De Montréal à Munich, les tracés les plus éprouvants pour les freins de la Formule 1 2017

09/05/2017

Quels sont les circuits les plus éprouvants pour les freins ? Les prévisions de Brembo sur les circuits les plus difficiles pour les freins de la Formule 1 2017

La fameuse citation de Stirling Moss « Les lignes droites ne sont que les portions ennuyeuses qui relient les virages » illustre bien tout le charme de la Formule 1 où chaque virage ne ressemble à aucun autre.

Même quand l’angle, la pente et la vitesse d’entrée des monoplaces semblent identiques, d’autres variables diffèrent, comme l’adhérence ou la température de l’asphalte.

Tous ces aspects influent considérablement sur le stress subi par les systèmes de freinage. En raison de la singularité de chaque circuit, les techniciens Brembo, qui travaillent en étroite collaboration avec les principales écuries de Formule 1, ont établi un classement des 20 pistes du championnat du monde.

Pour ce faire, ils ont utilisé une échelle de 1 à 10, directement proportionnelle à l’effort fourni par les freins sur les différents tracés. La valeur maximale, correspondant à un effort très dur pour les freins (Very Hard), a été attribuée aux pistes d’Abu Dhabi, de Mexico, de Montréal et de Singapour.

La note juste au-dessous (9) a été donnée au circuit du Bahreïn, jugé difficile (Hard) ; les cinq pistes de la même catégorie, qui ont reçu un 8 sont Bakou, Melbourne, Monza, Spielberg et Sotchi.

À l’opposé, les pistes les moins stressantes pour les systèmes de freinage, estimées très faciles (Very Easy), sont celles d’Interlagos, Silverstone et Suzuka : le 4 qui leur a été attribué montre toutefois qu’il existe aussi sur ces pistes quelques points critiques pour les freins qui ne doivent pas être sous-estimés.

Si nous pouvons aujourd’hui les considérer comme des problèmes potentiels mineurs, le mérite en revient à l’innovation technologique constante mise en œuvre par Brembo au cours de ces dernières décennies.

Suite aux nouveaux règlements 2017, Brembo a augmenté le nombre de trous de ventilation et l’épaisseur des disques. Plus 25 pour cent de couple de freinage prévu

Les importantes nouveautés réglementaires prévues pour le championnat du monde de Formule Un 2017 ont lancé un nouveau défi technologique à Brembo, leader mondial dans la production de systèmes de freinage, qui s’apprête à débuter la 42e saison dans la série des sports automobiles la plus importante avec un changement substantiel des systèmes de freinage fournis aux plus grandes écuries qui participent au championnat.Avec des pneumatiques larges et des voitures plus performantes, capables de développer des couples des freinage plus élevés, les techniciens de Brembo se sont concentrés sur les différents éléments qui composent les systèmes afin de retravailler leur conception.

Ce classement des pistes se base sur le croisement d’une série de données numériques acquises lors de chaque freinage et de certaines variables qualitatives, impossibles à convertir en chiffres. Par exemple, l’utilisation des freins dans le GP du Mexique, où la température de l’asphalte atteint 50 degrés n’a rien à voir avec le freinage du GP de Grande-Bretagne où la température de l’air dépasse rarement les 20 degrés.

Sur l’autodrome Hermanos Rodriguez, la ventilation se révèle cruciale pour éviter l’échauffement des étriers et des disques qui sont néanmoins en mesure de bien travailler jusqu’à 1 000 °C environ. Pour palier ce problème, chaque écurie dispose de systèmes dotés de refroidissements personnalisés, garantis par les 1 400 trous de ventilation réalisés sur chaque disque.

À Silverstone, le risque est inverse puisqu’un refroidissement excessif entraînerait une vitrification (grazing) du matériel de friction. En effet, en cas de température de service trop basse, le carbone, dont sont composés les disques et les plaquettes, ne garantit pas la génération correcte de la friction et réduit ainsi les performances au freinage.

