Formule E à Paris découvrez différencie Formule 1

19/04/2019

Si les monoplaces de Formule 1 et de Formule E diffèrent, il en va de même pour les caractéristiques des systèmes de freinage : peu de points communs et de nombreuses différences.

Les époques changent et les contextes aussi, mais Brembo continue à relever sans cesse de nouveaux défis technologiques. C’est au début des années 1970, alors qu’il avait à peine plus de trente ans, qu’Alberto Bombassei (fils d’Emilio, le fondateur de Brembo), contacta Piero Ferrari pour lui demander un rendez-vous avec son père. C’est ainsi qu’Enzo Ferrari lui confia la fourniture des disques de frein, qui étaient en fonte à l’époque, pour l’écurie Ferrari.

Dans les années qui suivirent, Ferrari confia aussi à Brembo la production des étriers de frein puis de tout le système de freinage pour les monoplaces de Formule 1. Grâce aux brillantes innovations introduites à partir des années 1980, telles que les étriers monobloc et les étriers à montage radial, de plus en plus d’écuries de Formule 1, au fil des années, ont choisi Brembo pour leurs systèmes de freinage.

LE NOUVEAU DÉFI

Brembo, qui travaille depuis toujours à la recherche de solutions innovantes grâce à son engagement dans les sports motorisés, a décidé de relever un nouveau défi : le championnat de Formule E. Cette compétition constitue un précieux « laboratoire mobile » pour le développement de la technologie appliquée à la motorisation électrique, véritable défi du futur – sinon du présent – dans le secteur automobile.

L’entrée de Brembo en Formule E correspond à l’arrivée des monoplaces de deuxième génération (Gen2), beaucoup plus puissantes et performantes que celles de la Gen1. Un défi supplémentaire pour Brembo qui doit affronter un scénario totalement inédit puisque c’est la première fois qu’elle a à faire, sur la piste, à des voitures électriques qui utilisent largement la récupération d’énergie au freinage.

FORMULE 1 CONTRE FORMULE E : QUELLES DIFFÉRENCES DANS LA CONSTRUCTION!

Comme on le sait, les performances au freinage de chaque véhicule dépendent de la masse du véhicule, des pneumatiques utilisés et de la façon dont les freins sont utilisés durant une session (d’essai ou de course) sur piste, ainsi, naturellement, que des caractéristiques du système de freinage. C’est pourquoi la Formule 1 et la Formule E sont plus éloignées de ce qu’elles paraissent à première vue.

Faire freiner une monoplace de Formule 1 dont le poids minimal atteint 733 kg, pilote compris est une chose ; faire freiner une Formule E qui pèse 900 kg en est une autre. Ces 167 kg supplémentaires sont presque entièrement imputables à la batterie des Formule E qui représente 43 % de la masse. Beaucoup considèrent qu’une voiture plus lourde requiert une énergie de freinage supérieure pour fournir les mêmes performances.

Le freinage est également conditionné par l’empreinte au sol des pneumatiques qui a une incidence sur la capacité à transférer au sol le couple de freinage. Bien qu’elles aient des jantes de 18 pouces, contre les 13 pouces des Formule 1, les Formule E sont équipées de pneus plus étroits : 260 mm de largeur à l’avant et 305 mm à l’arrière, contre les 370-385 mm à l’avant et les 455-470 mm à l’arrière des Formule 1.

L’INCIDENCE DE LA VITESSE ET DE LA DURÉE DES GP

Il ne faut pas négliger non plus la différence de longueur des courses : pour les Formule E, la course dure 45 minutes plus un tour alors que les Formule 1 doivent parcourir au moins 300 km. Cela revient à dire que les voitures de Formule 1 sont sur la piste entre une heure et 16 minutes au minimum (tel est le record de course enregistré en 2018 à Monza par Lewis Hamilton) et 2 heures, temps maximal fixé par le règlement.

