Formule 1 2008 par rapport à Formule 1 2018

11/06/2018

 EN FORMULE 1, LES DISTANCES DE FREINAGE SONT DIMINUÉES DE 22% ET LA DÉCÉLÉRATION A AUGMENTÉ DE 12 % EN 10 ANS

​​​​​​​

Les progrès exceptionnels qui ont caractérisé la Formule 1 au cours des 10 dernières années ont confirmé sa validité en tant que banc d'essai le plus technologiquement avancé de la planète, non seulement pour les ingénieurs et les Constructeurs automobiles les plus importants, mais aussi pour les constructeurs de composants tels que Brembo.

De 2008 à 2018, les systèmes de freinage ont été les protagonistes d'une évolution et d'une augmentation des performances particulièrement significatives. Des améliorations qui ont également influencé le mode de freinage des pilotes, très différent d'il y a 10 ans.

Évidemment, les monoplaces d'aujourd'hui sont très différentes de celles de 2008 et le type de comportement en phase de freinage ne peut et ne doit pas être attribué uniquement aux freins. Les différentes assiettes des voitures, les différentes charges aérodynamiques et surtout les pneus plus larges (et même de constructeurs différents par rapport à ceux de 2018) jouent un rôle important dans la différenciation des performances de freinage.

Cependant, l'évolution des systèmes de freinage Brembo a elle-aussi fait de grands progrès au cours de ces 10 années et pour le prouver, nous avons comparé les données de tous les freinages des monoplaces au GP du Canada de 2008 et au GP du Canada de 2018.

 
 

DISTANCE DE FREINAGE : -22%


Le chiffre le plus frappant de la comparaison entre les deux GP concerne la distance de freinage, en baisse de bien 22,2% : en 2008, un freinage sur le circuit Gilles Villeneuve a nécessité une moyenne de 113 mètres, alors que cette année 88 mètres suffisent. Nous parlons naturellement de valeurs moyennes car les données précises, bien qu'exprimant la même tendance, varient beaucoup : à la sortie de l'avant-dernière chicane, celle menant au Mur des Champions, les monoplaces ont couru 98 mètres en freinage cette année alors qu'il y a 10 ans, sur ce même point, elles ont utilisé les freins sur 117 mètres.

TEMPS DE FREINAGE : -15%


Bien que perceptible, la réduction des temps de freinage ne va pas de pair avec la réduction des distances de freinage : de 2008 à 2018 à Montréal, l'utilisation des freins sur le circuit s'est réduite de quelques secondes, soit une diminution de -15,5 %.
Ça ne semble pas beaucoup, mais pour vous démontrer le contraire, voilà les chiffres : Il y a 10 ans, dans 3 des chicanes du circuit canadien, les pilotes ont utilisé les freins pendant plus de 2 secondes et dans l'un de ces points, ils l'ont fait pendant plus de 3 secondes. Tandis que cette année, les utilisations maximales ont été de 2,44 secondes à la chicane 10 et de 2 secondes à la chicane 13 susmentionnée.

 
 
 

CHARGE SUR LA PÉDALE : +4%


Si les distances de freinage ont diminué de 22% et les temps de freinage « seulement » de 15%, la raison n'en est qu'une : la force exercée par les pilotes sur la pédale de frein a augmenté, tout comme la puissance des systèmes de freinage Brembo.
En 2008, en moyenne, à chaque chicane du GP du Canada, les conducteurs ont exercé une charge sur la pédale de 129 kg, alors que cette année, la valeur moyenne est passée à 134 kg : une croissance de 4% qui rend la conduite des pilotes plus fatigante.
En plus de la plus grande force exercée par les pilotes, la puissance des systèmes de freinage Brembo a également considérablement augmenté : de 2008 à aujourd'hui, les caractéristiques de l'alliage aluminium-lithium de nos étriers de frein ont évolué.
Les étriers d'aujourd'hui se caractérisent par une plus grande complexité des géométries, exacerbées par une recherche permanente d'une optimisation du rapport rigidité-poids et par des formes de plus en plus performantes pour obtenir le refroidissement nécessaire à chaque monoplace.

 

DÉCÉLÉRATION : +12%

Une plus grande vitesse, une plus grande largeur de pneu (avec une capacité accrue de décharger le couple de freinage au sol) et bien sûr des systèmes de freinage Brembo plus performants soumettent les pilotes à une décélération considérablement plus élevée que par le passé : en 2008, la valeur moyenne sur le circuit de la décélération maximale moyenne à Montréal était de 4,2 G tandis qu'en 2018, la valeur dépasse 4,7 G : une augmentation de 11,9%.

À la chicane 8 du GP canadien, la décélération à laquelle les pilotes se heurtent atteint 4,9 G comparativement à 4,4 G qui avaient été testés en 2008. La variation trouvée à la première chicane est encore plus élevée en termes absolus et en pourcentages : de 3,7 G il y a 10 ans à 4,8 G cette année.

Des variations similaires ont également été enregistrées dans les autres circuits qui ont accueilli les premières courses du Championnat du Monde de Formule 1 2018. Tout cela sera encore plus évident sur une piste comme Monza, où en 2008 la décélération maximale n'a jamais dépassé 5 G. Cette année, au contraire, selon les calculs au simulateur, pour tous les 6 freinages elle ne sera pas inférieure à 5,1 G et à l'entrée de la Parabolique, elle devrait dépasser largement 6 G.

 
 
 

FREINS À DISQUE : De 200 à 1 400 PERÇAGES (+600%)


L'un des composants du système de freinage qui a subi une évolution visible même à l'œil nu est le frein à disque.

