Dès son introduction en 1950, la Formule 1 s'est illustrée comme le plus grand laboratoire technologique au monde. Depuis plus de 75 ans, des hommes et femmes repoussent continuellement les limites du possible en inventant, pièce après pièce, le futur de l'automobile.
Depuis sa Genèse, cette discipline s'est construite sur l'exploitation de zones grises du règlement. En F1, ce qui n'est pas interdit est autorisé. À travers L'atelier, redécouvrez l'histoire du pinacle du sport automobile par le biais de ses plus grandes révolutions techniques.
L'ATELIER
1950 - 1974
Le moteur en position arrière
Pour Enzo Ferrari, fondateur de l'entreprise éponyme, la voiture de course était un concept qui ne pouvait prendre vie qu'à partir d'un moteur V12 en position avant. Selon "Il Commendatore", on ne met pas la charrue avant les bœufs.
Les premiers pas de l'histoire de la Formule 1 donneront raison au constructeur italien dans un premier temps. Cette configuration héritée des voitures de route et des premières courses permettait de simplifier la transmission et de stabiliser la voiture sur les circuits encore peu exigeants.
© The Race
1957
Mais à mesure que les monoplaces gagnaient en puissance et que les virages devenaient plus rapides et techniques, les ingénieurs se sont heurtés à une limite : la répartition des masses. Avec le moteur à l’avant, l’essieu avant était surchargé, les roues arrière manquaient d’adhérence, et la voiture était difficile à piloter en sortie de virage.
En 1957, l’équipe britannique Cooper, dirigée par Charlie Cooper et son ingénieur Jack Brabham, décide d’expérimenter un moteur installé derrière le pilote. L'objectif est de trouver une forme de simplicité et de fluidité dans le pilotage de la voiture. Positionné à l'arrière, le moteur rend la voiture plus compacte. De plus, le poids réparti entre l'avant et l'arrière rendait le tout plus homogène, au grand bonheur du pilote.
Concrètement, le moteur arrière est directement relié aux roues arrière par l'intermédiaire d'une boîte de vitesses plus courte. Cependant, si cette innovation permet l'obtention d'un centre de gravité plus efficace, de nouveaux problèmes apparaissent.
En plus d'une nouvelle philosophie de moteur qui vise à révolutionner l'automobile, les ingénieurs doivent redoubler de créativité en proposant un embrayage et des suspensions adaptés. Comme si cela n'était pas suffisant, le refroidissement de la voiture devient plus difficile.
Peu importe, le gain de performance est là, devant leurs yeux. Les résultats ne tarderont pas à tomber. Lors du Grand Prix d'Argentine, Jack Brabham décroche la couronne de lauriers au volant de sa Cooper T43. L’effet est immédiat, et les autres équipes commencent à copier ce concept, qui devient rapidement la norme.
Depuis, cette innovation accompagne la Formule 1 dans son évolution, sans jamais l'avoir quitté. D'ailleurs, le règlement officiel ne permet plus l'ajout d'un moteur en position avant sur une monoplace en catégorie reine.
Le châssis monocoque
Au début des années 1950, la Formule 1 était dominée par de riches écuries telles que Ferrari ou Mercedes. À cette période, les voitures britanniques ne rivalisent pas avec les géants continentaux. Cependant, un jeune ingénieur britannique nommé Colin Chapman s'apprête à écraser la discipline durant plusieurs années
En Grande-Bretagne, un groupe de passionnés se sent capable de construire une voiture de course, à défaut d'avoir les moyens de s'en payer une. Parmi eux se trouvait cet ingénieur britannique de British Aluminium qui replacera sa nation sur le devant de la scène des sports mécaniques.
© AFP
1962
Après avoir fondé Lotus en 1952, cet ancien concepteur de voitures de course amatrices se lance en Formule 1, six ans plus tard. Si les premières années en catégorie reine furent désastreuses, une idée révolutionnaire vient à l'esprit de Colin Chapman.
Réputé pour ses designs esthétiques, ce brillant ingénieur mettra au point un nouveau système de châssis. Jusqu'au début des années 1960, les équipes construisaient leurs voitures selon un squelette de base appelé "structure spatiale" sur lequel tous les éléments importants étaient fixés, puis recouverts d'une carrosserie.
Selon Chapman, la structure de la voiture de course devait être supprimée au profit d'une carrosserie extérieure faisant office d'une unité externe rigide suffisamment solide pour que tous les autres éléments importants puissent y être boulonnés. Ce concept a été baptisé "châssis monocoque".
Ce châssis était plus léger, plus simple et plus rigide que sa version antérieure. Ainsi, la Lotus 25 était plus rapide et disposait d'une meilleure adhérence en virage que ses concurrentes.
Le premier modèle équipé d'un châssis monocoque a pris la piste lors du Grand Prix des Pays-Bas 1962. Le dimanche, Jim Clark devance le peloton de plusieurs dizaines de secondes d'avance, mais il sera rappelé aux stands en raison d'une panne d'embrayage.
La voiture était rapide comme l'éclair, mais n'était pas encore assez fiable, ce qui a coûté la victoire au championnat à Lotus. L'année suivante, la monoplace avait été fiabilisée et remporta sept des dix Grand Prix de la saison, souvent avec plusieurs minutes d'avance sur le dauphin.
Grâce au chef-d'œuvre de Colin Chapman, la Lotus 25 a été sacrée championne du monde de Formule 1. Depuis, chaque écurie présente en catégorie reine utilise un châssis monocoque.
1975 - 1999
La Formule 1 à six roues
Au début des années 1970, Tyrrell était une écurie performante. Auréolée du championnat constructeur en 1971, puis du titre pilote les deux années suivantes, tout allait pour le mieux. Seulement, dès 1975, les choses se sont corsées, la voiture souffrait d'un retard de puissance sur ses concurrentes évalué à 50 chevaux.
Alors, les dirigeants se devaient de trouver un concept permettant à leur machine de combler cet immense écart. L'objectif était simple : l'écurie devait réduire la traînée aérodynamique afin de gagner de la vitesse de pointe, faute de pouvoir améliorer le moteur de la voiture.
© Moniteur Automobile
1976
En 1968, la Lotus 56, voiture ayant pris part à l'Indy 500, compétition mythique de la catégorie IndyCar (F1 américaine), s'est élancée équipée de quatre roues motrices. À cette époque, les pilotes avaient tendance à relever le manque d'équilibre de leurs monoplaces lorsque ces derniers relâchaient l'accélérateur.
Pour compenser ce manque, Derek Gardner, designer de l'écurie Tyrrell, fait émerger l'idée d'équiper leur Formule 1 de quatre roues à l'avant afin d'augmenter l'appui de la voiture, réglant le problème d'équilibre.
En réduisant la taille des roues avant, remplacées par quatre gommes de dix pouces, la surface d'appui de la monoplace était augmentée, tout comme l'adhérence de la monoplace. Ses quatre petites roues permettaient également d'améliorer l'efficience aérodynamique de la voiture, et par conséquence sa vitesse de pointe.
En 1976, Jody Scheckter a remporté le Grand Prix de Suède au volant de sa Tyrrell P34. Les podiums suivants attestaient de l'efficacité de ce nouveau concept, mais cette dynamique a été brusquement mise à l'arrêt total.
Le fournisseur de l'écurie, Goodyear, avait pour habitude de distribuer aux écuries des pneus de 13 pouces, taille classique d'une gomme de Formule 1. Seulement, à cette époque, le manufacturier ne possédait qu'un seul banc de test et privilégiait les pneus les plus utilisés au détriment de leurs versions réduites, utilisées par Tyrrell.
