LES 10 INFOX SUR LA NASCAR ET SES FREINS. LA FORMULE 1 N’EN EST PAS SI ELOIGNEE

11/06/2019

La Nascar Cup Series est le royaume du spectacle : le format du championnat, les différences minimes entre les budgets des écuries et les performances similaires des trois moteurs utilisés jouent en faveur de l’équilibre. Elle offre ainsi des courses où les écarts sont faibles et le résultat incertain

Peu de spectacle sur la piste mais une technologie d’avant-garde, avec des solutions techniques introduites sur les monoplaces à l’occasion de chaque Grand Prix ou presque : la Formule 1 est indiscutablement la catégorie reine des spots motorisés, mais, par sa nature même, pèche par défaut d’équilibre. Depuis 2015, seules trois écuries sont en effet parvenues à remporter au moins une course.

Quant à la Nascar Cup Series, elle offre du grand spectacle puisque douze pilotes ont remporté au moins une course en 2018. Le format du championnat, les différences minimes entre les budgets des écuries et les performances similaires des trois moteurs utilisés jouent en faveur de l’équilibre des valeurs : les courses se déroulent ainsi avec de faibles écarts et des résultats qui restent donc incertains jusqu’au drapeau à damiers.

Par ailleurs, beaucoup pensent que la Nascar Cup Series n’obtient ces résultats qu’en limitant considérablement les évolutions technologiques et en utilisant des solutions techniques dépassées, ce qui favoriserait une forme de statu quo. Pourtant, c’est précisément pour optimiser l’utilisation d’automobiles très lourdes (1 542 kg, pilote et carburant compris), de nouvelles solutions sont constamment expérimentées.

Le plus surprenant, pour ceux qui ne connaissent pas la Nascar Cup Series, réside dans le soin apporté aux systèmes de freinage aussi bien en termes d’ingénierie que de modes d’utilisation. À ce sujet, nous avons identifié dix infox concernant les freins de la Nascar Cup Series : des légendes urbaines que nous allons démystifier une à une.

1) Les freins sont plus utilisés en Formule 1 que dans la Nascar Cup Series. FAUX

Compte tenu des temps de parcours sur le tour, en Formule 1 les freins sont utilisés à raison de 13 à 27 pour cent : le pourcentage le plus bas se vérifie à Monza et à Spa-Francorchamps où les freins sont respectivement actionnés pendant 10 secondes et demie et 13 secondes par tour. À Spielberg, les freins sont en revanche utilisés pendant 9,8 secondes par tour, mais la piste est plus rapide et donc le pourcentage atteint 15 points.

Dans la Nascar Cup Series, les différences entre les divers tracés sont plus marquées : dans les ovales de grandes dimensions, comme Talladega et Daytona, les pilotes n’utilisent pas les freins, sauf dans le tour de retour aux stands et en cas d’accident. Sur les ovales plus courts, comme Martinsville, les pilotes se servent des freins pendant environ 7 secondes à chacun des deux virages. Sachant qu’un tour dure environ 20 secondes, l’utilisation des freins atteint donc 70 pour cent.

2) Les freins sont peu déterminants car la course se déroule uniquement sur les ovales. FAUX

Depuis 2018, trois courses sont disputées sur des tracés routiers : les voitures du championnat Nascar Cup Series s’affrontent sur le Sonoma Raceway (circuit de 3,2 km comprenant 10 virages), sur le Watkins Glen (circuit de 5,4 km comprenant 11 virages) et sur le Charlotte Motor Speedway (circuit de 3,7 km comprenant 17 virages). Ce dernier est devenu, en septembre 2018, le premier circuit routier utilisé dans les phases finales, preuve de l’importance croissante acquises par ces tracés.

Sur ces circuits, les freins sont évidemment utilisés pour réduire la vitesse avant d’aborder presque tous les virages. En moyenne, sur un tour, les freins sont utilisés entre vingt et trente secondes, ce qui équivaut à 30 % de la durée de la course. Pour empêcher les surchauffes trop importantes, sur le Watkins Glen, ce sont les disques Brembo à canaux de ventilation de 22 mm d’épaisseur qui sont utilisés.