En revanche, le nombre de freinages nécessaires pour accomplir un tour est une variable erronée pour évaluer le stress auquel le système est soumis : à Montréal, les pilotes utilisent les freins 7 fois par tour, contre 12 fois à Monte-Carlo, dont la piste est par ailleurs plus courte d’un km par rapport au tracé canadien. La piste située sur l’île de Notre-Dame est classée « Very Hard » pour les freins alors que le circuit monégasque est seulement moyen.

Cela s’explique par les nombreux freinages forts et très rapprochés de la piste canadienne, d’ailleurs définie « stop and go », qui empêchent le refroidissement des freins.

À Munich, au contraire, les freins sont utilisés plus souvent mais toujours pendant des laps de temps assez courts car le circuit extrêmement tortueux ne permet pas d’atteindre de très grandes vitesses.

Plus que le nombre de freinages, c’est évidemment la disposition dans l’espace qui est décisive : Shanghai et Sakhir sont des pistes de même longueur (5,41 km) et avec 8 freinages par tour. Toutefois, dans le GP de Bahreïn, de nombreux freinages avec un impact énergétique élevé sont concentrés dans la partie centrale de la piste, ce qui entraîne une usure importante du matériel de friction.

En revanche, dans le GP de Chine, les virages qui demandent aux freins un effort considérable (6, 11 et 14) sont distribués sur tout le tracé et sont séparés par des freinages beaucoup moins éprouvants. Cette disposition permet donc d’avoir un bon refroidissement des systèmes avant de les soumettre à un nouvel effort.

Sept années riches en innovations techniques et en succès pour les systèmes de freinage Brembo en Formule 1

Remporter sept championnats du monde consécutifs de Formule 1 n’est pas aussi facile qu'il n’y paraît, même pour une entreprise comme Brembo, qui fait de la recherche technologique constante l'un de ses principes fondamentaux. Le défi est encore plus difficile à relever dans une période de grandes modifications règlementaires, comme celles de ces dernières années.

Comme on l’aura compris en parlant de Montréal, la moyenne des décélérations maximales affrontées sur le tour constitue une variable décisive pour le stress des systèmes de freinage : en effet, là où les freinages violents abondent, comme à Monza où les monoplaces arrivent à plus de 340 km/h à quatre reprises, la force g des décélérations atteint des valeurs importantes.

À l’inverse, sur le circuit de Munich, les monoplaces n’atteignent jamais les 300 km/h et, lors du freinage le plus dur, celui qui suit le tunnel (virage 10), la vitesse perdue est même inférieure à 200 km/h.

La force g maximale atteint donc 4,7 g et la force g moyenne est seulement de 3,6 g.

L’une des autres variables prises en compte est la puissance du freinage, conséquence directe de la charge aérodynamique, de la perte de vitesse et de la durée spatiale et temporelle de chaque freinage : à Sotchi et à Montréal, au cours d’un seul tour, la puissance du freinage dépasse 2 000 kWh à 6 reprises et atteint même, sur la piste russe, 2 435 kWh au deuxième virage.

À Munich, le seuil des 2 000 kWh n’est atteint que par deux virages et la valeur maximale (2 180 kWh) est inférieure à 3 des virages du GP du Canada et à 4 virages du GP de Russie. Il est donc clair que les systèmes de freinage des monoplaces de Formule 1 sont beaucoup plus complexes qu’il n’y paraît car ils doivent être en mesure d’agir efficacement dans les contextes les plus différents.

C’est un grand défi pour Brembo qui transfère l’expérience acquise avec les monoplaces les plus performantes du monde aux véhicules de la vie quotidienne.

Brembo, de la piste à la route.

C’est en raison de l’augmentation du poids et du nombre de chevaux des Formules 1 que les systèmes de freinage ont dû être repensés.

Dans un sport motorisé, les changements apportés aux règlements comportent pour les écuries un risque élevé d’arriver à la nouvelle saison sans y être préparées. Il suffit de sous-évaluer une variable ou de ne pas accorder la juste attention à l’un des éléments clés pour prendre du retard. La démonstration la plus évidente, en Formule 1, est l’introduction, fin 2013, des unités de puissance et la réapparition du turbo.