Résultat, le concept a été reconduit en 1977, mais ne performait pas sur la piste. Manque d'adhérence, surchauffe de freins, le projet est tombé à l'eau cette même année.
Les disques de frein en carbone
Au milieu des années 1970, les Formule 1 deviennent de plus en plus puissantes, les vitesses de pointe grimpent, mais un élément n’arrive pas à suivre : le freinage. Si les monoplaces sont équipées de disques en acier, leurs capacités se trouvent limitées par les vitesses extraordinaires atteintes par les voitures de cette époque.
Lors des phases de freinages, les disques en acier chauffent à tel point qu'ils entrent en fusion. Ils perdent donc leur mordant, et se déforment sous les contraintes extrêmes. Les pilotes doivent anticiper leurs freinages, parfois dès le panneau des 200 mètres, sous peine de tout perdre au premier virage.
© Motorsport
1976
Sous la direction de l’ingénieur mécanique Gordon Murray, l'écurie Brabham comprend que la prochaine véritable révolution ne viendra pas du moteur, mais de la capacité à freiner plus tard que les autres.
L’idée paraît folle : utiliser des disques en fibre de carbone, un matériau alors connu uniquement dans l’aéronautique militaire.
Les travaux sont titanesques. Personne dans l'histoire de l'automobile n'avait encore intégré ce matériau à un système de freinage. Si la première version de cette innovation sort d'usine comme prévu, sa conception aura été complexe et coûteuse.
Heureusement pour Brabham, les budgets capés n'existent pas à cette époque. L'écurie britannique peut ainsi dépenser sans compter afin de développer son nouveau concept tandis que les autres écuries se ralentissent encore à l'acier.
Au premier essai, lors du Grand Prix d'Allemagne 1976, les pilotes sont surpris. À froid, les freins sont quasiment inutiles, comme si la pédale n’agissait sur rien. Mais une fois portés à plus de 600°C, ils révèlent une puissance de freinage inédite.
L’utilisation du carbone comme élément principal du disque de frein revêt des avantages et des inconvénients. Sa capacité de freinage est infiniment meilleure que celle d’un disque en acier, cependant, ce matériau ne « mord » qu’à partir d’une certaine température. Trop chaud, pas de freinage, trop froid, la voiture ne s’arrête pas non plus. On parle alors de « fenêtre de fonctionnement ».
Ainsi, les pilotes sont désormais entraînés à chauffer leurs freins en appuyant légèrement sur la pédale de gauche avant l’entame d’un tour rapide. Cette innovation a révolutionné la discipline et permis aux pilotes de repousser leurs points de freinages, grappillant des montagnes de secondes par tour.
Ce dispositif n'a depuis jamais été banni et les générations actuelles continuent de le développer. Aujourd'hui ces disques sont percés de centaines de petits trous afin d'optimiser la ventilation du disque, atteignant parfois plus de 1200°C.
Dorénavant, ce type de frein s’est répandu dans l’ensemble des disciplines de sport mécanique afin de conférer à chaque machine la capacité de ralentissement la plus évoluée possible. Les freins en carbone se sont également propagés sur les voitures de sport de série dans le but de leur conférer efficacité et sécurité extrême.
L'effet de sol
De nos jours, il ne fait plus aucun doute que l'aérodynamisme est un élément nécessaire au bon fonctionnement des sports mécaniques. Pourtant, à la fin des années 1970, les constructeurs se cherchent encore.
Fort d'un service militaire réalisé dans les rangs de la Royal Air Force, Colin Chapman, fondateur de l'écurie Lotus, s'intéresse rapidement à l'aéronautique. Si la Lotus 25 apparaît comme la première pièce de la domination du constructeur britannique jusqu'en 1973, les années suivantes seront difficiles chez les Noir et Or.
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© DPPI
1977
Alors, Lotus se pare d'une équipe qui marquera l'histoire de la discipline. Tommy Southgate, Peter Wright, Geoff Aldridge, Tony Rudd, Martin Ogilvie et Colin Chapman souhaitent se démarquer de leurs concurrents en générant un appui aérodynamique depuis la partie inférieure de la voiture : l'effet de sol.
Ce phénomène s'explique par la compression de l'air en un point précis, accélérant son flux et créant une dépression qui génère un fort appui aérodynamique. Sa conception suit l'exact inverse d'une aile d'avion, qui a pour but de décoller.
Le fond plat de la monoplace est formé en aile inversée afin de créer un effet Venturi. Concrètement, si l'on place deux feuilles de papier l'une face à l'autre et que nous soufflons au milieu, nous constatons que les deux feuilles se rapprochent. Nous venons de générer une force aérodynamique.
Introduite en 1977, la Lotus 78 est aujourd'hui reconnue comme l'une des voitures les plus iconiques de tous les temps. Ses larges pontons dissimulaient une architecture bien singulière. À l'intérieur, ces derniers étaient travaillés afin d'accentuer l'effet Venturi.
Bien que son concept soit révolutionnaire, la monoplace britannique n'était pas fiable et laisse s'échapper le championnat au profit de la Ferrari de Niki Lauda.
L'année suivante, la mécanique et l'aérodynamisme sont mis au point. La taille du cockpit est réduite et la carrosserie lissée afin d'améliorer l'efficience de la voiture. Ainsi, en 1978, l'écurie britannique écrase la concurrence grâce à la faible traînée générée par sa Lotus 79. Cette année, Mario Andretti remporte son premier championnat du monde, attribuant au passage une nouvelle couronne à Colin Chapman et ses ingénieurs.
Le turbocompresseur
Au milieu des années 1970, la Formule 1 entre dans une ère où les moteurs atmosphériques ont atteint leurs limites. Les V8 et V12 hurlent à plus de 12 000 tours par minute, mais il devient presque impossible d’en tirer davantage sans risquer de tout casser.
C’est là qu’une petite équipe française, nommée Renault, ose une idée à contre-courant de tout ce qui se fait alors : ajouter un turbo. Le concept existe déjà dans l’aviation et sur certaines voitures de route, mais personne n’a encore réussi à le maîtriser dans la complexité d’une Formule 1. Les ingénieurs de Viry-Châtillon vont s’y risquer, au risque du ridicule.
© Renault
1977
En 1977, Renault aligne sa première monoplace équipée d’un moteur V6 1,5 litre turbocompressé, la RS01. À l’époque, le règlement permet deux types de motorisation : un moteur atmosphérique de 3 litres ou un moteur turbo de 1,5 litre. Sur le papier, cela semble équitable.
En pratique, personne n’y croit vraiment. Le turbo de Renault est capricieux, surchauffe constamment et rend la voiture quasiment inconduisible. Les concurrents surnomment la RS01, la « théière jaune », car elle finit souvent ses courses dans un nuage de vapeur. Mais les ingénieurs français savent qu’ils tiennent quelque chose. Quand il fonctionne, le turbo délivre une puissance phénoménale, capable de rivaliser avec les gros V12 de Ferrari ou de Matra.
Le principe est aussi simple qu’ingénieux : les gaz d’échappement, habituellement perdus, sont redirigés pour faire tourner une turbine qui comprime l’air avant qu’il n’entre dans le moteur. Cet air plus dense apporte plus d’oxygène, donc plus d’explosion, plus d’énergie, plus de puissance. C’est comme si on forçait le moteur à respirer davantage.
