Les innovations créées par la F1 pour les voitures de tourisme, Partie 2

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En cette période post-confinement et à 36 jours du premier Grand Prix, la rédaction Formule 1 We Sport vous propose une série sur les innovations créées en F1 pour les voitures de tourisme. Aujourd’hui, on continue avec la partie moteurs (Moteur Turbo et KERS). 

Turbocompresseur

Le turbo qu’est-ce que c’est? 

Le turbo sert à améliorer la puissance du véhicule sur un moteur essence ou diesel via une turbine. Le principe du turbo est d’augmenter le taux d’oxygène via la compression de l’air d’admission. À noter que le turbo peut avoir une vitesse de rotation de 200000 tours minutes.

Le moteur turbo en Formule 1 

Début 

En 1973, le V6 2.0 est présenté par François Guiter (stratège ELF) et avait pour but d’équiper les voitures de F2. En effet, à cette époque là, ELF a voulu titiller Renault en lui expliquant qu’ils étaient prêt à rompre leur contrat et ainsi passer une alliance avec Ford-Hart. Pierre Dreyfus, patron de Renault, est anti-course mais le chèque de 300000 francs de la part d’ELF à Renault fait changer la donne et autorise le moteur à participer à la F2. Cependant, il est aucunement question d’aller courir en F1. Néanmoins, en F2, ce moteur court, ne déçoit pas est puissant et fiable. Mais surtout il gagne contre des équipes de renommée mondiale tel que Ford, BMW et March. À ce moment, l’hypothèse d’une arrivée en F1 est envisagée mais il faudrait booster ce moteur pour y arriver.

Le turbo sur le V6 2.0L

Au même moment, un ingénieur Renault du Bernard Dudot intègre un turbo sur la berlinette de Jean-Luc Thérier et ce dernier remporte le rallye des Cévennes. Bernard Dudot, via l’intermédiaire de certains personnages influents, va aux USA afin d’effectuer des tests sur ce turbo. Trois mois plus tard, l’ingénieur revient et n’a qu’une idée en tête : construire un moteur turbo. Le turbo a un avantage de développer autant de puissance qu’un moteur de plus forte cylindrée mais à des coûts moins élevées. En 1975, la berlinette du duo Jabouille-Larrousse reçoit un turbo et enlève la course. La suite sera moins flatteuse en raison d’un manque de fiabilité et de panache de fumée venant du moteur.

Cependant, ELF via Gutier ne se cache pas et y croît pour le moteur turbo. Ils envoient ainsi 500000 francs à Renault pour développer le moteur turbo et tenter d’aller en F1. Le stratège ELF déclarait à l’époque ” Nous étions inconscients. Si nous savions ce qui nous attendait…”. Ils étaient les seuls à y croire…”Gérard Larousse arrête la course pour devenir directeur sportif de la section F1 et directeur sportif de la section Endurance. Sa troisième mission est développer le moteur turbo et ainsi aider Bernard Dudot.

L’arrivée en F1

Le Lyonnais dirige alors Renault Sport, entreprise regroupant le secteur endurance et Alpine. ELF demande alors de développer un moteur de 1.5L de cylindrée et surtout équipé d’un turbo. La marque demande aussi à Alpine de créer pour monoplace pour qu’elle soit équiper du moteur turbo. Les médias français se pressent de s’emparer de l’affaire et cette tournure médiatique obligent le moteur à tourner sur piste. Pour ceci, un chassis d’A500 est monté d’un moteur turbo à Dijon-Prenois et à Barcelone mais cela tourne au désastre.

“Lorsque que j’appuyais sur l’accélérateur, j’avais dans le dos un moteur de R16, et au moment ou je freinais le Turbo accrochait et me propulsait dans le virage suivant. C’était inconduisible” Jean Pierre Jabouille.

Pour obtenir un minimum de puissance, il fallait souffler fort dedans, d’ou la réaction brutale du moteur” B.Dudot.

En 1978, l’Alpine du duo Didier Pironi et Jean-Pierre Jaussaud remportent sur une Alpine A442 les 24 heures du Mans. Cette victoire marque la première grande victoire turbo et l’arrivée en F1 s’accélère. À noter que l’année d’avant, Renault était arrivé en F1 via une seule monoplace pilotée par Jean-Pierre Jabouille. Cette monoplace était la RS01. François Castaing doit développer le châssis et Bernard Dudot doit s’occuper du moteur V6 Turbo.

