve à moins d'une seconde de son adversaire.

En complément au SREC, le DRS permet d'annuler l'avantage que possède la voiture qui se trouve devant pour se défendre car la FIA s'est rendue compte que même si le SREC est un excellent dispositif, si les deux voitures l'utilisent lors d'une tentative de dépassement, que les avantages s'annulent. Le DRS permet ainsi de rétablir l'avantage à la voiture la plus rapide afin de donner un bien meilleur spectacle. Les résultats sont spectaculaires car même à Monaco on peut dépasser régulièrement. On peut dire que le DRS a révolutionné la Formule 1 et a ramené beaucoup de partisans vers ce sport.

Le bouton bleu déclenche le DRS

 

DRS fermé

 

DRS ouvert

 

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