Le résultat est brutal, imprévisible, spectaculaire. Le turbo s’enclenche soudainement, souvent en plein virage, déclenchant une poussée violente qui surprend les pilotes. À une époque où tout se joue au toucher, à la sensation, cette puissance explosive transforme la conduite en exercice d’équilibriste.
Renault persévère, affine la fiabilité, améliore le refroidissement et la gestion du souffle du turbo. Au début des années 1980, la persévérance paie. Les moteurs turbocompressés deviennent la référence. Ferrari, BMW, Honda et même TAG-Porsche s’y mettent. Les puissances explosent : plus de 1000 chevaux en qualification.
Les pilotes décrivent des voitures qui accélèrent comme des fusées, capables de patiner en sixième vitesse sur des lignes droites entières. À ce stade, les ingénieurs ne se battent plus contre la résistance de l’air, mais contre la limite du corps humain.
Cette décennie reste celle du règne absolu du turbo. Les courses deviennent spectaculaires, imprévisibles, mais surtout dangereuses. Puis, à la fin des années 80, la FIA décide de limiter cette folie mécanique. Les turbos sont progressivement bridés, puis totalement interdits à partir de 1989. Mais leur héritage ne disparaît pas. Les turbos reviendront, plus discrets, mais plus efficaces, dans les moteurs hybrides modernes.
Le ventilateur
En 1978, Gordon Murray souhaitait absolument trouver une solution afin de battre l'écurie Lotus qui, à cette époque, avait déjà remporté quatre des six premières courses du championnat. Leurs monoplaces, développées par Colin Chapman, étaient les premières voitures à effet de sol.
Pour contrer cette innovation concurrente, Gordon Murray a présenté une nouvelle monoplace lors du septième Grand Prix de la saison : la Brabham BT46. Le concept de la voiture est simple : un énorme ventilateur était posé sur le moteur et des jupes latérales emprisonnaient le flux d'air.
© Laurent Villaron
1978
Ainsi, l'air se dirigeait vers les hélices qui créaient un effet ventouse. Ces énormes pâles provenaient en réalité d'un ventilateur de refroidissement de char d'assaut. Lors de son utilisation, la voiture perdait une puissance totale de 30 chevaux. De plus, les pâles, en plastique, tournaient si vite que ces dernières pouvaient casser sous leur propre force centrifuge.
Aussi, il était inscrit au règlement que "tout élément aérodynamique qui a pour fonction principale d'influencer l'aérodynamique de la voiture doit être solidement fixé et attaché à la carrosserie et être immobile." En réponse à ces lignes du code technique de la Formule 1, Gordon Murray s'était défendu en prétendant que 55% de l'utilisation de cette hélice, servait au refroidissement de la voiture. Sans ça, elle ne pouvait fonctionner et surchauffait.
Toujours selon le designer britannique, les 45% restant étaient dédié à la gestion du flux d'air et à l'appui de la voiture. Ainsi, face à cette justification, cette innovation respectait le règlement imposé par la FIA.
En Suède, Mario Andretti prend le départ depuis la pole position au volant de sa Lotus, suivi de près par Niki Lauda et John Watson, bien installés dans leurs Brabham. Dans l'objectif de cacher leurs performances réelles, les deux monoplaces équipées d'hélices avaient été remplies d'essence avant le départ de la course. Les tours passent et les voitures consomment leur carburant, les rendant ainsi plus légères. Si performant grâce à ce nouveau système, Niki Lauda s'impose avec un tour d'avance sur l'ensemble du peloton.
Face à cette domination sans partage, plusieurs écuries porteront réclamation auprès de la FIA, affirmant que ce système pourrait se révéler dangereux en raison des potentielles projections de pâles cassées. Si le concept était légal aux yeux des commissaires de courses, la pression appliquée par les autres écuries fut si intense que l'innovation s'est trouvée interdite avant même la huitième étape de la saison.
Le double châssis
Fondée par le visionnaire Colin Chapman, Lotus est l'une des plus grandes équipes de l'histoire de la Formule 1. À partir de 1978, l'écurie qui bénéficiait d'un avantage considérable grâce à son concept à effet de sol, se voit menacée de toutes parts par l'ensemble du peloton qui rattrape son retard.
Lors de la saison 1980, Lotus ne réalise qu'un podium. L'écurie doit donc réagir, et une fois de plus, Colin Chapman fera des miracles. À cette époque, les Formule 1 deviennent de plus en plus rapides. Alors le président de la FISA (actuel FIA), Jean-Marie Balestre, décide d'interdire les jupes latérales en 1981.
© Giogio Piola
1981
Ces jupes menaçaient se briser en virage, pouvant conduire à de graves accidents. De plus, une garde au sol minimale de six millimètres est appliquée aux monoplaces.
Face à toutes ces nouvelles contraintes, les écuries redoublent d'ingénierie et tentent de trouver des parades au règlement. Si Williams joue sur la flexibilité de ses suspensions, Brabham invente un correcteur hydropneumatique de garde au sol.
Fraîchement sortie des ateliers britanniques, la Lotus 88 imaginée par Colin Chapman, Peter Wright et Martin Ogilvie devient la première Formule 1 composée de deux châssis. Le premier châssis (la base), dit "primaire" est en quelque sorte la colonne vertébrale de la voiture. Il supporte la coque, le moteur et les trains roulants.
Le châssis secondaire, semblable à deux pièces de puzzle montées sur le premier, comprend les pontons et des ressorts rigides chargés de supporter les charges aérodynamiques. Ce châssis supplémentaire est directement fixé aux extrémités des suspensions avant inférieures. Ce squelette secondaire a pour mission principale de générer un maximum d'appui aérodynamique grâce à ses larges tunnels venturis (entrées d'air sous la voiture).
Sans être rattaché directement aux éléments lourds tels que la coque et le moteur, le second châssis profite de générer un maximum d'appui aérodynamique tout en se débarrassant de l'inertie des objets lourds. Les ressorts qui relient les deux châssis absorbent les rebonds, accordant une conduite plus agréable pour le pilote.
Grossièrement, le centre de la voiture absorbe les contraintes liées à la piste tandis que l'extérieur (châssis secondaire) assure la tenue aérodynamique. De plus, grâce à l'indépendance de chaque châssis, les pontons sont toujours collés à la piste, faisant office de jupes latérales.
Le premier test de cette voiture sera effectué sur le circuit Paul Ricard, en France. Lors de ces essais, l'écurie Alfa Romeo se trouve également sur place et compare ses marques chronométriques avec celles de la Lotus 88. Remarquant une différence abyssale sur la fiche des temps, le scandale éclate.
Le premier Grand Prix de la saison 1981 se tient aux États-Unis sur le tracé de Long Beach. Sur place, Franck Williams et Bernie Ecclestone portent réclamation quant à la légalité de la Lotus. La monoplace sera tout de même considérée légale et prendra part à la journée d'essais du vendredi.
Face à cela, les deux mêmes belligérants menacent de ne pas engager leurs monoplaces lors du Grand Prix s'ils n'obtiennent pas gain de cause. Alors, la FISA revient sur sa décision et interdira une innovation qui aurait, sans doute accordé à l'écurie de Colin Chapman, un nouveau titre de champion du monde de Formule 1.
Le châssis en carbone
Au début des années 80, la Formule 1 est encore construite comme un avion d’après-guerre. Des plaques d’aluminium pliées sont rivetées les unes aux autres et forment un châssis. C’est léger, c’est simple et tout le monde sait faire.