Le turbo en Formule 1 

Le turbo fait ses débuts dans la discipline en F1 en 1977 à l’occasion du Grand Prix de Grande-Bretagne que Jabouille abandonne. La première victoire du fameux V6 1.5L turbo intervient lors du Grand Prix de France 1979 ou Jabouille s’impose devant Gilles Villeneuve et son équipier René Arnoux. Pour info, la première pôle date du Grand Prix d’Afrique du Sud 1979 (pôle de Jabouille). Le premier point pris par Renault est sur le Grand Prix des États-Unis Est 1978 que Jabouille finit 4e et marque donc 3 points.

En 1981, Ferrari et Hart (pour Toleman) développe un turbo et deviennent les premières équipes (après Renault) à avoir un moteur turbo. L’année suivante, c’est Brabham et Alfa qui possède son moteur turbo. En 1983, Nelson Piquet sur Brabham-BMW devient le premier champion du Monde pilotes sur une voiture turbo. À noter aussi que les moteurs turbo de l’époque pouvait développer 900 chevaux en course et plus de 1400 en qualifs !

Si les moteurs turbo sont interdits à partir de 1989, ils reviennent en 2014 sous forme de moteur V6 turbo 1.6L hybride.

KERS

Le KERS qu’est-ce que c’est? 

KERS, Kinetic Energy Recovery System en anglais ou Système de récupération de l’énergie cinétique en français est un système de freinage permettant de récupérant de l’énergie via le freinage. Cette énergie cinétique est récupérée par le freinage qui ne part pas en chaleur. Ce système a été mis au point par Richard Feynman dans sa version scientifique. Ce KERS peut servir à emmagasiner dans un volant d’inertie de l’électricité pour être stockée dans une batterie d’accumulateurs.

Le KERS en Formule 1 innovations F1 voitures tourisme

Arrivé en 2009 dans le monde de la F1, le KERS a tout de suite plu et beaucoup ont vu dans cette technologie la future innovation star. Cette récupération d’énergie au freinage permet d’engranger 80 chevaux supplémentaires à utiliser en 6.67 secondes ou alors 40 chevaux mais disponible 13 secondes. En général, les pilotes prennent l’option une. Ce système fait user 1.47 litres par GP aux voitures. Lewis Hamilton sur le GP d’Hongrie 2009 décroche la monoplace munie du KERS et moins d’un mois plus tard il signe la première pôle d’une voiture équipée du KERS. En 2010, la FOTA interdit l’utilisation mais en 2011 via la voix de Jean Todt, le système revient et ne disparaîtra plus depuis.

Depuis 2014, c’est un double système de récupération d’énergie qui est combiné à des batteries géré par des calculateurs qu’on retrouve en F1. La consommation de carburant est abaissée de 35% entre 2013 et 2014. Deux éléments moteurs sont important dans le KERS :

  1. Le MGU-K (Motor Generator Unit Kinetic) est le successeur du KERS.
  2. Le MGU-H (Motor Generator Unit Heat) sert à récupérer l’énergie de la chaleur de l’échappement.

Le KERS peut être utilisé par deux façons 

  1. KERS par volant d’inertie : un arbre de transmission relié au moteur via un embrayage met en route un autre arbre. Cet arbre va mettre en fonctionnement le volant d’inertie et permet à l’embrayage de s’ouvrir. Pour récupérer, il suffit juste de fermer l’embrayage et l’énergie stockée dans le volant d’inertie est transmise à la transmission de la F1. Le KERS par volant d’inertie a l’avantage de ne pas convertir l’énergie sous une autre forme, ce qui permet de diminuer les pertes mais augmente le poids.
  2. KERS par batterie : Ce système fonctionne par une conversion d’énergie pendant les freinages. L’arbre moteur déclenche une machine électrique, fonctionnant en générateur, qui convertit l’énergie mécanique en énergie électrique et est stockée dans une batterie. Pour utiliser l’énergie, la batterie octroie du courant électrique à la machine électrique. L’avantage est de ne pas utiliser d’embrayage. En effet, l’électronique de puissance gère la récupération et la distribution de l’énergie. Le poids de la batterie et le fait qu’elle supporte pas les charges/décharges rapides sont ses inconvénients. La solution consiste à utiliser des super condensateurs.
La Ferrari FXXK fait partie des voitures de tourisme dôté du KERS.

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