13/10/2008

Pour un simple observateur, il est évident qu'une Formule 1 sans pneumatiques, châssis et moteur... ne serait plus vraiment une voiture – mais qu'en est-il de l'électronique ?

Lorsqu'une voiture de l'écurie Panasonic Toyota Racing roule sur le tarmac, vous ne pensez peut-être pas au travail de l'électronique ; pourtant, sans leurs artifices électroniques, les voitures ne pourraient même pas sortir du garage.

« Si vous retirez l'électronique des voitures, celles-ci ne démarrent même pas, » déclare Ludwig Zeller, Directeur du département Électricité & Électronique de l'écurie Panasonic Toyota Racing. « Elles ne fonctionneraient pas ; rien ne se passerait. Vous pourriez inspecter les voitures ; vous pourriez les pousser – mais rien d'autre. »

Un boîtier électronique (ou "ECU") contrôle et gère tous les aspects des systèmes électriques de la TF108 ; ce dispositif est fondamental, ne serait-ce que pour lancer le moteur, sans parler du fait que c'est lui qui permet au moteur de délivrer les meilleures performances possibles tour après tour. « Le boîtier électronique de la voiture est comme le système nerveux d'un corps, » explique Ludwig. « Grosso modo, c'est lui qui contrôle toutes les fonctions. »

Dans une monoplace, l'électronique peut être rangée dans deux catégories ; il y a les circuits qui contrôlent les aspects de la voiture, et ceux qui contrôlent son comportement.

La TF108 héberge environ 250 capteurs, qui donnent des informations sur environ 1300 paramètres différents. Les données émanant de ces capteurs sont ensuite épluchées dans le garage et sont utilisées pour informer le pilote sur les paramètres à modifier sur sa voiture ; une intervention qu'il peut effectuer tout en roulant pied au plancher.

Tout comme une voiture de série, la TF108 puise son électricité d'un alternateur et la stocke dans une batterie située sous le siège du pilote ; la seule différence est qu'il s'agit ici d'équipements beaucoup plus compacts et légers, et que la batterie est conçue pour résister aux vibrations qu'une vitesse de plus de 300 km/h engendre.

Que ce soit le sophistiqué passage des rapports sans rupture de charge, la gestion de la boîte de vitesses semi–automatique, les prestations du moteur V8 de 2,4 litres, ou même la réserve d'eau du pilote, de nombreux aspects de la TF108 peuvent être commandés par électronique depuis le volant de direction.

« Pour le pilote, l'interface la plus importante est le volant de direction », déclare Ludwig. « Depuis le volant, il peut quasiment tout changer. Si les conditions de course changent, par exemple s'il se met à pleuvoir, il doit modifier les réglages des freins, du moteur, du différentiel, du changement de vitesses. Il peut vraiment contrôler toute la voiture. »

Les règles de la Formule 1 encadrent de manière stricte ce qui peut être fait par le biais de l'électronique ; ainsi, il n'est plus possible d'intervenir à distance sur le comportement de la voiture, depuis les stands ou le garage. Cependant, grâce aux cadrans et aux commutateurs implantés sur son volant de direction, un pilote peut toujours intervenir lui-même sur les réglages. Derrière son volant, le pilote peut intervenir sur le facteur essentiel qu'est la consommation en carburant de son moteur.

Il peut sembler qu'une Formule 1 roule à fond tout le temps, mais il y a des moments où la baisse de la consommation ne se traduit pas par une baisse des performances globales mais constitue même un atout stratégique, par exemple lorsque l'on roule derrière un concurrent plus lent ou derrière la voiture de sécurité par exemple.

Voici ce que nous révèle Luca Marmorini, Directeur technique moteur : « Sur le volant, vous avez deux boutons qui permettent de contrôler le moteur. Un en particulier permet au pilote de changer la cartographie moteur, en choisissant parmi plusieurs options – chacune correspondant à une alimentation en carburant différente du moteur.

« Généralement, la cartographie n° 1 est celle qui autorise les meilleures performances, puis il y a quatre autres cartographies qui permettent de faire des économies de carburant en course. Parfois, il peut être important de préserver son essence pour retarder un arrêt au stand, par exemple. »

Avec une telle importance, ces systèmes électroniques – comme tous les éléments de la voiture – doivent être rigoureusement testés pour en tirer les meilleures performances possibles ; c'est dans ce but qu'a été développé un système de test spécial des boîtiers électroniques : le système HIL ‘hardware in the loop’ (ou "matériel dans la boucle").

Cette unité contient tous les systèmes électroniques de la TF108 et permet aux ingénieurs de simuler des tours de circuit dans des situations spécifiques pour garantir les performances maximum ; sans utiliser la TF108 ou son moteur. Et Ludwig d'ajouter : « La simulation HIL n'est ni plus ni moins notre voiture. Nous pouvons tout simuler, revoir les données collectées en piste, ou simuler des problèmes pour notre voiture. »

La réglementation relative aux dispositifs électroniques des Formule 1 est devenue plus stricte au début de la saison 2008, avec l'instauration du "boîtier électronique standard" qui impose à toutes les équipes d'utiliser le même boîtier sans modifications possibles ; avec pour conséquence de limiter grandement la liberté des experts électroniciens de l'écurie Panasonic Toyota Racing. Dans l'opération, ce sont les systèmes d'aides au pilotage – tels qu'antipatinage, frein moteur et assistance au démarrage – qui ont été supprimés.

Mais cela ne signifie pas pour autant que les spécialistes de Cologne ont eu la vie facile cette année, loin s'en faut. Le système HIL a été particulièrement utile pour appréhender le boîtier électronique standard et par voie de conséquence de savoir comment l'exploiter dans la TF108.

Luca déclare : « Il y a toujours des choses à apprendre sur le fonctionnement d'un boîtier électronique, car vous avez besoin à chaque fois de valider la réaction de votre pilote, de votre voiture, puis d'ajuster tous les paramètres pour aboutir au meilleur résultat possible. Du coup, nous pouvons dire que nous découvrons encore des choses sur son fonctionnement. L'équipe a fait un excellent travail pour l'adapter et depuis le début de l'année nous nous sommes bien préparés, même si la phase d'apprentissage est continue. »

La suppression des aides au pilotage et l'instauration du boîtier électronique standard semblent faire passer l'électronique des Formule 1 au second plan, mais ces changements au règlement n'ont pas diminué l'importance fondamentale de l'électronique pour les performances de l'écurie Panasonic Toyota Racing. Alors, n'oubliez pas que lorsque les voitures se placent sur la grille de départ, il n'y a pas que l'atmosphère qui est électrique.