Alors, l’idée même de changer ce principe semble inutile, voire dangereuse. C’est dans ce contexte que John Barnard, ingénieur britannique chez McLaren, s'engage dans la fabrication d'un châssis de Formule 1 en fibre de carbone. À cette époque, la fibre de carbone est un matériau encore rare, coûteux et presque inconnu dans l’automobile.
© DPPI
1981
On l’utilise dans l’aéronautique expérimentale, dans certains projets militaires, mais certainement pas dans une voiture destinée à encaisser des chocs à 300 km/h.
L'ingénieur McLaren voit, quant à lui, ce que les autres ne voient pas encore : le carbone permettrait de fabriquer une coque monocoque à la fois beaucoup plus rigide et beaucoup plus légère que l’aluminium. Plus la structure est rigide, plus les suspensions travaillent correctement, plus la voiture devient précise en virage.
Moins la voiture pèse, plus elle accélère et freine efficacement. Mais surtout, la fibre de carbone possède une propriété que personne ne mesure encore vraiment : elle se brise en absorbant l’énergie, comme si elle se sacrifiait pour préserver ce qu’elle protège.
La McLaren MP4/1 qui apparaît en 1981 est la première Formule 1 bâtie autour d’un habitacle entièrement réalisé en fibre de carbone. On se dit qu’au premier accident sérieux, le châssis éclatera comme du verre.
L’accident tant redouté arrive à Monza. John Watson perd le contrôle à très haute vitesse. La voiture est pulvérisée en morceaux, éparpillée sur la piste. Pourtant, le cockpit en carbone est intact, et Watson en sort quasiment indemne.
Cet instant change définitivement la perception du matériau. Le carbone n’est pas seulement plus léger et plus performant. Il est surtout plus sûr. À partir de là, aucune équipe ne veut continuer avec de l’aluminium. Quelques saisons plus tard, toutes les voitures de la catégorie reine utilisent une monocoque en fibre de carbone.
À l'ère des Formule 1 modernes, certains pilotes doivent encore leur vie à cette innovation révolutionnaire. Lors du Grand Prix de Bahreïn 2020, la voiture de Romain Grosjean explose et se brise en deux lors d'un accident spectaculaire. Pourtant, le pilote sort indemne de sa monoplace grâce à la résistance de sa cellule de survie en fibre de carbone. Ainsi, ce qui relevait du pari est désormais devenu une nécessité.
Les suspensions actives
Pilotée par le futur champion du monde 1992, Nigel Mansell, la Lotus type 92 était équipée d'un nouveau dispositif afin de contrer les effets négatifs de l'effet de sol. En effet, cette monoplace était équipée de jupes latérales empêchant l'air de s'échapper ailleurs que par l'immense diffuseur de la voiture.
Cependant, l'un des problèmes majeurs de l'effet de sol, retrouvé en 2022 lors de l'introduction de la nouvelle réglementation technique de la Formule 1, est le marsouinage. Lorsque la voiture est réglée trop basse, l'air se faufile sous le fond plat de la monoplace, l'attirant vers le sol telle une ventouse.
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© AFP
1983
Le plancher vient alors frapper le sol et ce phénomène se répète indéfiniment. Alors, Peter Wright, ingénieur chez Lotus, décide d'inventer des suspensions actives dont le rôle sera de gérer électroniquement la hauteur de caisse de la monoplace durant la course, afin de limiter l'effet de marsouinage.
La voiture conservait ainsi les performances offertes par l'intermédiaire de l'effet de sol, mais se débarrassait des contraintes de ce même phénomène.
Les suspensions actives fonctionnaient grâce à un système hydraulique, lui-même contrôlé par un boîtier électronique paramétré avant chaque course. Chaque bras était géré indépendamment de tous les autres et permettait ainsi la création d'un équilibre optimal selon les aspérités de chaque circuit.
À l'origine, ce système a été mis au point par Paddy Lowe, ingénieur britannique, en 1985 et a demandé une quantité considérable de ressources financières. Cette évolution sera également utilisée lors des saisons 1992-1993 chez Williams et contribuera au succès de Nigel Mansell et Alain Prost.
À la vue de cette innovation, les écuries concurrentes s'empressent de déposer une réclamation auprès de la FIA. Véritable aide au pilotage, les suspensions actives ont été définitivement interdites en 1994 en complément d'autres systèmes d'aide au pilotage tels que l'anti-blocage de roues.
Si ce système n'a plus sa place dans les plus hautes sphères de la compétition automobile, il se trouve désormais installé à bord de chaque véhicule homologué et assure la sécurité de chacun des automobilistes.
La transmission semi-automatique
À la fin des années 1980, les Formule 1 sont devenues si puissantes et si complexes à piloter que chaque tour demande une coordination quasi surhumaine. Le pilote doit en permanence freiner du pied gauche, débrayer, enlever une main du volant, passer un rapport, réaccélérer, tout en corrigeant la trajectoire à plus de 250 km/h.
Chaque changement de vitesse est un risque de faute, de sur-régime, voire de casse moteur. Cette gymnastique mécanique est l’un des derniers espaces où le talent du pilote fait encore toute la différence. Mais dans l’ombre des paddocks, Ferrari prépare une révolution qui va redéfinir le pilotage pour toujours.
© Motorsport
1989
En 1989, la Scuderia aligne la Ferrari 640, la première monoplace équipée d’une boîte de vitesses semi-automatique à commande électronique. Derrière le volant, deux petites palettes permettent au pilote de changer de rapport sans quitter les mains du volant. Fini le levier de vitesses, fini l’embrayage à chaque changement de rapport. À chaque pression de palette, un système hydraulique actionné par un calculateur enclenche instantanément la vitesse suivante.
L’idée est simple : rendre le passage de rapport plus fluide, plus fiable, mais surtout plus rapide. Le moteur reste dans sa plage de régime idéale, la puissance n’est jamais interrompue, la voiture reste stable en virage. C’est une révolution technique, mais aussi une transformation radicale du rôle du pilote.
Au début, la nouveauté effraie tout le monde. Les mécaniciens craignent les pannes électroniques, les pilotes n’ont pas confiance dans un système qu’ils ne contrôlent plus totalement. Le premier à s’y confronter est Nigel Mansell. Il raconte plus tard que la première fois qu’il a pris le départ avec la Ferrari 640, il n’était pas certain d’aller plus loin que le premier virage.
La boîte était capricieuse, sujette à des dysfonctionnements imprévisibles. Mais lors du Grand Prix d’ouverture au Brésil, la voiture tient bon, et Mansell remporte la course. Ce jour-là, la semi-automatique passe du statut d’expérimentation risquée à celui de référence.
Sur le plan technique, le système repose sur un calculateur qui surveille la pression hydraulique, la position du moteur et du vilebrequin, et envoie un signal instantané à un vérin qui déplace la fourchette de boîte. Tout se fait en quelques millisecondes. Ce mécanisme supprime les erreurs humaines, les sur-régimes et malheureusement, le talon-pointe, maîtrisé de tous à cette époque. Il rend aussi la voiture plus constante et plus prévisible, des qualités inestimables à ce niveau de compétition.
Très vite, les autres équipes comprennent qu’il n’y a plus de retour possible. McLaren, Williams, Benetton, toutes vont adopter leur propre version de la boîte semi-automatique. En quelques saisons, le levier de vitesses disparaît définitivement des monoplaces. Ce n’est pas seulement un gain de performance, c’est aussi une évolution du pilotage lui-même.
