La Formule 1 a révélé par surprise une première image du modèle des monoplaces 2021 en soufflerie. On y voit une monoplace bien plus fluide, avec des ailerons très simplifiés, un fond plat largement revu et misant sur l’effet de sol, et des roues de 18 pouces.
L’idée des nouveaux concepts est de permettre aux futures monoplaces de se suivre de près sans perdre trop d’appui aérodynamique, et c’est principalement l’effet de sol qui garantira cela, en n’offrant pas aux ailerons une partie trop importante de la quantité d’appui déployé par les monoplaces.
On voit également dans ce concept une meilleure intégration du Halo, qui sera en prolongation directe de la forme du capot moteur, des pontons d’une forme nettement différente, ou encore des ailettes déployées au-dessus des roues avant. Enfin, le gabarit des monoplaces semble évoluer nettement en termes de longueur.
C’est le mois dernier, avant le Grand Prix d’Allemagne, que la soufflerie de Sauber Technology, utilisée par Alfa Romeo Racing, a reçu ce modèle dans le plus grand secret, pour tester le rendu aéro de ces nouveautés techniques. Le site officiel de la F1 confirme que les pontons et l’aileron arrière ne devraient plus évoluer, tandis que l’aileron avant n’est pas définitif.
Le modèle utilisée est à l’échelle 1/2 et utilise pour la première fois - contrairement aux deux autres modèles testés précédemment - les roues de 18 pouces qui deviendront réglementaires en 2021 en F1, et dès l’an prochain en Formule 2.
"Les essais en soufflerie sont légèrement différents de ce que feraient les équipes" explique le directeur en charge du projet, Pat Symonds. "Les équipes ne se concentrent que sur les forces imposées aux voitures. De notre côté, nous avons un intérêt sur les forces en questions et leur évolution lorsque la voiture bouge, et nous voulons surtout comprendre les turbulences derrière la voiture."
"Pour cette raison, bien que nous fassions la majeure partie de notre développement par ordinateur, avec des technologies avancées qui ne sont pas utilisées par les équipes, nous voulons assurer ces simulations virtuelles avec une simulation physique. Nous avons aussi choisi d’utiliser un modèle à 50% de la taille d’une F1, et non un modèle à 60%, et nous avons mis la voiture à l’avant du tunnel, afin d’inspecter au mieux le sillage de la voiture."
Nikolas Tombazis, responsable de la technique du département monoplace de la FIA, explique les dispositifs techniques utilisés à Hinwil, dans la soufflerie Sauber, qui avait été conçue par BMW à l’époque et reste aujourd’hui l’une des plus performantes dans le milieu de la F1.
Il explique que le système de sondes est automatique et particulièrement performant, et il est composé "de sondes Pitot avec une sensibilité variable, permettant de mesurer la direction, la pression et la vélocité du flux d’air, mais surtout la vélocité des composants et la pression. Cela nous permet de nous assurer que l’ordinateur prédit des choses justes à 99%."
"Le point fondamental de tout cela est que nous essayons de réduire les pertes de la voiture placée derrière. La simplification est ce qui dirige l’aérodynamique de la voiture et aide à la performance dans le sillage. D’un côté, l’avant de la voiture n’a pas les moyens de contrôler la traînée, et de l’autre, la voiture qui suit sera moins sensible si elle n’a pas toutes ces petites choses."
Traditionnellement, les maquettes à l’échelle 100% ne sont pas utilisées dans une soufflerie, car leur utilisation a été interdite il y a quelques années en raison du coût énorme de production d’un modèle. La plupart des équipes ont adopté des modèles à 60%, mais la F1 et la FIA ont opté pour une échelle de 50%.
"Cela prend moins de place dans le tunnel et nous permet donc d’étudier plus loin ce qui se passe autour de la voiture," explique Symonds en détaillant les choix déjà expliqués ci-dessus.
"Si vous imaginez que vous avez une voiture en pleine grandeur à l’intérieur, vous ne pouvez pas voir plus loin qu’à un dixième de la longueur d’une voiture. 50% est un bon compromis, car nous pouvons toujours obtenir un bon niveau de détails sur le modèle et on a encore de l’espace pour étudier les flux derrière."
"C’est vrai que les équipes ont tendance à utiliser des maquettes à 60%. Cette modélisation présente des avantages, mais les techniques de fabrication modernes, en particulier la fabrication additive (impression 3D), permettent de réaliser des modèles très précis à 50% de nos jours."
Pourquoi ne pas placer une 2e maquette derrière la 1ère afin de mieux étudier les impacts en termes d’appuis sur une voiture qui suit ? Symonds explque que ce n’est "pas nécessaire".
"Nous l’avons fait en 2008, avec les études de dépassement que nous avions alors effectuées pour 2009, et pour cela, nous avons dû adopter un modèle à l’échelle 25%, qui devient vraiment trop petit. C’est ce qui nous empêche de le faire. Même dans un grand tunnel comme celui de Sauber, vous ne pourriez vraiment utiliser cela qu’avec des voitures beaucoup trop proches. Ce que nous essayons de faire, c’est d’utiliser au mieux les outils de simulation pour la corrélation et cela suffit de nos jours."
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