Les 10 points à retenir des F1 de 2022
1 - Accroître le spectacle en piste
Qu'est-ce qui empêche d'avoir des courses plus serrées actuellement ? L'effet de la "perte catastrophique d'appui" - pour citer un ingénieur impliqué de manière centrale dans le projet - résultant de "l'air sale" (dirty air) qui se dégage actuellement de manière chaotique d'une voiture de tête.
Pour donner des chiffres, les recherches montrent que les F1 actuelles perdent 35 % de leur force d'appui lorsqu'elles roulent à trois longueurs de voiture derrière une voiture de tête (environ 20 mètres, mesurés entre le nez de la voiture de tête et le nez de la voiture suivante), tandis que le fait de se rapprocher d'une longueur de voiture (environ 10 mètres) entraîne une perte de 47 %.
La voiture 2022, développée par l'équipe interne de la Formule 1 en collaboration avec la FIA, et qui met fortement l'accent sur le phénomène aérodynamique connu sous le nom "d'effet de sol", réduit ces chiffres à 4 % à 20 mètres, et à seulement 18 % à 10 mètres.
2 - Retour des flasques lenticulaires et ailettes au-dessus des roues
Deux des caractéristiques les plus frappantes de la voiture 2022 sont ses ailettes de roue et le retour d'une caractéristique vue pour la dernière fois en F1 en 2009 : les enjoliveurs de roue ou flasques lenticulaires.
L'inclusion de ces derniers est simple : envoyer un flux d'air à travers les roues peut être un moyen extrêmement efficace pour les équipes d'augmenter leur force d'appui, mais cela ajoute également à ce sillage aérodynamique chaotique qui se dégage des voitures.
Bien que des modifications aient été apportées au règlement 2022 pour limiter ce que les équipes peuvent faire autour des pneus sur le plan aérodynamique, l'équipe en charge des nouvelles F1 a voulu adopter une approche en ajoutant un joint physique pour empêcher les ingénieurs de diriger intentionnellement un flux d'air perturbateur vers les roues.
Quant aux ailettes au-dessus des roues, leur rôle est d'aider à contrôler le sillage de l'air dégagé des pneus avant et de l'éloigner de l'aileron arrière. C'est un rôle traditionnellement joué par les tourbillons de l'aileron avant, mais d'une manière qui les rend extrêmement sensibles lorsqu'ils sont utilisés dans des conditions d'aspiration. Les winglets accompliront la même chose, mais d'une manière plus résistante sur le plan aérodynamique dans des conditions de roulage rapproché.
3 - Des pneus Pirelli de 18" taille basse
Les nouveaux composés Pirelli pour ces roues de 18 pouces ont été conçus dans le but de réduire la surchauffe des pneus lorsqu'ils glissent, un aspect primordial qui devrait contribuer à des courses plus serrées.
Les pneus à profil plus bas ont également l'avantage de réduire les changements de déviation des flancs et l'effet de sillage aérodynamique qui en résulte. Les équipes consacrent beaucoup d'efforts à la simulation des régimes d'écoulement de l'air autour des formes des pneus et des interactions avec la carrosserie de la voiture. La réduction de la sensibilité dans ce domaine sera un avantage à la fois pour le processus de conception de la voiture et pour les ressources nécessaires, ce qui est particulièrement important à l'ère du plafonnement des coûts.
4 - Le concept du nez et de l'aileron avant complétement revu
Bien que les ailerons avant se soient progressivement simplifiées au cours des dernières saisons, la F1 de 2022 présentera une forme totalement nouvelle. Conformément à la philosophie de la voiture 2022, le rôle du nouvel aileron avant est à la fois de générer une force d'appui constante lorsqu'il suit de près une autre voiture, et de s'assurer que le sillage de la roue avant est bien contrôlé et dirigé vers le bas de la voiture de la manière la moins perturbante possible.
Cela signifie qu'il ne faut pas envoyer le sillage de l'air vers l'extérieur, comme c'est le cas sur les voitures actuelles, ni le laisser se déverser sous le plancher et être ingéré par le diffuseur, mais le diriger le plus possible vers le côté de la voiture. Fun Fact : l'équipe en charge du projet a d'abord étudié la possibilité de faire rouler la voiture 2022 sans aileron avant, avant de décider de ne pas le faire.
5 - Une aérodynamique typée rétro (70')
L'équipe en charge du projet a commencé à travailler sur la voiture 2022 en 2017 et il est rapidement apparu que le changement clé nécessaire pour assurer une course plus serrée serait de mettre l'accent aérodynamique sur l'effet de sol pour créer une force descendante.
L'effet de sol a été mis en avant en F1 à la fin des années 1970, avec des voitures effectivement conçues en forme d'ailes d'avion inversées, créant d'énormes quantités de force descendante lorsqu'elles étaient poussées à leur maximum sur la piste.
Les voitures à effet de sol ont ensuite été interdites à la fin de l'année 1982, et la voiture 2022 n'est certainement pas un retour à cette époque (il n'y a pas de jupes latérales pour commencer !). Mais la voiture de 2022 comporte des tunnels sous le plancher entièrement formés, plutôt que le plancher étagé utilisé actuellement, ce qui permettra aux équipes de générer de grandes quantités d'appui efficace par effet de sol (les planchers actuels exploitent également l'effet de sol, mais pas dans la même mesure).