3) Les disques de la Nascar sont obsolètes car ils ne sont pas en carbone. FAUX

L’une des différences entre les disques de Formule 1 et ceux de la Nascar Cup Series réside dans leur matériau : le carbone étant interdit dans la série américaine, les voitures sont donc équipées de disques en fonte. Certains y voient un retard technologique, mais ils ignorent le travail constant de recherche et d’expérimentation mené par Brembo sur les différentes variables et caractéristiques des disques de frein en fonte, à commencer par la ventilation des disques, c’est-à-dire la conception des canaux de ventilation qui assurent le refroidissement du disque durant la course. En cela, les tests informatisés, statiques et dynamiques conduits par Brembo sur les dimensions, la forme, le nombre et la courbure des canaux n’ont rien à envier à ceux dont bénéficient les trous présents sur les disques en carbone.

Les systèmes de montage de la piste de freinage à la frette sont également optimisés afin d’éviter la déformation et la formation de fissures en cas de surchauffe. Par ailleurs, Brembo la même attention et la même énergie, dans la recherche et l’expérimentation, au dessin et à la réalisation des finitions de surface des disques en fonte de la Nascar Cup Series. Enfin, il ne faut pas sous-évaluer la composition chimique de la fonte utilisée qui bénéficie aussi de constantes expérimentations. Précisément parce qu’il s’agit de fonte, toutes ces recherches ont des retombées sur les disques utilisés par les voitures routières américaines les plus répandues.

4) Les systèmes de freinage sont les mêmes pour tous les tracés comme en F1. FAUX

À la différence de la Formule 1 où chaque équipe utilise le même modèle d’étrier de frein pendant toute la saison (hormis, évidemment, les éventuelles évolutions développées au cours de la saison), dans la Nascar Cup Series, les 3 types d’ovales requièrent autant de types d’étriers de frein puisque l’utilisation des freins est différente. Sur les superspeedways (ovales d’au moins 4 km), les freins ne sont jamais utilisés, sauf pour rentrer aux stands ou durant l’exposition des drapeaux jaunes. Sur les speedways (ovales compris entre 1,6 et 4 km), les freins sont peu utilisés alors dans les short-tracks le système de freinage est sollicité sur toute la longueur du virage.

Par conséquent, ce sont des étriers de frein plus petits qui sont montés dans le cas de superspeedways, des étriers plus grands pour les short-tracks et des étriers intermédiaires pour les speedways. De plus, alors qu’en Formule 1 les dimensions des disques utilisés sont les mêmes tout au long de l’année et que seuls les trous de ventilation varient (l’option medium cooling avec 800 trous, high cooling avec 1 250 trous et very high cooling avec 1 480 trous), dans la Nascar le diamètre et l’épaisseur des disques avant changent également en fonction du type de circuit.

5) La décélération a moins augmenté qu’en Formule 1. FAUX

En l’espace d’une décennie, la décélération maximale en Formule 1 a augmenté d’environ 10 à 14 %. Preuve en est le premier virage du GP d’Italie à Monza, connu comme la chicane du Rettifilo, à l’entrée de laquelle la décélération que les pilotes affrontent au freinage est passée de 5 g en 2009 à 6,7 g en 2018.

Au cours de la dernière décennie, les systèmes de freinage de la Nascar Cup Series se sont aussi beaucoup améliorés grâce à Brembo qui a su tirer profit du savoir-faire acquis sur les circuits pendant 40 ans. Bien qu’ils n’aient que 4 pistons, les étriers de frein actuels offrent une puissance de freinage identique à celle des 6 pistons de la précédente décennie. De plus, l’amélioration des disques et des plaquettes a permis d’accroître la décélération maximale de 20 % en moyenne.

6) Les systèmes de freinage sont identiques pour tous les pilotes. FAUX

En Formule 1, chaque écurie, en fonction des exigences spécifiques de la voiture, détermine, avec les ingénieurs Brembo, le rapport optimal entre le poids et la rigidité des étriers de frein. Certains privilégient des étriers plus légers et moins rigides, alors que d’autres optent pour des solutions plus conservatrices, à savoir des étriers plus rigides mais aussi plus lourds. Cet équilibre délicat conduit Brembo à développer de manière totalement autonome le système de freinage pour chaque écurie.