Au cours de la décennie, les progrès des études ont permis à Brembo d'augmenter progressivement le nombre de perçages et de réduire leur taille : il y a dix ans, en 2008, les perçages de ventilation d'un disque de Formule 1 étaient d'environ 200.

Seulement 4 ans plus tard, leur nombre avait triplé à 600 perçages. L'innovation ne s'est toutefois pas arrêtée et, au championnat 2014, les monoplaces de la Formule ont pu utiliser des disques de plus de 1 000 perçages de ventilation.

L'augmentation de la surface du disque exposée à la ventilation garantit en effet une plus grande dispersion de la chaleur, en réduisant la température de fonctionnement. Dans les disques de carbone de Formule 1, la température peut même atteindre des pics de mille degrés centigrades pendant des moments très courts.

À partir de 2017, l'augmentation de l'épaisseur des disques, majorée de 28 à 32 mm, a permis de multiplier la place pour les perçages de ventilation, en déterminant ainsi une nouvelle évolution du système de refroidissement des circuits. Aujourd'hui, chaque frein à disque Brembo peut avoir près de 1 400 perçages de ventilation dans les versions les plus extrêmes, soit cent de plus que ceux des disques 2017. Les perçages, maintenant disposés sur 4 rangées différentes, mesurent 2,5 mm de diamètre et sont réalisés un par un par une machine de précision : Pour compléter tous les perçages d'un seul disque, il faut de 12 à 14 heures de travail. À ces niveaux, la précision est absolue : la tolérance d'usinage est seulement de 4 centièmes de millimètres.

 
 
 

PLAQUETTES : ÉNERGIE DISSIPÉE +10%


Les plaquettes ont de même subi des changements importants au cours de la dernière décennie en taille et en géométrie. La superficie totale de chacune a augmenté d'un peu moins de 2 pour-cent (de 4 000 mm à 4 070 mm) mais maintenant elles semblent plus allongées que par le passé : en 2008, elles mesuraient 106 x 25 mm, mais en 2018, elles atteignent 185 x 22 mm.
​​
De nos jours, les plaquettes doivent dissiper beaucoup plus d'énergie : Au Canada, il y a 10 ans, la température des chicanes (virage 10) a atteint un pic de 908°C alors que cette année, sur ce même point, elle dépasse 1 000°C.

Pour surmonter ce problème, la recherche sur les formes des plaquettes a également été approfondie et exaspérée : les plaquettes ont en effet des perçages de ventilation qui sont personnalisés en fonction des demandes de chaque écurie.

 

ÉTRIERS DE FREIN : LÉGÈRETÉ +15%


Au cours des 10 dernières années, les étriers de frein ont subi une évolution en partie divergente : d'une part, la simplification des choix sur piste a été favorisée, mais d'autre part la personnalisation du développement en partenariat avec les écuries est de plus en plus évidente.

En 2008 il y avait différents étriers en fonction du circuit que la monoplace devait parcourir, avec des problèmes de sélection évidents et l'impossibilité de remplacer en urgence un spécimen par un autre spécimen conçu pour une piste différente. Depuis quelques années, cependant, chaque écurie utilise un seul type d'étrier pour tous les circuits de la saison.

En même temps, la complexité du développement a augmenté. Aujourd'hui, contrairement d'il y a 10 ans, la Formule Un exige une profonde personnalisation des systèmes de freinage liés aux différents choix de conception des monoplaces. Chacune des écuries dont Brembo est fournisseur nécessite un système de freinage de plus en plus « sur mesure », étroitement intégré au design de la monoplace et soumis à un développement continu pendant la saison.

 
 

Quant aux étriers de frein par exemple, l'intégration parfaite avec le système de refroidissement de l'angle (prise d'air, tambour, déflecteurs, etc.) et avec les solutions aérodynamiques étudiées par chaque écurie, assure que chaque composant est unique.

Actuellement, les préférences des pilotes affectent surtout les différentes combinaisons de rigidité et de poids. Il y a en effet des écuries qui préfèrent des étriers plus légers, car elles doivent diminuer le poids de la voiture, tout en perdant quelque chose en terme de rigidité. D'autres préfèrent plutôt la rigidité, au détriment de la masse.

Globalement, comparé à une réduction de poids de seulement 15% par rapport à 2008, l'usinage des étriers de frein est aujourd'hui plus complexe qu'il y a 10 ans.

 

BRAKE BY WIRE


Enfin, une autre innovation importante apparue au cours des 10 dernières années est le système de freinage électronique « Brake By Wire ». La nécessité de garantir l'action de freinage correcte sur l'essieu arrière, au net des contributions de couple dérivant des moteurs électriques, a amené l'introduction dans la saison 2014 d'un autre élément innovant : le Brake By Wire (BBW).

Le système arrière, en mode normal d'utilisation, n'est plus entraîné directement par le pilote, mais par le circuit hydraulique haute pression de la voiture (c'est-à-dire celui qui entraîne la boîte de vitesses ou la direction assistée), via le contrôle approprié du module électronique, qui prend en compte, à tout moment, les contributions liées aux deux MGU et à la répartition de freinage paramétrée par le pilote.

Sur l'essieu arrière, l'énergie à dissiper à égalité de frottement, a diminué, étant en partie récupérée par le MGU-K : on peut ainsi utiliser un étrier moins encombrant et plus léger. Pour cette raison, en plus des étriers traditionnels à 6 pistons, la valeur maximale établie par la réglementation, Brembo fournit des étriers à 4 pistons à utiliser à l'arrière pour répondre à leurs exigences de légèreté.