Qu’est-ce que l’ERS en F1 ?

ERS en F1: Tout Ce Que Vous Devez Savoir
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L’ERS est l’abréviation de « Energy Recovery System » (système de récupération d’énergie), et c’est l’un des systèmes les plus importants d’une voiture de F1 moderne. Apparu (pour de bon) sur la scène en 2009, il a évolué au fil du temps pour devenir partie intégrante des groupes motopropulseurs des voitures. Alors, que sont les MGU-H et MGU-K, et comment fonctionnent-ils ?

En F1, ERS signifie « système de récupération d’énergie ». Le MGU-K réinjecte une partie de l’énergie perdue au freinage dans le réservoir d’énergie pour une utilisation ultérieure. Le MGU-H utilise les gaz d’échappement excédentaires du moteur pour alimenter le réservoir d’énergie, le MGU-K ou le compresseur du turbocompresseur.

Bien que les deux systèmes fonctionnent de manière similaire, ils présentent également de grandes différences. Ci-dessous, nous expliquons plus en détail le fonctionnement de l’ERS sur une voiture de F1, en examinant chaque élément individuellement.

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Qu’est-ce que l’ERS sur une voiture de F1 ?

L’ERS est le système de récupération d’énergie d’une voiture de F1, composé principalement du réservoir d’énergie, du MGU-K et du MGU-H. Il permet aux pilotes d’obtenir un surcroît de puissance de 161 CV (120 kW) pendant un temps donné par tour (nous reviendrons plus tard sur les détails de ce système), en utilisant l’énergie récoltée par le freinage régénératif et les gaz d’échappement.

L’ERS, dans sa forme actuelle, est apparu en 2014, lorsque la réglementation sur les groupes motopropulseurs a changé, passant de moteurs V8 à aspiration naturelle à des groupes motopropulseurs V6 hybrides turbocompressés. Cependant, l’ERS a débuté sous le nom de KERS en 2009, lorsque certaines équipes ont commencé à installer des systèmes de récupération d’énergie cinétique sur leurs voitures. Entre cette date et 2013, plusieurs équipes ont choisi de l’utiliser tandis que d’autres l’évitaient.

La première utilisation largement méconnue du KERS en F1

Mais la première mise en œuvre potentielle du KERS remonte en fait à 1998, lorsque McLaren développait un système de récupération d’énergie pour sa voiture MP4/13. À l’époque, McLaren était associé à Mercedes en tant qu’équipe d’usine, et Mario Illien (l’un des fondateurs d’Ilmor) les a aidés à développer un puissant moteur qui leur a permis de remporter de nombreuses victoires et deux championnats consécutifs en 1998 et 1999.

Cependant, en 1998, le moteur utilisé dans la McLaren était destiné à fonctionner avec un système KERS précoce, bien que cette fois-ci utilisant un système hydraulique plutôt que les systèmes de moteur-générateur utilisés sur les voitures de F1 modernes. Adrian Newey était l’un des concepteurs de la voiture, et il a depuis déclaré que, si le système hydraulique est le moins favorable techniquement, il était le moins cher et le plus facile à mettre en œuvre.

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Essentiellement, au freinage, la pression hydraulique s’accumulait, et cette pression pouvait être libérée à l’accélération pour fournir plus de puissance aux roues arrière – suffisamment pour leur permettre de gagner 2 dixièmes de seconde par tour !

Interdiction de l’ERS

Cependant, le système de récupération d’énergie a été interdit avant d’avoir pu être utilisé en course (c’est du moins ce que suggèrent la plupart des sources), probablement parce que les autres équipes pensaient qu’elles ne seraient pas en mesure de suivre les coûts de développement (bien que certaines équipes aient pu mettre en œuvre et éventuellement utiliser leurs propres systèmes). L’ERS n’a pas été vu sur les voitures pendant une autre décennie environ. Mais cette fois, l’hydraulique n’était pas la méthode de récupération et de déploiement.

Remarque : ce système ne doit pas être confondu avec le système « brake-steer » de McLaren, qui est souvent mentionné dans le même contexte que le KERS. Ce système a été utilisé en course et ne fonctionnait pas comme un système de récupération d’énergie, permettant plutôt au pilote de déployer la pression de freinage sur chacune des roues arrière individuellement.

L’ERS moderne

Le groupe motopropulseur d’une voiture de F1 est l’ensemble des composants qui font avancer la voiture. Beaucoup de gens pensent que c’est le moteur qui propulse la voiture, mais il s’agit en fait d’une unité de puissance, ou PU, car elle est constituée de plusieurs composants vitaux qui travaillent ensemble pour donner à la voiture une énorme quantité de puissance, environ 1000 CV.

Le groupe motopropulseur est constitué de nombreux composants différents, mais les principaux à prendre en compte sont le moteur, le turbocompresseur et les MGU-K et MGU-H. Nous en parlerons plus précisément dans des sections ultérieures, mais MGU est l’abréviation de Motor Generator Unit (unité moteur-générateur), tandis que le K est pour Kinetic (énergie cinétique) et le H pour Heat (chaleur).

