Il ne fait aucun doute que la F1 est un sport exaltant. On pourrait donc penser que les voitures de F1 sont équipées du même matériel que votre véhicule à la maison. Pourtant, il y a des raisons importantes pour lesquelles ce n’est pas le cas.
Les voitures de F1 n’ont pas de frein à main, mais un système de freinage complexe. Les deux raisons pour lesquelles les voitures de F1 n’ont pas de frein à main sont que le poids de la voiture nécessite leur exclusion pour des performances optimales, et qu’elles ne sont pas jugées nécessaires parce que les pilotes de F1 n’ont pas souvent à s’arrêter dans des pentes.
S’il est clair que les voitures de F1 n’ont pas de frein à main, les raisons de cette absence sont très intéressantes, tout comme la véritable façon dont les voitures de F1 peuvent freiner de 320 km/h à 0 en 4 secondes ! Pour en savoir plus, lisez la suite.
Pourquoi les voitures de F1 n’ont pas de frein à main
La principale priorité de la Formule 1 est la vitesse. Et pour atteindre les vitesses astronomiques de ce sport, le poids de la voiture doit être réduit autant que possible. C’est l’une des principales raisons pour lesquelles les voitures de F1 n’ont pas de frein à main.
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Il est même arrivé à Ferrari de changer la peinture de ses voitures de brillante à mate pour gagner quelques grammes de poids. C’est dire l’importance de chaque gramme de poids en F1. Il peut être la ligne de démarcation entre une victoire et une défaite et est pris très au sérieux.
Une autre raison pour laquelle les voitures de F1 n’ont pas de frein à main est qu’ils ne sont pas considérés comme nécessaires. Il n’y a généralement aucune raison pour qu’une voiture de F1 s’arrête dans une montée ; même si c’est le cas, elle peut rester en prise pour éviter de reculer.
En revanche, le problème se pose lorsque, comme ce fut le cas pour Carlos Sainz lors du Grand Prix d’Autriche 2022, une voiture de F1 se met à rouler en arrière dans une montée alors qu’il est nécessaire de sortir de la voiture. Dans le cas de Sainz, il s’agissait d’un incendie dans la voiture.
Au lieu d’avoir un frein à main, les voitures de F1 permettent d’appuyer sur un bouton pour bloquer le différentiel arrière, ce qui corrige le sous-virage dans les virages. Cela peut toutefois ralentir les pilotes de F1 et potentiellement provoquer un survirage.
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Systèmes de freinage en F1
Le freinage en F1 est un autre élément essentiel de la victoire. Si le freinage dans les virages n’est pas effectué correctement, il peut également avoir une incidence négative sur le temps au tour du pilote. Les voitures de F1 peuvent réaliser l’exploit de passer de 200 miles à l’heure à 0 en 4 secondes.
Fonctionnement des cylindres
Les voitures de F1 sont équipées de deux maîtres-cylindres, conformément à la réglementation. Les freins d’une voiture de F1, comme ceux d’une voiture normale, fonctionnent sur les quatre roues. Un cylindre de frein fonctionne sur les roues avant et l’autre sur les roues arrière.
La pression dans le cylindre des roues avant est transmise par une conduite de frein aux étriers de frein avant, ce qui provoque la poussée des pistons sur le disque de frein. Ce frottement entraîne le ralentissement de la voiture.
La situation des roues arrière est plus complexe. Trois causes différentes ralentissent les roues arrière. Les roues décélèrent en raison du frottement des freins, du freinage électrique dû au moteur électrique hybride et du freinage du moteur (résistance due au fait que le moteur est en mouvement).
Les trois réactions se conjuguent pour ralentir la voiture de F1 jusqu’à la vitesse souhaitée. Ce système est appelé Brake By Wire (BBW).
Le système à l’arrière est encore plus complexe et fonctionne avec une unité de contrôle électronique (ECU). La raison d’être de ce système est double : la sécurité et la performance.
Si le système BBW tombe en panne, la pression exercée sur le frein par le pied du conducteur est transmise directement aux étriers de frein arrière, comme dans les voitures ordinaires. Disposer d’un système de secours est très important dans un sport de vitesse comme la F1.
De plus, la stabilité du freinage est essentielle pour les pilotes, et le système BBW l’assure. Le freinage est aussi important que la direction lorsqu’il s’agit de contrôler une voiture sur un circuit de F1.
Biais de freinage
Les cylindres ont une certaine marge de manœuvre. Cela permet au conducteur de modifier l’angle de freinage. La répartition des forces de freinage entre les freins des roues avant et arrière est réglable sur un cadran situé sur le tableau de bord. Elle est réglable à l’aide d’une molette située sur le volant.
En général, une voiture de Formule 1 utilise environ 55 % de la force de freinage à l’avant et le reste à l’arrière, mais cette proportion est ajustée à chaque virage pour tenir compte de l’allègement de la charge de carburant et d’autres facteurs. Chaque virage présente des caractéristiques légèrement différentes, ce qui nécessite un réglage différent.
Les étriers
Les étriers sont montés horizontalement sur les voitures ordinaires, mais les étriers sont fixés vers le bas sur les voitures de F1 afin de maintenir le centre de gravité plus bas. Cela permet à la voiture de rouler aussi vite que possible.
Les étriers sont dotés d’un mamelon de purge en haut pour évacuer l’air, ce que l’on appelle également la purge des freins. La présence d’air dans le système hydraulique rend le freinage plus difficile et moins précis.
Températures
Les freins transforment l’énergie cinétique du mouvement de la voiture en énergie thermique. Les freins de F1 fonctionnent dans une large gamme de températures. Les disques peuvent atteindre plus de 1000 degrés Celsius lors du freinage et sont percés de plus de 1000 trous pour faciliter le processus de refroidissement.
Le disque peut devenir trop chaud et les freins seront alors moins efficaces. Il en va de même si les disques sont trop froids. Les conduits de frein sont essentiels pour maintenir la température du système de freinage optimale pour le freinage et pour maintenir les pneus en parfait état.
Impact sur le pilote
En F1, c’est le pilote qui doit fournir toute la force de freinage. Il utilise le poids de son corps pour obtenir une pression suffisante pour la décélération de la voiture. Cela revient à supporter d’énormes forces G d’environ 5G.
La décélération exerce une pression de 50 kilos sur la tête et le casque du pilote.
Conclusion
Le freinage en F1, bien que dépourvu de frein à main, est une bête complexe. Le système de freinage arrière est particulièrement complexe pour assurer la sécurité et la performance. Les freins à main des voitures de F1 sont considérés comme inutiles et trop lourds pour ralentir la voiture.
