11 thèmes technologiques F1 à surveiller lors de la saison de lancement 2023

Alors que la saison de lancement de la Formule 1 (voiture) approche à grands pas, tout le monde est impatient de découvrir les tendances de conception qui émergent pour la deuxième génération de la réglementation sur l'effet de sol relancée en 2023.

Bien que les réglementations prescriptives et les équipes aient déjà eu la chance d'étudier la première tentative de leurs rivaux sur ces règles, ainsi que d'apprendre de grandes quantités en faisant rouler et en développant leurs propres voitures, on s'attend à ce qu'il y ait encore beaucoup de place pour la variation.

Alors que la saison de lancement de la F1 démarre bientôt, nous avons sélectionné les principales tendances techniques et les thèmes à surveiller lors du dévoilement de nouvelles voitures.

Étant donné qu'il ne s'agit que de la deuxième année de la nouvelle réglementation sur l'effet de sol en F1, les équipes auront la possibilité non seulement de travailler intensivement sur leurs voitures tout au long de la saison, mais également d'observer les tendances de développement tout au long de la grille. En règle générale, il existe un certain degré de convergence à mesure qu'un paquet de réglementations mûrit, mais la puissance de cet effet en 2023 reste à voir.



L'année dernière, il y avait des différences visuellement évidentes entre les voitures, notamment la conception des pontons. Les fans espèrent que cette divergence se poursuivra en 2023, et étant donné que différentes approches ont donné des performances similaires l'année dernière, il y a de fortes chances que ce soit le cas.

L'aile avant est la première chose que le flux d'air frappe et est essentielle à la structure du flux d'air passant sur le reste de la voiture.

Un chargement uniforme sur le bord de fuite des volets est le plus facile à gérer plus en aval. On a vu l'année dernière que les ailes avant Ferrari et Red Bull se déchargeaient progressivement au fur et à mesure qu'elles sortaient, alors que celles de Mercedes étaient beaucoup plus chargées juste à l'intérieur des pneus avant, ce qui peut très facilement générer des écoulements transversaux sur l'intrados des ailes.

L'objectif principal pour l'aileron avant est d'avoir un concept qui vous permette d'équilibrer la voiture des circuits à faible appui comme Monza aux circuits à fort appui comme Monaco ou la Hongrie. Pour y parvenir, l'aile avant doit être la plus bénigne possible dans son impact sur la structure du flux d'air lorsqu'elle est ajustée, voire réglée, le long du bord de fuite.

Les équipes ont tendance à cacher une conception innovante des bords du sol lors des lancements, mais nous savons que des changements sont à venir – avec des réglementations exigeant que les bords du sol soient surélevés de 15 mm. Il s'agit d'une mesure conçue pour garantir que les problèmes de marsouinage qui ont causé des problèmes de bien-être des conducteurs l'année dernière ne reviennent pas ou sont au moins réduits.

Le changement devrait être relativement simple, mais lorsque des modifications mineures ont été apportées aux planchers en 2021, cela a eu un impact profond sur l'ordre concurrentiel et a jeté les bases d'une lutte féroce pour le titre entre Mercedes et Red Bull.

La gorge du sous-plancher (le point le plus bas) a également été surélevée de 10 mm, ce qui représente un changement significatif dans les performances essentielles du sous-plancher.

La suspension avant est essentiellement là pour empêcher l'avant de la voiture de heurter le sol ! Mais il doit faire face à des charges extrêmement variables tout en minimisant le mouvement global.

Une voiture à fort appui avec un équilibre aérodynamique avant de 45 % pourrait avoir une variation de charge aérodynamique de 150 kg à 100 km/h à 1900 kg à 350 km/h.

Lors du freinage, ces voitures peuvent initialement générer 5 à 6 g longitudinalement, de sorte que le transfert de charge initial sur l'essieu avant pourrait être de l'ordre de 250 à 300 kg. En fin de freinage, les forces de freinage seront réduites à environ 2-3g, mais cela fait tout de même 100-150kg. Le transfert de charge est beaucoup moins important, mais ce sera toujours un pourcentage élevé par rapport à la charge aérodynamique en raison du changement de vitesse.

Donc, la tige de traction ou la tige de poussée n'est pas vraiment le facteur critique. La priorité de la disposition des composants du triangle et de la décision de la tige de poussée ou de la tige de traction sera pour l'emballage ou, plus important encore, pour des raisons aérodynamiques, car celles-ci peuvent dans une certaine mesure contrôler une partie du sillage du flux d'air provenant du bord de fuite de l'aile avant. C'est ainsi que vous faites face à cette charge variable.

