Le retour d’un vieil ami

"Le KERS revient après une absence d’un an. Mais qu’y a-t-il de changé depuis 2009 et que peut-on attendre de lui en 2011 ?"
Disparu pendant la saison 2010, le KERS réapparait en 2011. En fait, il n’avait pas réellement été banni par les règlements, mais un accord entre les équipes avait conduit à sa mise en réserve pour un an. Il fait son retour en tant qu’élément de développement hybride à coût maitrisé, reprenant l’histoire où elle s’était interrompue fin 2009.

"Pourquoi ce retour du KERS ?"
S’il était considéré inutile en 2010, pourquoi les équipes se montrent-elles si impatientes de l’utiliser en 2011 ? Parce que les choses ont pas mal évolué en un an. Et il est maintenant démontré que cet élément peut être réinstallé sur les voitures à un coût acceptable. Egalement, compte tenu du lien évident que cette technologie possède avec le développement des modèles hybrides et électriques de série, il est logique de voir la Formule 1 continuer son rôle de pionnière en matière de développement, en poussant vers plus de légèreté et d’efficacité.

"Sera-t-il le même qu’en 2009 ?"
La réglementation technique limite la taille du moteur électrique et la durée de son utilisation sur un tour donné. Limites qui restent strictement identiques à celles définies en 2009. Le KERS ne doit pas produire plus de 60 KW, c’est-à-dire environ 80 chevaux, quand le pilote presse le bouton sur son volant. Il ne peut pas utiliser plus de 400 Kj par tour, ce qui représente environ 6 secondes d’usage.

"En quoi le KERS de la Lotus-Renault de 2011 sera-t-il différent de celui de 2009 ?"
La base est fournie par le système de 2009, mais il a été entièrement révisé pour apporter plus de compétitivité. Aussi, tous les aspects ont été optimisés, y compris son intégration dans la F1. Cela se matérialise par un gain de poids et un package repensé de façon à assurer un montage et un démontage très faciles. Par rapport à 2009, le système de cette année pèse 10 kg de moins.

"Toutes les équipes utiliseront-elles le KERS en 2011 ?"
En 2009, rouler avec le KERS demandait toujours un compromis dans les réglages : le poids supplémentaire imposait de retirer de précieux lests disposés de manière stratégique dans le châssis. Conséquence, il devenait plus difficile aux pilotes d’optimiser l’équilibre de leur voiture, en particulier les plus lourds, obligés de rouler avec le minimum de lest. Raison pour laquelle beaucoup d’équipes ont laissé tomber le KERS. Pour résoudre ce problème, le poids minimum des F1 a été remonté de 620 à 640 kg. Ce qui devrait encourager la plupart des équipes à rouler avec le KERS, dans la mesure où le delta entre le poids supplémentaire et le surcroit de puissance a été réduit.

"Pourquoi la réglementation n’autorise-t-elle pas le KERS à fournir plus de possibilités ?"
Pour réintroduire le KERS à une coût modéré, il n’y avait pas d’autre choix que de reprendre les systèmes de 2009, ce qui signifiait aussi accepter les exigences d’énergie et de puissance de ces systèmes. Par ailleurs, avec les nouvelles règles sur les moteurs à l’horizon 2013, il est logique qu’un développement important s’accomplisse sur le KERS pour accompagner le changement de moteurs.

"Les utilisateurs du KERS disposeront-ils d’un réel avantage de performance ?"
La réponse courte est oui. Et plusieurs facteurs permettent de justifier qu’il est plus intéressant en 2011 qu’en 2009. D’abord, l’interdiction des ravitaillements en carburant a rendu plus difficile le gain de places par la stratégie au stand. Ce qui donne un relief majeur à la performance en qualifications. Et c’est justement lors des qualifications que les bénéfices du KERS sont les plus appréciables parce que les autos roulent avec un système chargé à plein et en tirent un profit maximum sur leur tour lancé. Ensuite, au départ des courses (la meilleure opportunité de gagner des positions), le KERS offre un autre gain de performance important, de 10 à 20 mètres sur le point de freinage pour le premier virage. Malgré les contraintes imposées en termes de complexité et de format, ces avantages significatifs ne peuvent pas être ignorés.

"En termes de sécurité, le KERS demande-t-il des précautions d’usage ?"
Une forte quantité d’énergie est stockée sur la batterie du KERS, à des voltages qui pourraient causer de sévères blessures s’il n’était pas manipulé avec précaution. Le guide de sécurité fondamental établi en 2009 par le Groupe de Travail sur la Sécurité du KERS reste d’actualité. Mais Lotus-Renault GP a aussi réévalué ses procédures internes de sécurité et entrainé toute l’équipe de façon à assurer le maximum de sécurité.