Le pilote ne perd plus de temps à manipuler la mécanique. Il peut se concentrer entièrement sur la trajectoire, les freins, les pneus, la stratégie. Cette révolution marque la fin d’une période durant laquelle il était possible d’admirer Ayrton Senna, tenant son volant à une main dans les rues de Monaco, tandis qu’au même moment sa deuxième enclenchait les rapports emprisonnés dans la célèbre boîte de vitesses en « H ».
Aujourd’hui, chaque voiture de course ou véhicule à boîte robotisée moderne descend directement de cette Ferrari 640. Ce qui était en 1989 un pari audacieux est devenu un standard mondial.
L'antipatinage
Introduit dans un premier temps sur la Toyota Crown en 1983, l'antipatinage portait le nom "Anti-Skid Control". Si sa présence au sein d'une voiture de série se justifiait principalement par le gain de sécurité apporté aux usagers, le monde du sport automobile n'a pas tardé à s'en emparer.
Une dizaine d'années plus tard, début 1992, l'écurie Williams se présente au championnat du monde de Formule 1 avec la ferme intention d'annihiler la domination McLaren. Cette même année, l'écurie britannique rajoute un antipatinage à sa monoplace et réalise l'une des plus grandes œuvres de son histoire.
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© Williams
1992
Techniquement, l'antipatinage est un système électronique couplé à l'accélérateur d'une machine. Lorsque les pilotes n'en étaient pas équipés, les monoplaces patinaient, ce qui pouvait conduire à une perte de temps, ou pire, un accident. Alors, quand cette technologie est introduite, un ordinateur gère électroniquement l'accélération du pilote dans le but de la couper lorsque la voiture est sur le point de patiner.
En amont d'une ligne droite comme en virage, les pilotes peuvent alors pousser la pédale d'accélération au plancher, la répartition de la puissance n'étant plus un problème. Cette technologie leur permettait de trouver une adhérence impossible à obtenir par les talents humains. Les vitesses de passages en virage étaient délirantes, tout comme l'étaient les marques chronométriques.
Pilotés par d'immenses champions à l'instar de Nigel Mansell et Alain Prost, sorti de sa retraite pour l'occasion, les monoplaces Williams broient la concurrence entre 1992 et 1993.
L'année suivante, Ayrton Senna rejoint l'écurie Williams. Cependant, cette année-là, l'antipatinage avait été banni par la FIA et le brésilien ne pouvait donc pas profiter de ce qui avait instauré la domination des voitures bleu et jaune.
Outre le tragique décès de la légende brésilienne, cette saison sera également marquée par les soupçons de triche de l'écurie Benetton. À son volant, le monde découvre Michael Schumacher.
Durant la saison 1994, le jeune allemand se fait remarquer par la facilité avec laquelle sa monoplace adhère en virage. Les interrogations quant à la légalité de sa monoplace s'accentuent jusqu'à être entendus par la FIA, gendarme de la Formule 1.
À la suite du décès de Roland Ratzenberger et Ayrton Senna lors du Grand Prix de Saint-Marin, la FIA décide de réaliser une inspection technique des Formule 1. Après analyse, la direction de course annonce avoir trouvé un système d'antipatinage dans la voiture.
À la surprise générale, l'écurie ne sera pas sanctionnée en raison d'un manque de preuves de l'utilisation de ce système durant les Grand Prix. Son utilisation sera définitivement impossible à partir de 2008 lorsque la FIA introduit un système d'unité de contrôle moteur.
La double pédale de frein
Si l'histoire de la Formule 1 veut que les monoplaces soient équipés d'une pédale d'accélérateur et de frein, fut un temps, une voiture utilisait deux freins différents.
À la fin des années 1990, McLaren sort d'une période compliquée. Le dernier titre obtenu par l'écurie remonte à 1991. Depuis, Williams et Benetton ont pris les commandes des championnats du monde. Alors, l'écurie britannique recrute un certain Adrian Newey. McLaren n'a qu'un seul objectif : redevenir la voiture la plus compétitive.
© DPPI
1997
C'est alors qu'en 1997, le nouvel ingénieur de l'équipe introduit un système à double pédale de freins, également appelé "le frein à main en Formule 1". Cette deuxième pédale n'agissait que sur les freins arrière de la monoplace. Au centre, la pédale de frein principale freine les quatre roues tandis que la seconde pouvait freiner une seule roue ou aussi bloquer les deux, de façon asymétrique.
Sur les circuits sinueux composés de virages lents, cette innovation a permis aux McLaren de s'inscrire dans des virages plus facilement malgré le sous-virage dont elle était victime. Aussi, lorsque la voiture patinait à la réaccélération en sortie de virage, ce dispositif permettait de stabiliser le train arrière.
À l'entame d'un virage, les pilotes McLaren écrasaient le frein principal, comme tous les autres. En milieu de virage, leur pied gauche se décalait sur la deuxième pédale afin de faire tourner la voiture plus que de nature. Enfin, en accélérant en sortie de virage, le pied restait légèrement appuyé sur le second frein afin de corriger l'équilibre de la voiture.
Cette innovation s'accompagnait d'un bond de performance de McLaren, ayant conduit au titre pilote et constructeur en 1998.
Fait insolite, les écuries n'ont pas été les premières à avoir vent de cette nouveauté. Après une succession de Grand Prix, les photographes se sont rendus compte que les freins de la monoplace McLaren ne s'allumaient pas de la même couleur. Un disque arrière pouvait être rouge vif dans un virage, mais à l'opposé de la voiture, l'autre ne l'était pas.
En 1998, Mika Hakkinen est victime d'un abandon. Lors du rapatriement de la monoplace, un photographe a placé son appareil photo dans le cockpit, et c'est à partir de ce moment que le monde de la Formule 1 a découvert la seconde pédale de frein. Son interdiction immédiate suite à l'enquête de la FIA n'a pas empéché a McLaren de remporter les deux titres l'année suivante.
Les X wings
Durant la saison 1997, les monoplaces de l'écurie Tyrrell manquaient cruellement de performance face à leurs concurrentes. Parmi les domaines dans lesquels l'équipe sous-performait se trouvait l'aérodynamique.
Une nouvelle fois, les ingénieurs ont analysé le règlement imposé par la FIA et sont parvenus à exploiter une zone grise. Au cœur de ce dernier, la conception des monoplaces était délimitée par deux "espaces" dans lesquels les écuries disposaient d'une liberté relative quant à la forme donnée à leurs ailerons à condition que les mesures soient conformes.
© Motorsport
1997
Cependant, cet immense amas de page technique ne faisait en aucun cas référence à une quelconque réglementation à propos d'éléments positionnés en hauteur. Ainsi, Tyrrell a ajouté sur sa monoplace les ailerons les plus hauts jamais vus dans la discipline. Supportés chacun par deux montants, leur forme laissait échapper un "X", nom qui a été attribué à cette innovation.
Dans cette zone, le flux d'air n'était absolument pas perturbé par la monoplace et devenait donc facilement manipulable. L'écurie britannique en a profité pour utiliser cet espace afin de grappiller de l'appui aérodynamique. Ces appendices n'étaient pas montés sur les deux voitures lors de chaque Grand Prix, mais seulement lorsque les tracés nécessitaient un fort appui.
Alors qu'aucune écurie de tête ne prêtait attention aux expériences de Tyrrell, équipe de fond de plateau, la nouvelle réglementation technique de 1998 a conduit chaque participant à se pencher sur cette innovation.