Ce que beaucoup ignorent, c’est que, dans la Nascar Cup Series aussi, chaque écurie demande à Brembo des personnalisations plus ou moins importantes du système de freinage. Puisque, au sein de la même équipe, les pilotes se distinguent par des styles de freinage différents (certains adoptent un style « monoplace », avec un freinage initial intense puis décroissant, alors d’autres préfèrent l’inverse), deux coéquipiers peuvent utiliser des matériels de friction différents.

Dans ce cas, les personnalisations portent, plus que sur les étriers de frein, sur le matériel de friction et les disques de frein dont les ventilations, les diamètres et les épaisseurs diffèrent en fonction des exigences aérodynamiques de chaque voiture. Pour répondre à ces attentes, Brembo étudie des solutions spécifiques pour les canaux de ventilation des disques.

7) Dans la Nascar Cup Series, les freins sont utilisés uniquement pour freiner. FAUX

Depuis ses débuts en Formule 1, Michael Schumacher a surpris tout le monde par son habileté à freiner tout en accélérant, en utilisant les deux pieds simultanément : le droit sur l’accélérateur et le gauche sur le frein. Il parvenait ainsi à aborder les virages à une vitesse supérieure à celle de ses concurrents et à gagner de précieux centièmes de seconde à chaque virage du tracé.

De la même manière, dans les ovales de grandes dimensions de la Nascar Cup Series, comme Indianapolis, Daytona et Talladega, quand une voiture est collée à celle qui la précède, le pilote actionne un minimum les freins pour éviter de la heurter. Ainsi, il conserve le moteur à plein régime, ce qui serait impossible s’il devait relâcher l’accélérateur. De plus, dans les ovales de petites dimensions, le système de freinage s’utilise non seulement pour ralentir mais aussi pour aider la voiture à affronter les virages.

8) Les températures atteintes par les étriers durant la Nascar Cup Series sont basses. FAUX

En Formule 1, sur les tracés caractérisés par de nombreux freinages en séquence, comme aux GP de Monaco et de Hongrie, la température des étriers en aluminium-lithium peut atteindre 200 degrés centigrades. Sur les autres pistes, elle atteint des pics de 150 à 160 degrés centigrades. La dissipation de la chaleur est toutefois immédiate car, en cas de températures très élevées, il existe un risque de perte de la rigidité.

Dans la Nascar Cup Series, en revanche, les étriers de frein peuvent atteindre 440 degrés Fahrenheit, soit plus de 226 degrés centigrades. La température des plaquettes et des disques, qui atteint respectivement 871 degrés centigrades et 982 degrés centigrades, est encore plus élevée. Tout cela est possible grâce au liquide de frein Brembo HTC 64T qui présente un point d’ébullition de 335 degrés centigrades, supérieur aux produits concurrents.

9) Les étriers de frein sont très lourds par rapport à ceux des voitures de F1 et GT. FAUX

Quand il faut freiner une voiture qui pèsent plus d’une tonne et demie, nous nous attendons à trouver des systèmes de freinage imposants. Pourtant, l’étrier de frein monobloc avant Brembo à 6 pistons pour les short-tracks ne pèse que 2,8 kg et l’étrier avant à 4 pistons pour les superspeedways 2,3 kg. Les étriers de frein arrière sont encore plus légers : 2 kg l’exemplaire pour les short-tracks et 1,5 kg pour les speedways pour lesquels il existe même une version légère de 1,2 kg.

Ces dernières valeurs sont similaires à celles des étriers avant de Formule 1 et de Formule E.

10) Les freins de la Nascar Cup Series s’usent peu. FAUX

Durant un Grand Prix de Formule 1, l’usure des plaquettes et des disques en carbone est inférieure à un millimètre. En revanche, les prototypes qui disputent les 24 Heures du Mans et qui utilisent eux aussi un matériel de friction en carbone subissent une usure de 3 à 4 mm pour le disque et de 8 à 10 mm pour la plaquette au cours des 24 heures de course.

Toutefois, ces valeurs sont très basses, comparées aux 9 mm d’usure de chaque plaquette enregistrés en moyenne à Martinsville et aux 11 mm de Watkins Glen. Ces deux valeurs confirment une fois encore que le rôle des freins dans la Nascar Cup Series n’est absolument pas marginal.