Sur les ailes du changement

Les nouveaux règlements techniques se caractérisent par l’apparition d’ailerons arrière mobiles. Mais quelle en sera la réelle application sur les F1 et seront-ils bénéfiques pour le spectacle ?
De tous les changements introduits par les règles techniques 2011, le plus excitant s’avère sans doute être le nouvel aileron arrière mobile. Un élément conçu pour favoriser les dépassements en course et donc améliorer le spectacle pour le public. Ce concept intéressant place les équipes devant un défi technique important et sera probablement un des principaux sujets de discussion de la saison.

Nouvelle approche
L’arrivée de ces ailerons arrière mobiles s’accompagne de la disparition des ailerons avant mobiles qui n’ont jamais répondu aux attentes, ainsi que l’explique le Directeur Technique, James Allison : " L’aileron avant mobile avait été imposé pour essayer d’améliorer les possibilités de dépassement. Mais en pratique, il n’a jamais apporté ce plus. Il a été plutôt utilisé pour optimiser l’équilibre de la voiture en course, quand les pneus commençaient à se dégrader et que la quantité d’essence se réduisait et allégeait l’auto. C’est pourquoi les équipes ont voté pour l’abandon de cet aileron avant mobile et ont lancé une nouvelle initiative dans le même but avec l’aileron arrière. "

Le concept
Si les ailerons avant mobiles n’ont rien apporté, pourquoi en irait-il différemment avec les ailerons arrière ? Tout provient des différentes manières dont les changements d’inclinaison des ailerons avant et arrières affectent la traînée générale de la voiture. En modifiant l’angle de l’aileron avant, vous influez sur l’équilibre de l’auto, mais la traînée aérodynamique reste presque identique et par conséquent la vitesse de pointe est inchangée. Au contraire, une modification de l’angle d’inclinaison de l’aileron arrière agit sur la traînée aéro et augmente la vitesse de manière significative.
" Si vous permettez à l’angle de cet aileron de se réduire, vous perdez de la traînée, un peu à la façon du système F-duct de l’an dernier " précise James. " Alors, si deux voitures se suivent, celle qui aura pu régler son aileron arrière dans ce sens pourra rouler plus vite en ligne droite que son adversaire. "

Un ensemble de règles précis
Bien sûr, si toutes les voitures ajustaient leurs ailerons en même temps, aucun avantage n’en ressortirait. C’est pourquoi le plus grand soin a été apporté dans l’énoncé des règles afin d’encourager au mieux les dépassements. Ainsi, ces règles décrivent un ensemble de circonstances durant lesquelles il est possible d’ajuster l’angle de cet aileron arrière.
" Les pilotes ont toute liberté de réduire l’inclinaison de l’aileron arrière pendant les essais libres et les qualifications, mais des restrictions sont apportées à son usage en course ", détaille James. " Son utilisation est autorisée seulement lorsqu’une voiture roule à moins d’une seconde de celle qui la précède. Dans ce cas, son pilote pourra réduire son angle d’aileron sur une ligne droite désignée pendant un tour. Par ailleurs, les équipes et la FIA ont travaillé pour que ce système apporte juste l’aide nécessaire pour rendre un dépassement possible. Personne ne veut d’un système qui assimile le dépassement à une formalité. "

En course, le système sera géré électroniquement par la FIA. Le réglage de départ est sur le mode inactif. Mais après deux tours d’un Grand Prix, il devient potentiellement actif, à partir du moment où les voitures remplissent les conditions de son utilisation. Une diode s’allumera automatiquement dans le cockpit du pilote autorisé à faire usage de son aileron, lequel sera actionné par un bouton situé sur le volant.

La science des ailerons ajustables
En termes de mécanique, les ajustements possibles sont liés aux deux éléments de l’aileron : le plan principal et le volet. Le plan principal reste fixe, mais la nouvelle règle autorise une rotation du volet jusqu’à 50 mm du plan fixe. Ce qui crée une situation où ces deux éléments n’agissent plus en harmonie et où le flux d’air autour de l’aileron se partage. Cette condition de flux séparé est appelée " calage " et s’accompagne d’une forte perte d’appui comme de trainée aérodynamiques. L’effet produit sur la vitesse en ligne droite s’apparente à celui du F-Duct, mais en beaucoup plus puissant.