À l'entame de cette nouvelle saison, la taille des voitures était réduite, et les pneus devenaient rainurés, réduisant leur adhérence au sol. Cette nouvelle philosophie de Formule 1 demandait alors aux écuries de générer un appui aérodynamique plus important afin de compenser la perte de grip.
Toujours équipé de son innovation, améliorée durant l'intersaison, Tyrrell gagnait 5 % d'appui aérodynamique sur sa monoplace. Constatant l'efficacité d'un système moqué quelques mois plus tôt, la plupart des écuries de la grille ont tenté de reproduire ce modèle.
Un problème persistait tout de même. Stabilisés par des montants verticaux, ces appendices avaient tendance à gêner la vision du pilote dans ses rétroviseurs. Enfin, les plus hautes instances n'appréciaient absolument pas l'aspect physique des Formule 1 lorsqu'elles étaient équipées de ces ailerons. Des communiqués quant à la potentielle dangerosité des pièces en cas de casse seront transmis aux écuries et le concept a été banni des circuits.
2000 - 2024
Le mass damper
En 2005, la saison de Formule 1 fut marquée par un nouveau changement de réglementation technique rendant les monoplaces beaucoup plus rigides. Leur conduite était devenue plus complexe lors des phases de freinages, conséquence directe du rehaussement de l'aileron avant.
Dans le but de contrer cette difficulté, Renault intégra, au cœur du museau de sa monoplace, un "mass damper". À l'origine, cette technologie était principalement utilisée dans les domaines maritimes et du BTP.
2005
© The Race
Concrètement, le mass damper est un poids de neuf kilos en forme de cylindre situé entre deux ressorts. Si cette charge supplémentaire pouvait sembler contre-productive, Renault possédait l'avantage majeur de se situer bien en dessous du poids réglementaire.
Ainsi, la R25 absorbe mieux les virages que toutes ses concurrentes sur la piste. La voiture est plus stable et emmène alors plus de vitesse en courbe. Cette innovation se révèle si performante que l'écurie française l'intègre au développement de sa voiture de 2006 après sa légalisation aux yeux de la FIA.
Lors de cette saison, la marque au losange dispose également ce système de masse à l'arrière de sa monoplace. Chaque poids était adapté selon les caractéristiques de chaque circuit. Certains étant plus lourds que d'autres et l'écurie alternait entre chaque cylindre selon la rigidité des vibreurs et des besoins de la voiture.
Copié, mais jamais égalé, le mass damper des autres écuries ne pourra rivaliser avec celui de la marque française. Après moult débats entre chaque équipe, cette innovation sera bannie à l'issue du Grand Prix de Hongrie 2006. Flavio Briatore, directeur de l'écurie Renault F1 Team tentera de faire appel de cette sanction, sans succès. Dépourvu de cette innovation, Fernando Alonso glane tout de même son deuxième titre mondial au volant de la voiture jaune et bleu au terme de la saison.
Le double diffuseur
2009
Touchée de plein fouet par la crise des Subprimes, l'écurie Honda Grand Prix envisage un départ de la Formule 1 fin 2008. Nick Fry et Ross Brawn se manifestent en sauveur d'une écurie en grande difficulté. Pour un dollar symbolique, les deux hommes récupèrent l'équipe et la renomment "Brawn GP".
Malgré des problèmes financiers, leurs deux monoplaces effectuent bel et bien leurs premiers tours de roues lors des essais de pré-saison 2009. Avant même les premières étapes de la saison, les performances de Jenson Button et Rubens Barrichello, pilotes Brawn GP, impressionnent le paddock.
Dès les premières courses, le Britannique terrasse la concurrence. Ces performances interviennent grâce à une innovation introduite par la nouvelle écurie : le double diffuseur.
À l'origine, cette idée provient des ingénieurs de l'écurie Super Aguri, fermée avant même d'avoir pu en équiper leur monoplace. Ces aérodynamiciens ont alors été partagés chez Williams, Toyota et Honda. Ces équipes ont ainsi bénéficié de cette nouvelle pièce.
Concrètement, le diffuseur est un appendice ayant pour rôle d'accélérer l'air lors de son passage sous la voiture. Comme beaucoup d'autres, cette pièce était réglementée et les ingénieurs ne pouvaient pas en faire ce qu'ils souhaitaient.
Si le plancher inférieur était soumis à des règles strictes, les parois verticales de la planche centrale ne l'étaient pas. En les découpant, l'écurie ajoute un deuxième étage à son diffuseur, offrant un appui aérodynamique bien plus important à la monoplace.
Jugée légale, cette innovation a permis à Bawn GP, menacée d'extinction un an plus tôt, de réaliser le doublé en remportant le championnat du monde des pilotes et le titre constructeur à l'issue de la saison 2009.
Le diffuseur soufflé
2010
Suite à l'interdiction de l'utilisation du double diffuseur, chaque écurie se doit de trouver une nouvelle parade au règlement technique en amont de la saison 2010.
Performants en 2009 avant même de se doter du double diffuseur, Red Bull et leur ingénieur star, Adrian Newey, entament la saison suivante en fanfare. L'aérodynamicien trouve dans ses tiroirs, un ancien projet déjà utilisé dans les années 1980 par Renault : le diffuseur soufflé. À cette époque, les systèmes d'échappement étaient instables et complexes.
© Motorsport
Cependant, sur le papier, cette innovation permet à la monoplace d'utiliser ses propres gaz d'échappement afin d'optimiser l'aérodynamisme de la voiture. L'idée est bonne, alors, en 2010, Red Bull lance sur la piste sa RB6 équipée d'un diffuseur soufflé mis à jour. Le système d'échappement vise le diffuseur arrière afin d'augmenter l'appui aérodynamique sur l'arrière de la voiture.
Adrian Newey invente alors le "off throttle blown diffuser", que l'on pourrait traduire par "diffuseur soufflé sans accélération". L'objectif est simple : obtenir un flux continu de gaz du pot d'échappement sur le diffuseur même lorsque le pilote n'est pas en phase d'accélération.
De plus, les cartographies moteur utilisées par le groupe autrichien sont complexes et visent en sorte d'obtenir un flux constant afin de générer une force linéaire et stable.
Grâce à ce système, Red Bull est indétrônable et remporte facilement la saison 2010 et 2011 de Formule 1. Sebastian Vettel glane ses premiers titres et devient le plus jeune champion du monde de l'histoire de la discipline, et Red Bull empoche également ses premières couronnes. Le diffuseur soufflé est finalement interdit à partir de 2012.
Le F duct
2010
Une fois encore, la nouvelle réglementation imposée par la FIA en 2010 avait pour but de réduire l'appui aérodynamique des monoplaces afin de tenter de favoriser les dépassements.
Lors de cette saison, McLaren s'est démarqué grâce à une innovation appelée "F duct". Ce nom provient simplement de la localisation de l'entrée d'air à l'origine de cette nouveauté, située sur la lettre "F" de l'emblème Vodafone, sponsor de l'écurie.
Le concept est rudimentaire : le pilote bouche une entrée d'air présente dans le cockpit à l'aide de son genou, de son bras, ou encore de sa main.
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© Motorsport
L'air, censé s'introduir par la cheminée, au-dessus de la tête du pilote, rentre également par la cavité sur le côté du cockpit. Ainsi, si le pilote choisit de ne pas boucher le trou présent dans la coque, alors l'air est distribué de façon naturelle.