Nous avons vu l'année dernière que Red Bull fonctionnait avec un énorme écart dans la hauteur des points de ramassage intérieurs sur le triangle avant supérieur. Cela aidera à contrôler une partie du mouvement de la voiture pendant le freinage. Cela ne changera pas le transfert de charge, mais cela réduira une grande partie du transfert de charge aérodynamique potentiel en soutenant mieux l'avant de la voiture avec ces changements de charge extrêmes.

Tout a un égal et un opposé. Pour la même charge aérodynamique globale que ci-dessus, la suspension arrière doit faire face à une variation de quelque chose comme 190 kg à 100 km/h à 2300 kg à 350 km/h et le transfert de charge lors du freinage de l'essieu arrière pourrait atteindre initialement 300 kg.

Encore une fois, tout cela se produit pendant que la voiture ralentit et perd sa charge aérodynamique.

Comme ci-dessus, un système de tige de traction ou de tige de poussée n'est pas le facteur critique. Encore une fois, cela sera dicté par l'emballage et l'emplacement des triangles, etc., qui seront placés assez haut pour obtenir le meilleur flux d'air jusqu'au bord de fuite du diffuseur. Si un système de tige de traction est utilisé, il pourrait interférer avec la partie interne critique de la conception du diffuseur alors qu'un système de tige de poussée, en raison de la position élevée du triangle inférieur, ne compromettrait pas la conception du diffuseur.

Comme pour la suspension avant, l'année dernière, Red Bull a couru avec un énorme écart sur les points de ramassage intérieurs du triangle supérieur. C'est ce qu'on appelle l'anti-soulèvement et il est là pour maintenir l'arrière de la voiture plus bas lorsque le transfert de charge de freinage se produit.

Si vous pouvez faire reculer le centre de pression aérodynamique pendant que ce transfert de charge de freinage avance, vous aurez une voiture beaucoup plus stable au freinage. La seule façon d'y parvenir est de maintenir l'arrière de la voiture aussi bas que possible lors du freinage.

Avec ces voitures aussi lourdes qu'elles le sont, la répartition réelle du poids et le transfert de charge au freinage sont beaucoup plus dominants que par le passé. Vous devez rouler dans la région de 170 km/h avant que les charges aérodynamiques ne commencent à dominer.

C'est la zone que nous ne voyons jamais en détail. Il y a beaucoup de choses qui ont besoin de refroidissement - l'eau, l'huile moteur, l'huile de boîte de vitesses, l'huile hydraulique, le refroidisseur intermédiaire, la batterie et divers autres composants électroniques. L'air chaud-liquide-refroidir n'est pas une mauvaise voie pour la plupart de ces composants, mais nous avons vu que Mercedes l'année dernière a emprunté une nouvelle voie.

La grande question est de savoir où vous mettez vos priorités. Parfois, il est simplement préférable d'accepter la solution la plus simple vous permettant de mettre votre expertise dans l'optimisation du système pour lui permettre de fonctionner ensemble comme un seul package intégré.

Oui, le flux d'air utilisé pour le refroidissement aura perdu la majeure partie de son énergie, il sera donc inutile pour générer une force d'appui. Cela signifie que moins vous pouvez en utiliser et le maximum que vous pouvez en tirer, mieux c'est pour les performances globales. Il s'agit donc d'une décision cruciale dans le concept initial de la voiture.

Pour obtenir les meilleures performances de l'unité de puissance, et avec cette fiabilité, vous devez être capable de faire fonctionner les températures de l'eau et de l'huile de la voiture dans une fenêtre d'environ 10 °C, voire moins. Y parvenir avec des températures ambiantes pouvant varier de 10 à 35 °C n'est pas une tâche facile.

Quel que soit le système que vous choisissez, il doit avoir une large gamme de spécifications de refroidissement, sinon vous compromettez les performances de la voiture lorsque vous devez aller à l'un ou l'autre extrême.

L'an dernier, Mercedes a pris la tangente dans ce domaine. La réglementation exigeait que les structures d'impact latéral soient logées dans la carrosserie, de sorte que la vision était qu'elles seraient à l'intérieur de la surface du corps du ponton.

Mercedes, à juste titre, s'en est tirée avec son interprétation. Le cône SIPS était toujours logé dans la carrosserie, ce n'était tout simplement pas la surface du corps du ponton. Sur d'autres voitures, nous avons vu quelques renflements discrets où les structures d'impact latéral se terminaient, mais en général personne n'est allé au même extrême que Mercedes.

Cette année, cependant, c'est une autre paire de manches, la vanne a été ouverte et il sera très intéressant de voir qui propose quoi.