Puisque l’énergie à fournir au freinage est, de fait, une énergie cinétique, la vitesse de la voiture atteinte dans les différents points du tracé constitue un élément fondamental à prendre en compte dans le dimensionnement du frein. De ce point de vue, la Formule 1 domine la Formule E car sa vitesse maximale dépasse les 360 km/h alors que les monoplaces électriques atteignent seulement 280 km/h.

DES ÉPAISSEURS RÉDUITES SUFFISENT À LA FORMULE E

En raison de toutes ces différences avec la Formule 1, les voitures de Formule E requièrent un système de freinage ad hoc. Leur puissance de freinage inférieure et le temps consacré au freinage réduit (en raison des courses moins longues) ont pour conséquence une usure moins importante du matériel de friction, c’est-à-dire des disques et des plaquettes.

Cela explique que les disques et les plaquettes en carbone de la Formule E sont moins épais : pour les disques, 24 mm à l’avant et 20 mm à l’arrière, pour les plaquettes, 18 mm à l’avant et 16 mm à l’arrière. Les épaisseurs de la Formule 1 sont bien plus élevées : 32 mm d’épaisseur pour les disques avant, 28 à 32 mm pour les disques arrière ; 22 mm pour les plaquettes avant et jusqu’à 17 mm pour les plaquettes arrière.

POUR LA FORMULE E, LA VENTILATION N’EN EST QU’À SES DÉBUTS

La plus forte épaisseur des disques de la Formule 1 permet d’avoir plus de place pour les trous de ventilation, soit pour chaque disque 1400 trous de 2,5 mm de diamètre. La recherche aérodynamique poussée de ces voitures permet à Brembo de réaliser pour chaque écurie un dessin de refroidissement personnalisé, de manière à satisfaire les exigences de chaque client de manière optimale.

Sur les Formule E, en revanche, les disques avant comptent environ 70 trous et sur les disques arrière 90 : les premiers font 6,2 mm de diamètre, les seconds 4,2 mm. Ces valeurs étaient celles des disques de Formule 1 jusqu’en 2007 : il est donc probable qu’au cours de la prochaine décennie leur nombre et, en même temps, leur miniaturisation seront développés pour les Formule E.

DES COÛTS CONTENUS POUR LE SYSTÈME DE FREINAGE DE LA FORMULE E

Pour restaurer la bonne température en quelques secondes, chaque équipe de Formule 1 utilise des disques de frein Brembo avec un nombre de trous et une géométrie variables en fonction du type de circuit et des températures ambiantes. En revanche, en Formule E, pour garantir le principe de la réduction des coûts et de l’uniformité maximale des performances, les disques de frein sont les mêmes tout au long du championnat et pour toutes les monoplaces.

Ce principe s’applique pour tous les composants du système de freinage, des disques aux plaquettes, en passant par les étriers de frein (un seul exemplaire à l’avant et un à l’arrière), la frette avec fixation à douilles et le maître-cylindre tandem à 1 étage : ce dernier alimente en effet le système avant et arrière, imposant ainsi une répartition fixe du freinage.

LES SIMILITUDES ENTRE LES FREINS DE FORMULE 1 ET DE FORMULE E

Le terme carbone ne doit pas être trompeur : celui qui est utilisé en Formule E a été sélectionné en fonction des exigences d’une voiture entièrement électrique et se différencie donc de celui qui est employé sur les Formule 1. Même si les étriers de frein sont dans les deux des monoblocs taillés dans la masse, ils sont néanmoins différents : celui des Formule 1 est en aluminium nickelé avec 6 pistons, celui des Formule E est en alliage d’aluminium oxydé avec 4 pistons.

Le matériel des plaquettes (carbone), ainsi que le diamètre des disques avant des deux catégories (278 mm) est identique. Les intervalles à respecter pour l'entretien des étriers sont également les mêmes. Les étriers sont périodiquement réexpédiés à Brembo Racing où tous les composants sont démontés, nettoyés et contrôlés : la révision est effectuée selon une périodicité idéale pour vérifier son fonctionnement, à savoir tous les 2 500 km environ.