En revanche, lorsqu'il prend la décision de boucher cette ouverture, le flux d'air était redirigé vers l'aileron arrière et produisait un effet aérodynamique massif.
L'aileron arrière était comme paralysé et son appui drastiquement réduit au même titre que la traînée aérodynamique. En conséquence, le pilote pouvait décider quand il le souhaitait d'augmenter la vitesse de pointe de sa monoplace de 5 à 6 km/h en obstruant une entrée d'air.
Découvrant la fourberie, l'ensemble des écuries du plateau ont tenté à leur façon de créer leur propre dispositif. Malgré tout, à l'issue de la saison, la FIA a banni cette innovation en raison du danger qu'elle représente pour les pilotes, forcés de conduire à une main lorsqu'ils activent leur système.
De plus, bon nombre d'écuries ont dépensé des dizaines de millions d'euros afin de développer des systèmes aérodynamiques alternatifs, ce que l'organisme de régulation ne souhaitait pas.
Le S duct
2012
À l'entame de la saison 2012, la Formule 1 de l'écurie Sauber dévale la piste de Barcelone, équipée d'une nouveauté qui ne manque pas d'attirer l'attention. Sur son aileron avant, deux espaces creusés laissent place à ce qui semble être des entrées d'air.
Prenant la forme de narines sur le museau de la voiture, le "S duct", est un conduit traçant une forme en S. L'air entre par une aération intégrée à l'aileron avant de la monoplace, puis sort par une deuxième, fluidifiant ainsi l'air sale sous la voiture.
© Ferrari
Le "S duct" canalise l'air depuis le dessous du nez (point d'entrée de l'air) de la monoplace jusqu'à sa surface supérieure ou latérale (point de sortie de l'air). Cette innovation permettait aux ingénieurs de résoudre deux problèmes à la fois : la couche limite et la séparation du flux d'air.
La couche limite s'illustre par le flux d'air ralenti par le frottement avec d'autres appendices aérodynamiques. Lorsque cette masse n'était pas évacuée, elle pouvait causer des problèmes de traînée et de pression.
La séparation du flux d'air est un phénomène qui se produit lorsque l'inclinaison du museau de l'aileron avant n'est pas assez prononcée. Alors, le flux d'air s'écoulant dessus est projeté au-dessus de la monoplace, lui faisant générer encore plus de traînée.
Ainsi, le fait de souffler de l'air sur la couche supérieure de la voiture, dynamise la couche limite et maintient le flux d'air sur la carrosserie de la monoplace.
Une fois analysé et comprise des écuries, chacune d'entre elles a interprété cette innovation. Cette dernière peut être située à l'avant comme sur les côtés de la monoplace. Chaque équipe dispose de sa conception aérodynamique personnelle, propre à la philosophie utilisée dans la création de la monoplace.
2014
Le moteur hybride
Depuis la nouvelle réglementation introduite en 2014 dans la catégorie Formule 1, on ne parle plus de moteur, mais d'unité de puissance.
© Renault
Le moteur à combustion interne fonctionne grâce à des pistons dans des cylindres qui effectuent un mouvement vertical par la combustion du mélange air / essence provoqué par une étincelle. Ce mouvement vertical est transformé en mouvement rotatif par le vilebrequin qui expédiera ce mouvement par le système de transmission aux roues motrices. Le mélange qui a "explosé" dans le cylindre, est ensuite évacué vers l'échappement, on l'appelle plus communément : le gaz d'échappement.
Le turbocompresseur est composé, comme son nom l'indique, d'une turbine et d'un compresseur placés tous les deux sur le même axe. Le gaz d'échappement en provenance du moteur s'engouffre dans la turbine, et la fait tourner, avant d'être expulsé une bonne fois pour toutes par l'échappement de la voiture. La turbine entraîne le compresseur qui avale de l'air et le renvoie dans les cylindres. Plus il y a d'air dans ces mêmes cylindres à quantité égale avec du carburant, plus la puissance libérée est importante.
Un "turbo" peut entraîner un phénomène de "turbo-lag". À bas régime, le turbo n'est pas très efficace, car la vitesse du gaz qui arrive dans la turbine est faible. Par une succession de phénomènes mécaniques, la puissance arrive à mesure que la vitesse augmente. Cela demande une maîtrise importante en termes de pilotage, et c'est également ce qui faisait l'art d'Ayrton Senna qui tapotait la pédale d'accélérateur pour essayer de conserver le régime moteur suffisamment haut, et obtenir toute la puissance immédiatement.
En F1, la turbine et le compresseur sont généralement séparés par un moteur électrique qui peut être soit un générateur, soit un moteur. Les gaz d'échappement font tourner la turbine qui elle-même actionne le moteur électrique, qui lui-même générera de l'électricité. Cette énergie sera ensuite stockée dans une batterie, mais pourra par ailleurs être utilisée afin d'alimenter le turbocompresseur. De cette manière, l'unité de puissance d'une monoplace annule le "turbo-lag". Le turbo tourne toujours vite et alimente toujours plus le V6. Ce moteur électrique, pouvant aussi faire office de générateur, est également appelé MGU-H (Motor Generator Unit Heat).
Son cousin, le MGU-K (Motor Generator Unit Kinetic) permet de transformer l'énergie cinétique de la voiture au freinage en chaleur à cause de la friction entre les plaquettes de frein et le disque. Le but est de récupérer une partie de cette énergie cinétique et de la transformer en électricité, puis la stocker dans la batterie.
Le MGU-K est couplé aux roues arrière et fait office de frein pour emmagasiner de l'énergie. Lorsque le pilote freine, les roues avant sont équipées d'un système hydraulique classique tandis qu'à l'arrière, un système électronique contrôle la proportion de l'utilisation du MGU-K et des freins.
L'électronique de commande (ECU) permet de gérer tous les éléments cités au préalable afin de les faire interagir entre eux de la bonne manière, et à la convenance du pilote pour aller toujours plus vite.
Depuis leur introduction, ces unités de puissance figurent parmi les plus efficientes jamais créées. L'énergie consommée est infime face à la puissance obtenue. Cependant, la technologie utilisée est si onéreuse que le pari réalisé par la FIA quant à son utilisation par le parc automobile mondial se trouve vraisemblablement raté.
Le DAS (Dual Axis Steering)
En théorie, il n'est pas normal de pouvoir tirer et pousser son volant en Formule 1. Dans le cas précis du "Dual Axis System" introduit en 2020 par Mercedes, cette innovation permettait au pilote de modifier le pincement des roues avant en tirant sur le volant.
À l'origine, cette innovation a été découverte lors du visionnage de la caméra embarquée de Lewis Hamilton durant les essais hivernaux de la saison 2020 lorsque le Britannique poussait et tirait sur son volant à répétition.
© Motorsport
2020
En Formule 1, il existe deux réglages possibles pour modifier le réglage des roues avant : le carrossage et le pincement. Le carrossage, modifie l'angle vertical de la roue et peut-être positif (inclinaison de la roue vers l'extérieur) ou négatif (inclinaison de la roue vers l'intérieur.
Le pincement, quant à lui, modifie l'axe horizontal de la roue et peut le conserver (roue droite), mais aussi adopter un profil convergeant (roue orientée vers l'intérieur) ou divergeant (roue orientée vers l'extérieur).
Dans le cas du DAS, Mercedes s'est préoccupé principalement du pincement des roues avant. Lorsque les roues convergent, les pneus s'usent moins et surchauffent moins. Cette disposition mécanique permet au pilote d'atteindre une vitesse de pointe plus élevée, mais offre moins d'adhérence en virage et rend la voiture plus difficilement maniable.
