L'électronique

1. Comment cela fonctionne-t-il ?
2. Le volant
3. Différents éléments électroniques utilisés en F1
4. Appareils de chronométrage et de détection

4.1 Logiciels de chronométrage

---

L’électronique est tellement importante en Formule 1 aujourd’hui, qu’il serait impossible que cette voiture roule sans ce système. Elle en dépend en tout car elle gère tous les organes vitaux, des freins à la boîte de vitesse en passant par le moteur. Il est fréquent de voir une voiture abandonner en raison de problèmes dus à l’électronique; cela exprime bien son importance.

Chaque pièce importante d’une monoplace est munie de capteurs (on en compte surtout dans le moteur) qui sont de petits appareils qui envoient des informations à l’unité centrale du véhicule, qui est composée par deux boîtes situées de chaque côté de la monoplace et parfois on en a une autre à l’arrière, qui envoient à leur tour toutes les informations aux stands, qui sont analysés par les ingénieurs. Ainsi, l’équipe peut voir s’il y a des problèmes sur une pièce précise et ainsi avertir le pilote de corriger son pilotage selon le problème encouru. Ce complexe d’informations se nomme la télémétrie.

Depuis 2002 la télémétrie est bi-directionnelle, ce qui veut dire qu’en plus de recevoir des informations du véhicule, l’équipe peut envoyer à son tour des informations à la voiture afin de corriger les problèmes. Les ingénieurs peuvent même limiter le régime moteur à distance; même si le pilote met le pied au plancher, le moteur ne dépassera pas le régime programmé par les ingénieurs. Tout cela est possible à l’aide de logiciels particuliers qui varient d’une écurie à l’autre. Cependant, la télémétrie redeviendra uni-directionnelle pour la saison 2003.

1 - Comment cela fonctionne-t-il ?

Chaque véhicule est parcouru par plus d’un kilomètre de câbles, reliés à une centaine de capteurs et de calculateurs, disposés à des endroits stratégiques du véhicule. Chaque aspect de la voiture, que ce soit la vitesse, la température des freins et du moteur, le débattement des suspensions et des pédales, la force gravitationnelle (communément appelée G), sont mesurés et contrôlés depuis les stands. À chaque fois que la voiture passe la ligne d’arrivée, environ 4 à 20 Mo de données des parties vitales de la monoplace sont téléchargés par micro-ondes en temps réel vers différents ordinateurs, où les ingénieurs peuvent alors surveiller les performances du véhicule, et on peut dépasser les 40 Mo d’informations si on branche un portable à la voiture lorsqu’elle revient aux stands. Les écuries doivent apporter plus de 30 kg d’équipements informatiques à chaque Grand Prix afin d’aider les pilotes à trouver les bons réglages et à diagnostiquer tout problème survenant sur la voiture lors de la course.

L’unité centrale qui contrôle tout et qui épie chaque partie de la Formule 1 se nomme ECU (electronic control unit). Ce sont ces fameuses boîtes noires qui sont situées de chaque côté du véhicule et qui envoient ou qui reçoivent des informations. On les programment tout au cours du week-end du Grand Prix à l’aide d’un portable et selon le type de circuit sur lequel on court.

Ainsi, si on se retrouve à Monaco par exemple, l’ECU sera programmé afin que le calculateur moteur puisse aider les pilotes à mieux doser la puissance à l’accélération en rendant la première moitié du mouvement de la pédale très sensible, et la dernière moitié moins sensible. Ce qui signifie que le pilote aura un bon contrôle de la puissance en sortie de virages serrés sans que les roues arrières ne patinent.

Si on se retrouve sur un circuit beaucoup plus rapide comme à Monza, le pilote doit passer la puissance plus franchement en sortie de chicanes pour conditionner une meilleure vitesse de pointe. L’accélérateur sera configuré de telle sorte qu’un léger mouvement de pédale entraîne une pleine accélération. Il est également possible de négliger tout mouvement parasite de l’accélérateur, comme lorsqu’un pilote passe sur une bosse et que son pied se déplace légèrement. Ainsi, le calculateur moteur peut couper ces mouvements parasites et garder toute la puissance du moteur tout au long de la ligne droite, et cela même s’il y a des bosses à répétition. Ceci est possible car il n’y a aucun lien direct entre l’accélérateur et le moteur. La position de l’accélérateur est transmise à un senseur qui envoi un signal au calculateur, qui lui, envoi le signal au moteur.

Les informations par l'ECU sont vigoureusement analysées par les ingénieurs et les pilotes. En bas à droite, exemple de données télémétriques.

Les quatre principaux domaines dans lesquels l’électronique a le plus d’influence sont : le contrôle de la traction, la gestion de la boîte de vitesse, le différentiel et le départ.

Le contrôle de la traction implique une libération totale du contrôle du moteur, ce qui veut dire que le comportement du propulseur peut être contrôlé non seulement par le pilote, mais aussi en fonction de la réalisation de la prestation : lorsque la voiture perd sa traction, la centrale électronique met le pilote sur la touche et modifie quelque peu sa demande en vue d’obtenir la meilleure prestation possible. Le système d’anti-patinage permet au pilote de se concentrer totalement sur sa course car il n’a plus à se préoccuper des changements de vitesse ni du départ (si tout fonctionne bien), même si plusieurs pensent que les pilotes sont plus rapides lorsqu’ils effectuent un départ manuel plutôt qu’un départ géré électroniquement. Ce fait a été prouvé mais le problème est qu’un pilote ne peut répéter le même exploit 100 fois de suite. C’est pourquoi on laisse le choix au pilote d’effectuer un départ manuel ou assisté.

