F1 - Au revoir les moteurs, bienvenue aux unités de puissance

F1 - Au revoir les moteurs, bienvenue aux unités de puissance

Alors que l'année 2014 voit une révolution en Formule 1, "Dans les papiers des ingés" vous propose de découvrir ce nouveau bloc propulseur pièce par pièce.      10 réactions

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© Mercedes - Quelle écurie aura conçu le meilleur moteur?
© Mercedes - Quelle écurie aura conçu le meilleur moteur?
Après de nombreuses années de service, les moteurs V8 2.4L ont tiré leur révérence à la fin de l'année 2013. Leur remplaçant ? Une unité de puissance composée d'un moteur V6 1.6l turbo et d'un système hybride.

Au début, la réflexion sur un nouveau moteur plus « vert » avait abouti sur un moteur à quatre cylindres. Mais certains constructeurs, soucieux de leur image, ont montré leur désaccord et l'ensemble des motoristes s'est entendu à désormais travailler sur un moteur à six cylindres, ce qui était plus en accord avec l'image de Ferrari et Mercedes.
Ceci dit, même si la différence entre un V8 et un V6 peut sembler faible, de nombreux éléments ont compliqué la création de ce nouveau moteur. L'ajout d'un turbo à ce moteur, qui permet à celui-ci de concurrencer les anciens V8, implique en effet de nouvelles contraintes, comme la pression dans la chambre de combustion qui est bien plus forte. Cette pression peut-être extrême et doit être contrôlée à tout moment.

Le Turbo
Ce turbo permet au nouveau bloc propulseur de récupérer une partie de la puissance perdue lors du changement entre V8 et V6. Pour fonctionner, celui-ci sera placé à la sortie des échappements du moteur V6, et sera aligné sur le centre de la voiture.

Ce turbo permettra donc d'utiliser les gaz d'échappements du moteur afin d'augmenter sa puissance, ce qui permettra de récupérer une partie de cette puissance perdue. Cela dit, un turbo a un petit temps de latence entre l'accélération et l'arrivée de la puissance, qu'il sera nécessaire de minimiser pour le confort du pilote, et sa performance. Ce moteur "fait peur" aux fans, mais également au F1 circus concernant sa sonorité. Mais les premières écuries ont dévoilé le son de leur monoplace lancée en piste, ce qui donne les premiers éléments de réponse.

Une injection directe
Ce nouveau moteur voit également la naissance d'un tout nouveau système d'injection : en effet, l'essence est cette fois-ci directement envoyée dans la chambre de combustion du moteur, contrairement à précédemment. La pression d'envoi sera limitée à 500 bars et le débit sera extrêmement surveillé. Pour ce faire, la FIA a commandé un système électronique très spécifique à « Gill Sensors », qui ne fera que surveiller le débit d'essence passant à travers lui, sans interférer avec celui-ci. Le débit d'essence est concerné par le nouveau règlement technique qui limite celui-ci à 100 kilogrammes par heure.

Une unité de puissance écologique
Mais si le débit d'essence est limité à 100 kilogrammes par heure, la quantité d'essence totale utilisée durant la course ne pourra excéder 100 kilos. Il est donc évident que les pilotes ne pourront jamais rouler à la limite du premier au dernier tour de la course. De plus, le moteur sera limité à 15000 tours par minute, mais ce régime ne sera pas optimal. Le régime le plus efficient sera aux alentours de 10500 tours par minute selon les motoristes. De ce fait, il est important pour chacun des pilotes de l'année 2014 d'apprendre à gérer la consommation d'essence, tout en gardant une puissance convenable. Mais le talent seul ne suffira pas, de nouveaux outils leur seront alors accessibles.

Le MGU-K
Le MGU-K est le nom technique pour parler de l'ancien « KERS » auquel la Formule 1 était habitué. Ce système récupère l'énergie cinétique - accumulée au freinage - et la convertit en énergie électrique qui sera stockée dans des batteries. Cette énergie sera ensuite restituée via un moteur électrique qui fournira jusqu'à 160cv. Autant dire que les pannes de ce système seront bien plus handicapantes cette année que les années précédentes car en effet, alors que l'apport du KERS était limité à un peu moins de 7 secondes par tour, en 2014, cela sera aux alentours de 33 secondes.

