Freins F1 contre Formule E : ce ne sont pas toujours les plus puissants qui ont l’avantage

09/07/2019

Que se passerait-il si nous intervertissions les systèmes de freinage Brembo utilisés en Formule 1 et en Formule E ? Laquelle des deux monoplaces en tirerait avantage ?

Quand nous parlons de compétitions automobiles, nous avons coutume de considérer que « plus » est synonyme de « mieux » : un moteur plus puissant est préférable à un moteur moins puissant et une empreinte au sol plus importante des pneumatiques est mieux qu’une empreinte inférieure. Concernant le système de freinage, cette idée n’est toutefois pas toujours fondée car la puissance maximale n’est qu’une des variables d’un freinage parfait.

Pour démontrer cette affirmation, nous avons imaginé un échange impossible. Que se passerait-il si nous intervertissions les systèmes de freinage Brembo utilisés en Formule 1 et en Formule E ? C’est-à-dire si nous déplacions le système de freinage actuellement utilisé en Formule E sur les Formule 1 de cette année et vice versa ?

Les différences de construction 

Les différences entre les deux systèmes sont en effet très importantes : les voitures de Formule 1 sont équipées de disques de 32 mm à l’avant, de 28-32 mm à l’arrière et de plaquettes de 22 mm à l’avant et de 17 mm à l’arrière. De plus, les disques présentent jusqu’à 1 480 trous de ventilation, de 2,5 mm de diamètre chacun.

IEn Formule E, les épaisseurs des disques et des plaquettes sont plus faibles car le matériel de friction est soumis à une usure moins importante : 24 mm à l’avant et 20 mm à l’arrière pour les disques, 18 mm à l’avant et 16 mm à l’arrière pour les plaquettes. Les disques avant présentent environ 70 trous de ventilation et les disques arrière 90.

L’effet de l’échange

Contrairement à ce que l’on pourrait croire, aucune des deux monoplaces ne gagnerait à cet échange des systèmes de freinage : celui de la Formule E comme celui de la Formule 1 sont en effet réalisés en optimisant la conception et le poids en fonction des caractéristiques spécifiques de chaque voiture.

Les monoplaces de Formule 1 ont un poids minimal, pilote inclus, de 733 kg (en plus du poids du carburant d’environ 100 kg au début de la course), alors que les Formule E, en raison des batteries lourdes qui constituent 43 % de la masse totale, pèsent au minimum 900 kg. De plus, en Formule E, les pneumatiques utilisés ont une empreinte au sol inférieure de plus de 40 pour cent à la Formule 1.

De la Formule E à la Formule 1 

L’utilisation en Formule 1 du système de freinage actuel de Formule E ne permettrait pas d’atteindre les performances de freinage obtenues jusqu’à présent, notamment en termes de distance et de temps de freinage. Une monoplace de Formule 1 actuelle est en mesure de décélérer de 200 km/h en à peine 110 mètres de freinage parcourus en un peu plus de 2 secondes. En utilisant les freins de Formule E sur une Formule 1, ces deux valeurs augmenteraient.

De plus, le système de freinage de la Formule E étant sous-dimensionné, il subirait rapidement une surchauffe. Ce qui impliquerait une usure accélérée du matériel de friction qui, pour la Formule E, est d’ailleurs calibré pour des courses de courte durée. En résumé, non seulement les monoplaces de Formule 1 ne parviendraient donc pas à décélérer en utilisant pleinement l’adhérence des pneumatiques, mais elles seraient gravement en difficulté lors des freinages au bout de quelques virages.

De la Formule 1 à la Formule E

Dans l’hypothèse contraire, c’est-à-dire en cas de transfert du système de freinage d’une Formule 1 sur une Formule E, les effets seraient dysfonctionnels. Dans ce cas, les monoplaces électriques disposeraient d’un système de freinage fortement surdimensionné. Avec une puissance de freinage excessive par rapport aux besoins spécifiques de la monoplace, le système aurait très probablement du mal à atteindre la température minimale de fonctionnement.

En cas de température de fonctionnement trop basse, le carbone, avec lequel sont fabriqués les disques et les plaquettes conçus pour une Formule 1, ne garantit pas la génération correcte de la friction et réduit ainsi les performances au freinage. De plus, dans des conditions similaires, le matériel de friction risque de se vitrifier (grazing), ce qui réduirait l’efficacité du freinage. De plus, l’action mécanique des plaquettes sur des disques « froids » provoquerait une forte usure mécanique. Le résultat ? Identique au précédent : des performances dangereusement altérées et une usure rapide.

Et le futur ?

À ce jour, nous ne pouvons pas prévoir comment les systèmes de freinage de Formule 1 et de Formule E évolueront au cours des prochaines années, même si une réduction progressive des différences actuelles est envisageable. Ce que nous savons toutefois, c’est que Brembo continuera à exploiter les données collectées sur les pistes pour garantir une conduite sur route de plus en plus sûre, confortable et agréable. Ce fut le cas, dans le passé, avec la Formule 1 et il en ira de même, dans le futur, avec la Formule E.