La raison de ce changement est la qualité bénigne de la force d'appui générée par l'effet de sol. Les barge boards des voitures actuelles et les autres éléments et dérives aérodynamique sont conçus pour envoyer des tourbillons d'air sous le plancher afin d'augmenter la force d'appui.
Mais lorsqu'ils cessent de fonctionner, en raison, par exemple, de l'influence d'une voiture qui suit de près une autre, la baisse de performance est énorme. Avec la voiture 2022, cependant, la force descendante sous le plancher est mieux préservée dans les tunnels.
6 - Un aileron arrière sculpté comme un objet d'art
L'aileron arrière de la voiture 2022, qui a l'air d'un objet d'art déco, a en fait une fonction importante et elle est liée aux flux d'air. Si les ailerons arrière des voitures actuelles dirigent le flux d'air vers le haut, elles sont également conçues pour envoyer le flux vers l'extérieur, laissant "l'air sale" à la disposition de la voiture suivante.
En revanche, la forme et la position de l'aileron arrière de la voiture 2022 créent un flux d'air rotatif qui collecte le sillage des roues arrière et l'enroule dans le flux sortant du diffuseur, formant un sillage invisible en forme de champignon.
Ce sillage plus étroit est ensuite projeté grâce à une rampe de diffuseur plus raide très haut dans l'air, permettant à une voiture suiveuse d'avoir une aspiration dans un "air pur" moins perturbé. Le DRS reste sur l'aileron arrière, l'équipe en charge du projet souhaitant étudier son effet en conjonction avec les changements de règles.
7 - Les mêmes moteurs qu'en 2021
Beaucoup, beaucoup de choses sont nouvelles sur la voiture de 2022, mais l'unité de puissance n'en fait pas partie, la Formule 1 devant conserver les unités turbo-hybrides actuelles de 1,6 litre. Ce n'est pas une mauvaise chose, étant donné qu'il s'agit déjà des moteurs les plus avancés et les plus efficaces de la planète.
Toutefois, le système d'alimentation en carburant comportera des composants plus standard, ainsi que des capteurs supplémentaires qui permettront à la FIA de mieux contrôler les unités de puissance. Le grand changement réside en fait dans ce qui alimentera ces moteurs de 1,6 litre...
8 - Des F1 avec des carburants durables
Selon la réglementation actuelle, les voitures roulent avec un carburant contenant 5,75 % de biocarburants. Et si la F1 travaille toujours d'arrache-pied pour introduire un carburant entièrement durable dans un avenir proche, en 2022, la proportion de biocarburant passera à 10 %.
Ce résultat sera obtenu grâce à l'adoption du "carburant E10", le "E" représentant l'éthanol, tandis que le "10" fait référence à son pourcentage dans le mélange. Il s'agit d'une "étape intermédiaire", selon les termes du directeur technique de la Formule 1, Pat Symonds, qui aidera également le sport à s'aligner sur les réglementations actuelles en matière de carburant pour les voitures routières.
9 - La sécurité comme priorité du design
Il va presque sans dire qu'une nouvelle génération de voitures de Formule 1 s'accompagne de l'opportunité de rendre le sport encore plus sûr et c'est certainement le cas avec la voiture de 2022. Les châssis doivent désormais absorber respectivement 48 % et 15 % d'énergie supplémentaire lors des tests d'impact avant et arrière, ainsi que des forces plus importantes lors des tests statiques d'ébranlement requis pour homologuer les châssis et certifier leur résistance.
Des leçons ont également été tirées des récents accidents majeurs, dont celui de Romain Grosjean au Grand Prix de Bahreïn 2020. Les voitures sont désormais conçues de manière à ce que, en cas d'accident, l'unité de puissance se sépare du châssis en toute sécurité sans exposer le réservoir de carburant.
Dans le même temps, les enseignements tirés de l'enquête de la FIA sur l'accident mortel du pilote de Formule 2, Anthoine Hubert à Spa en 2019, ont également été incorporés, principalement une section de nez plus longue pour aider à dissiper l'énergie en cas de collision, ainsi que des côtés de châssis plus forts pour résister aux incidents.
Il est également vrai que ces améliorations de la sécurité, ainsi que les pneus plus lourds et plus robustes, ont entraîné une augmentation du poids, le poids minimum de la voiture ayant augmenté d'environ 5 %, passant de 752 kg actuellement à 790 kg.
10 - Plus de 7 500 simulations pour élaborer ce concept
Les équipes en charge du projet de la F1 a effectué environ 7 500 simulations, créant environ un demi-pétaoctet de données (500 To de données). Ces 7 500 simulations ont également nécessité 16,5 millions d'heures de calcul... La voiture de 2022 a également été développée lors de sessions exclusives dans la soufflerie de Sauber en Suisse, avec 138 "configurations de base" expérimentées pendant deux ans, et une centaine d'heures de "vent en marche".
Dans le même temps, les équipes ont également obtenu la liberté réglementaire de tester l'itération actuelle de la voiture 2022 ou la ligne de base "UNIFORM" comme on l'appelle en interne, étant donné qu'il s'agit de la 21e mise à jour importante pour le développement de la méthodologie dans leurs souffleries et CFD (à condition de ne pas modifier la forme), le retour d'information des équipes ayant été une partie cruciale du processus de conception et de développement.
L'équipe en charge du projet est persuadée d'avoir élaboré un ensemble de règles permettant d'atteindre l'objectif d'une course plus serrée, sans pour autant être trop contraignantes au point d'empêcher la créativité.