Pour ce qui est du différentiel, la FIA exige que les constructeurs ne puissent utiliser un différentiel qui de façon mécanique, pourrait avoir une fonction directrice; mais par contre, le logiciel de gestion est libre de répartir le couple de la manière la plus efficace possible sur l’axe postérieur.

En ce qui concerne les réglages des pilotes, chaque écurie fournit des programmes informatique identiques à chacun de ses pilotes, mais ce sont les paramètres que les ingénieurs introduisent dans ces programmes qui varient selon la sensibilité de chacun. Un pilote qui aime avoir plus de sous-virage recevra certains paramètres et celui qui préférera le survirage en recevra d’autres. Du point de vue technique, le pilote peut encore changer certains paramètres durant la course, mais selon une base de données que les ingénieurs reçoivent grâce à la télémétrie.

Il est important de limiter le plus possible la gestion électronique car sans les restrictions de la FIA, il y aurait longtemps qu’il n’y aurait plus de pilotes à bord des monoplaces; tout se ferait automatiquement par téléguidage, mais il n’y aurait plus aucun intérêt pour les amateurs de Formule 1, de voir seulement des voitures performer seules. Même s’il y a des restrictions, on se demande s’il y en a assez car le pilotage actuel n’a plus rien à voir avec celui des années 50. 60, 70 et même 80; en effet, lors de ces décennies les pilotes devaient vraiment se battre avec leur voiture et se concentrer sur chaque aspect de la course pour pouvoir performer. Aujourd’hui, même si les voitures sont beaucoup plus rapides et sophistiquées, les pilotes sont un peu pépères; ils n’ont qu’a bien négocier les virages et à rester en piste; ce qui fait qu’un quintuple champion du monde comme Michael Schumacher, n’a pas la même valeur qu’un quintuple champion du monde comme Juan Manuel Fangio; il n’y que le chiffre 5 qui est comparable et non pas l’exploit. Pour comprendre cela, on n’a qu’a jouer avec des simulateurs tels que Grand Prix Legends de Sierra pour les voitures des années 60, la portion des voitures des années 50 de Monaco Grand Prix simulation 2 de Ubi soft, et des simulateurs modernes pour les voitures des années 2000. En jouant à ces simulateurs, on comprend les différences de comportement sur piste de ces différentes voitures, même si ce ne sont que des simulateurs.

2 - Le volant

Le volant est tellement complexe et important qu’il faut le traiter à part. Il est un peu comme un moniteur et un cerveau qui dirige les parties les plus importantes de la voitures sauf l’accélération. Il est facilement détachable à l’aide d’un poussoir situé sur sa base, pour permettre au pilote de sortir rapidement de la voiture et pour pouvoir facilement le programmer en dehors du véhicule.

Le premier volant de ce type fut inventé par Ferrari en 1996. Toutes les informations qui étaient jadis sir le tableau de bord sont maintenant sur le volant. Toutes les écuries ont rapidement adopté ce type de volant et on le retrouve maintenant en Formule Cart. Il est fabriqué en fibre de carbone pour la solidité et la légèreté, et est recouvert de daim pour que les mains ne puissent pas glisser.

Les différents boutons du volant permettent de contrôler le régime moteur, la pression d’essence, la vitesse limite dans les stands, de communiquer avec l’équipe, de modifier les réglages comme par exemple, la répartition de freinage (autrefois c’était une manette située à gauche du pilote qui permettait cela), et même de boire. Les leviers de changement de vitesse se situent à l’arrière du volant. Normalement, tous les pilotes passent le rapport supérieur à droite et le rapport inférieur à gauche si l’anti-patinage à été neutralisé. D’autres comme Jacques Villeneuve utilisent la même manette pour monter et descendre les rapports de vitesse : ils poussent pour monter et tirent pour rétrograder ou vice versa.

L’ absence d’embrayage permet de libérer de la place au pédalier, rendant le freinage du pied gauche plus facile. La plupart des pédaliers sont dessinés selon les critères des pilotes. Certains préfèrent une pédale de frein large et un petit accélérateur, d’autres veulent des rebords sur les côtés pour éviter que leurs pieds ne dérapent. Ceux qui freinent du pied droit ont un repose pied à gauche pour les aider à se tenir pendant les freinages.

Voyons maintenant le rôle de chaque bouton :

Il y a d’abord les boutons de réglage des freins qui sont situé en haut du volant. Celui de droite permet de régler le freinage avant et celui de gauche permet de régler le freinage arrière. Les écrans à cristaux liquide sont activés en appuyant sur le bouton « M » qui permet d’afficher un menu. On peut ainsi obtenir les données concernant le moteur, la consommation de carburant et les temps au tour. Les voyants situés de part et d’autre de ces écrans et les voyants à LCD en haut indiquent le régime moteur ainsi que le moment où il faut changer les vitesses. Les changements de vitesses s’effectuent grâce aux deux manettes situées à gauche et à droite derrière le volant. Ils sont aussi utilisés afin d’engager manuellement l’embrayage au départ de la course et après les arrêts aux stands.