Le MGU-H
Ce système, contrairement au MGU-K est totalement nouveau, et ne fonctionne pas du tout de la même manière. Monté directement sur le turbo, il récupère une partie de l'énergie thermique pour la convertir en électricité, stockée dans les batteries. Mais il peut lui aussi se transformer en moteur, qui fonctionnera directement sur le turbo. En effet, le MGU-H permettra de réguler la vitesse du turbo, ce qui permettra de répondre aux besoin d'air dans le moteur, ou de réduire le temps de réponse de ce turbo dont nous parlions précédemment. L’électricité produite pourra également être utilisée par le MGU-K si le besoin s'en fait sentir.

Ces systèmes combinés auront donc pour avantage de compenser la perte de puissance du bloc propulseur en lui-même, et permettront à « l'unité de puissance » de concurrencer les précédents V8. Mais ils ont aussi apporté leur lot de problèmes, au freinage notamment. En effet, entre le freinage réalisé via la pédale de frein, directement par le pilote, et le freinage induit par le rechargement du MGU-K, il y avait un risque de manque de réponse. Pour contrebalancer ce problème, la FIA a autorisé la gestion électronique de l'équilibre de ce freinage, qui répondra donc parfaitement à la demande du pilote.

Quelle influence sur le pilotage ?
Afin de maximiser la performance sur un tour, les pilotes pourront choisir d'utiliser le maximum de puissance électrique, mais également le débit maximum possible en essence.

Mais en course, avec la limitation de 100 kilogrammes en essence pour faire la course entière, les pilotes devront gérer l'apport en essence durant chaque tour, afin d'obtenir un équilibre entre la puissance obtenue via le moteur « essence », les moteurs « électriques », mais également la consommation et la performance. Il sera par exemple possible pour un pilote de gérer son capital d'essence en réduisant le débit d'injection pour réduire la consommation, ou au contraire de régler le débit au maximum afin d'attaquer comme un beau diable.

Les stratégies seront donc déterminantes, comme la faculté d'apprentissage des différents pilotes dans ce qui restera comme une des plus grosses révolutions de la Formule 1 à ce jour.


     10 réactions

    Till, 26 Jan. 2014, 21:49

    Y a pas moyen de changer le terme "Unité de puissance" en Français ? J'ai bien compris que ce terme est une traduction littérale de "Power Unit", mais quand même, on n'est pas obligé de se cantonner à un traduction à la lettre. Perso, Unité de propulsion (bien qu'impropre parce qu'elle exlut la possibilité de la traction) m'aurait semblé être meilleur. Sinon il y a aussi Groupe motopropulseur qui est plus que parlant.


    patricck, 26 Jan. 2014, 23:15

    un pilote conduira de plus en plus avec sa tête et de moins en moins avec ses...


    Till, 27 Jan. 2014, 0:25

    Un pilote conduit toujours avec sa tête.


    Profx, 27 Jan. 2014, 3:13

    surtotu si il veut gagner , sans cela c est dans le decors qu on le retrouve


    ClimJark, 27 Jan. 2014, 7:57

    Propulseur ( une syllabe de moins qu'en anglais) S'agissant de celui des pilote et de l'organe où il se trouve on consultera également Nigel ou René pour Gilles on attendra un peu


    Aifaim, 27 Jan. 2014, 8:51

    La moindre panne de l'un ou l'autre des éléments entraînera un abandon : Si c'est le MGU-K, la perte de performance rendra illusoire la poursuite d'une course que la consommation de carburant de ne permettra pas de terminer. Le risque de détérioration du reste de l'UdP incitera à la même démarche puisque leur nombre est limité à cinq pour toute la saison.


    Adelin, 27 Jan. 2014, 17:45

    Pourquoi appeler cela MGU-K ? Qu'est-ce que cela signifie ? Quelle était le mode d'injection pour les V8 ?


    Antoine@Fan-F1, 27 Jan. 2014, 18:52

    MGU étant la dénomination du moteur electrique. le K signifie "Kinetic" comme dans "KERS". Le "H" signifie "Heat", donc récupération de la chaleur. Le mode d'injection des V8 était indirect, il y avait un circuit bien spécifique avant l'arrivée dans la chambre de combustion.


    Adelin, 27 Jan. 2014, 18:56

    Merci Antoine pour toutes ces réponses ^^


    Antoine@Fan-F1, 27 Jan. 2014, 19:00

    Il n'y a pas de quoi :) je serais un peu plus dans ce genre de détail lors des prochains articles :)


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