Alors, quand les pneus avant divergent, la voiture devient bien plus simple à inscrire dans un virage. Sa stabilité est décuplée et le pilote passe donc plus rapidement dans la courbe. Le DAS permettait donc de modifier le pincement de la voiture à n'importe quel moment depuis le cockpit, selon le besoin des pilotes.
Bien qu'extraordinaire en termes de performance, cette innovation ne fera pas long feu. À cette période, la crise du Covid-19 fait rage dans le monde et certaines écuries comme Haas et Williams peinent à trouver un budget afin de compléter la saison.
De plus, l'année suivante était introduit le budget plafonné qui empêcherait les écuries de dépenser sans compter. Sujet à une réclamation de Red Bull et nécessitant des ressources bien trop élevées pour le développer, le DAS ne franchira pas les portes de la saison 2021.
Les ailerons flexibles
Depuis toujours, les ailerons de Formule 1 se plient légèrement sous la force de l'air. Si les extrémités d'une monoplace restaient rigides, elles se briseraient sous la force de l'appui qu'elles génèrent elles-mêmes. Cependant, cette flexion est considérée normale moyennant l'importance de la courbure.
Selon l'article 3.8 du règlement technique imposé par la FIA, "Toute partie spécifique de la voiture influençant ses performances aérodynamiques doit être parfaitement immobile".
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Cette règle concerne alors chaque appendice aérodynamique disposé sur la monoplace, en comprenant évidemment les ailerons de la voiture. Une aile mobile permet d'ajuster l'effet aérodynamique d'une Formule 1 selon la portion de chaque circuit.
Dans les virages, les monoplaces ont besoin d'un appui important afin de faire pivoter la voiture, tandis qu'en ligne droite, moins il y a d'appui, moins la F1 génère de traînée, plus elle atteint des vitesses élevées.
Alors, dans l'idéal, les écuries utiliseraient un aileron droit comme un mur en virage, et totalement plat dans les sections rapides. Chaque jeudi, la FIA effectue des tests de conformité. Des charges sont appliquées sur les ailerons afin de constater leur résistance et la capacité à rester immobiles.
Si lors de la saison 2021, les commissaires de course s'étaient penchés sur les ailerons de l'Alpha Tauri de Pierre Gasly suite à son passage sur le circuit de Portimao, ce feu de bois s'est transformé en véritable brasier lorsque Lewis Hamilton déclarait, lors du Grand Prix d'Espagne 2021, que l'aileron arrière de la Red Bull était flottant.
Après le visionnage des caméras embarquées, les soupçons se confirment : l'aileron arrière de la monoplace du groupe autrichien s'affaisse en ligne droite.
Dans la mesure où la FIA n'a pas pu mesurer précisément cette déformation, une nouvelle directive technique a été introduite en amont du Grand Prix de Monaco 2021. La charge imposée sur les ailerons lors des tests du jeudi sera augmentée et la FIA se réserve le droit d'utiliser chaque caméra embarquée lors des épreuves afin de vérifier qu'aucun aileron ne bouge.
Une date limite avait été indiquée par la FIA, après laquelle aucune dérive ne serait tolérée. La règle fut respectée, seulement quelque temps. En 2024, le dossier ressurgit après le Grand Prix d'Azerbaïdjan.
Lorsque la McLaren de Lando Norris et Oscar Piastri s'élançait dans l'infinie ligne droite de 2 200 mètres du tracé azéri, plusieurs observateurs constataient le soulèvement des extrémités de l'aileron arrière de la voiture orange papaye. Surnommée "mini-DRS", cette configuration sera bannie après un examen de la FIA.
Face à ces récidives constantes et les difficultés auxquelles la FIA se confronte dans l'optique de déterminer la légalité d'un aileron à l'arrêt, les commissaires de course introduiront une énième directive technique. Ces nouvelles lignes intégrant le règlement mentionnent l'obligation de respecter une déflexion maximale des extrémités de 10 mm et non plus 15 mm comme indiqué précédemment et une déformation passant de 3 mm à 2 mm de l'aileron avant.
Annoncée en amont de la saison 2025, cette règle n'aura pris effet que lors du Grand Prix d'Espagne 2025, huitième étape de la saison. Ainsi, chaque écurie équipée d'ailerons flexibles pouvait encore récolter les gains d'un appendice déclaré illégal durant les premières courses de la saison.
2021
2025 - Aujourd'hui
Le carburant 100% durable
Jusqu’à la fin de la saison 2025, le carburant utilisé en Formule 1 était libre de développement en cours de saison. Pour cette raison, chaque motoriste collaborait avec son propre fournisseur, qui disposait de laboratoires mobiles sur les circuits, afin de surveiller et développer le carburant le plus performant.
Jusqu’en 2025, le carburant d’une Formule 1 était composé de 10 % d’éthanol durable récolté à partir de cultures de biomasse et de billes de sucre. Il est primordial de fournir une densité énergétique lorsque le carburant est injecté à une pression de 500 bar dans la chambre à combustion.
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Étant donné que ces carburants n’étaient adaptés qu'à leur propre usage en compétition, leur prix au litre pouvait atteindre 25 € lors de la saison 2025. Ainsi, si l’on part du principe qu’une monoplace consomme 300 litres de carburant durant un week-end de Grand Prix, le coût annuel lié au seul domaine de la propulsion était estimé à 360 000 €.
À partir de la saison 2026, la discipline s’est dotée d’un nouveau carburant 100 % renouvelable. Les dirigeants de la catégorie reine souhaitaient réduire les émissions de gaz à effet de serre des voitures de course, bien qu’elles ne représentent que 0,7 % des émissions globales en F1.
Quoi qu’il en soit, les monoplaces sont désormais propulsées par un carburant dépourvu de composants fossiles. Les développeurs de carburant ont dû prendre une décision quant à l’utilisation d’un biocarburant ou la création d’un carburant synthétique. Le mélange synthétique est créé sur la base d’éléments chimiques comme l’hydrogène ou le CO2.
Outre les défis liés à la technologie et la chimie, des limites supplémentaires ont été introduites dans la spécification telles que l’indice d’octane ainsi que le profil de distillation afin de correspondre au carburant routier.
Cependant, dans l’objectif d’une densité de puissance élevée et un bon comportement à l’allumage, les quelques entreprises avaient besoin de composants de haute technologie qui n’étaient pas largement disponibles, ce qui signifie qu’elles ont dû les créer elles-mêmes. Ces innovations à travers un produit déjà innovant ont nécessité un travail important de recherche et de développement, faisant augmenter en flèche le prix du produit final.
Le résultat est efficace, mais fait grincer des dents l’ensemble des écuries du paddock. À partir de la saison 2026, les écuries de Formule 1 doivent s’acquitter d’un carburant estimé entre 300 et 350 € par litre. Si l’on considère la contenance d’un réservoir de F1 à 100 litres, son plein pourrait coûter plus de 30 000 €.
Consciente des évolutions techniques demandées, l’organisation a revu ses ambitions à la baisse en 2026. La pression du carburant durable sera limitée à 350 bar au lieu de 500. Le taux de compression est réduit à 16 bar au lieu de 18, et la suralimentation est limitée à 4,8 bar.
À l’instar de la guerre des années 2000 entre chaque manufacturier de pneus, le carburant devient lentement le nouveau terrain de bataille des écuries, chacune souhaitant disposer du mélange le plus efficace.