Éloigner le bord d'attaque du ponton ou au moins la majeure partie de celui-ci du sillage turbulent derrière la roue avant est un domaine pour des gains de performances globales potentiels, cela dépend simplement de votre courage à pousser les réglementations dans les zones grises qui existeront toujours.

Cela va vraiment de pair avec les structures d'impact latéral. L'entrée doit avoir une haute pression et la sortie une basse pression. De cette façon, vous obtenez un flux à travers le noyau interne du radiateur.

Mais il se passe tellement plus de choses sur le bord d'attaque et sur les côtés des pontons qu'avec un peu de chance, nous verrons des concepts différents.

L'entrée du radiateur et l'entrée du sous-plancher peuvent parfois se battre l'une contre l'autre. Une pression positive sur l'entrée du rad et une pression négative sur l'entrée du sol peuvent très facilement signifier que le flux est entraîné et passe sous le sol là où vous ne le souhaitez pas.

Dans le passé, les voitures à effet de sol avaient normalement une entrée orientée vers l'avant et une sortie supérieure et j'ai vu le flux à travers le radiateur aller dans la direction opposée à ce qui était prévu, entrant par la sortie, sortant de l'entrée et directement sous le bord d'attaque du sous-plancher.

Les équipes disposent désormais d'un bien meilleur équipement pour analyser la structure du flux d'air autour de la voiture, donc je ne m'attendrais pas à ce que quelque chose d'aussi dramatique se produise. Mais il suffit d'un petit pas dans la mauvaise direction pour que le flux d'air pleure suffisamment et trouve l'itinéraire le plus facile, ou abandonne simplement.

Après la spectaculaire chute de Zhou Guanyu au départ du Grand Prix de Grande-Bretagne, des modifications ont été apportées au règlement du rollhoop. En effet, la structure de roulis primaire de l'Alfa Romeo s'est rompue lors de l'accident.

Cela a conduit à l'interdiction du rollhoop à pointe unique grâce à l'introduction d'exigences de géométrie plus complexes qui assureront une conception plus solide et plus tridimensionnelle.

Dans le cadre de ces changements, les tests de charge ont également été modifiés pour appliquer la force de test plus haut sur l'arceau.

Cela signifie une structure de roulis primaire plus complexe et plus robuste, ce qui se traduira par une augmentation du poids de l'arceau de sécurité – qui, avec sa hauteur, est exactement là où vous ne le voulez pas.

La question est de savoir si tout le monde adoptera par défaut une approche similaire, ou si nous verrons des variations dans ce domaine.

Le poids de la voiture sera invisible lors du lancement des voitures, mais cela pourrait avoir un impact important sur les performances en 2023.

Au début de la saison dernière, seule Alfa Romeo était à la limite de poids alors qu'elle avait été portée à 798 kg à la veille de la saison. Cette année, cela tombe à 796 kg et les 10 équipes ont pour objectif de descendre à ce niveau dès le départ.

Avec 10 kg de poids d'une valeur de 0,3 à 0,4 s par tour, en fonction de la configuration de la piste, c'est important en termes de temps au tour. Mais la répartition du poids est également un facteur.

Le règlement stipule une plage de répartition du poids obligatoire (de 44,5 % à 46 % de charge avant) qui doit être respectée tout au long des qualifications.

L'année dernière, le déplacement de la répartition du poids vers l'arrière dans cette tolérance a permis de réduire le sous-virage pour Red Bull et lorsque vous ajoutez du carburant pour la course, qui sera d'environ 100 kg, vous devez vous assurer que la répartition du poids va dans la bonne direction pour obtenir les meilleures performances de la voiture et réduire la dégradation des pneus en début de course.

La FIA a travaillé dur pour éliminer les lacunes et, comme pour l'interdiction de la conception de la plaque d'extrémité de l'aileron arrière d'Aston Martin et du concept de plaque d'extrémité de l'aileron avant de Mercedes, a réprimé les idées juridiques qui vont à l'encontre de l'intention des règles. La question est de savoir quelles autres échappatoires pourraient attendre d'être exploitées ?

Les 10 équipes auront parcouru les regs à la recherche de telles idées et chacune d'entre elles pourrait surprendre. Mais il y a de fortes chances que s'il y a une telle astuce, elle ne sera pas révélée tant que la voiture n'aura pas été testée.

Si quelqu'un a trouvé une telle idée, cela deviendra un gros sujet de discussion, mais à condition que ce soit légal dans le libellé actuel, ce n'est que l'année prochaine que cela pourra être interdit si la FIA estime que c'est contraire à l'intention des règlements.