Le moteur d’une voiture de F1 peut produire environ 850 CV à lui seul (cela varie selon les équipes), avec un supplément d’environ 150 CV provenant de l’ERS.

Taille du moteur

Depuis 2014, les moteurs utilisés dans les voitures de F1 sont des V6 hybrides de 1,6 litre. Ce sont des moteurs à combustion interne, ou ICE, et ils fonctionnent à l’aide d’un système traditionnel à 4 temps que vous trouveriez sur votre voiture normale. Grâce à quelques composants supplémentaires, comme des bougies d’allumage spéciales et des systèmes d’injection précis, le carburant et l’air sont aspirés dans les cylindres, comprimés et enflammés, puis évacués sous forme de gaz d’échappement.

Là où le groupe motopropulseur diffère de celui d’une voiture ordinaire, c’est dans la puissance qu’il peut fournir au conducteur, mais aussi dans les divers composants supplémentaires dont disposent les moteurs de F1. L’un des principaux facteurs de différenciation est le fait que les voitures de F1 possèdent des composants MGU-H, que l’on ne trouve pas, même sur les véhicules routiers électriques les plus avancés (car ils sont chers et moins utiles à basse vitesse).

Note : Mercedes a développé la technologie MGU-H pour ses voitures de route, mais il est peu probable qu’elle devienne courante de sitôt.

Ils sont capables de produire plus de 1 000 CV, ce qui représente une puissance considérable pour une voiture pesant moins d’une tonne. Le moteur lui-même produit environ 850 CV, le reste de la puissance étant fourni par les groupes moto-générateurs, appelés ERS, dont nous parlerons plus en détail ci-dessous.

Stockage d’énergie

Ces unités génèrent et utilisent l’énergie qui est stockée dans un magasin d’énergie supplémentaire (ES), parfois appelé système de stockage d’énergie (ESS), qui est essentiellement une grande batterie lithium-ion (bien qu’elle soit fabriquée spécifiquement pour les voitures de F1). Il est réglementé pour peser entre 20 et 25 kg.

Elles sont également réglementées en termes de quantité d’énergie qu’elles peuvent stocker et fournir, et doivent être constituées d’un seul composant, plutôt que d’être réparties en plusieurs dans la voiture.

Les batteries de F1 fonctionnent en prenant l’énergie générée par les MGU-K et MGU-H et en la stockant pour une utilisation ultérieure (bien que, comme nous le verrons plus loin, l’énergie ne passe pas toujours directement des MGU à la batterie). Les pilotes disposent d’un bouton de dépassement qui, lorsqu’il est actionné, leur permet de déployer davantage la batterie pour effectuer des dépassements, se défendre ou simplement s’en servir à certains endroits du circuit.

Cependant, l’unité de contrôle électronique (ECU) de la voiture s’occupe de la plupart des déploiements à leur place. Ils peuvent modifier les cartes de déploiement de l’énergie, par exemple pour passer d’un mode de déploiement élevé pour un tour de qualification rapide à un mode de recharge pendant les tours de refroidissement, mais tout au long des qualifications et de la course, la majeure partie du travail est effectuée par l’ordinateur.

Utiliser l’énergie de l’ERS

L’augmentation de puissance de la MGU-K peut être utilisée pendant environ 33 secondes à chaque tour (la MGU-H contribuant davantage d’énergie et permettant une augmentation de puissance globale pendant beaucoup plus longtemps), ce qui est évidemment un avantage considérable pour les pilotes. La MGU-K est utilisée pour récupérer l’énergie « perdue » des roues lors de la décélération (c’est-à-dire lorsque le conducteur freine) et la transmettre au réservoir d’énergie pour une utilisation ultérieure.

Il convient de noter que le MGU-K n’est en aucun cas relié aux freins, mais au vilebrequin du moteur. Il récupère l’énergie lors du freinage, mais il n’est pas lié aux freins eux-mêmes. Le MGU-H fonctionne de manière similaire, mais il est relié au turbocompresseur et récupère l’énergie des gaz d’échappement.

La quantité d’énergie que chaque composant peut récupérer et libérer est limitée par le règlement technique. La quantité totale d’énergie que l’ES peut conserver pendant que la voiture est sur la piste ne doit pas dépasser 4 MJ*, et c’est également le maximum qui peut être envoyé du stock d’énergie au MGU-K pendant un tour. Cependant, seuls 2 MJ peuvent être récupérés de la MGU-K par tour.

Quantité d’énergie sur un tour de l’ERS

Cela signifie qu’un pilote pourrait théoriquement vider sa batterie (de 4 MJ à presque 0 MJ) au cours d’un tour, par exemple pour un tour de qualification ou pour tenter de réaliser le meilleur tour en course, et qu’il lui faudrait ensuite au moins deux tours pour recharger sa batterie à pleine capacité. C’est pourquoi les pilotes ne disposent pas de la pleine puissance à tout moment pendant le Grand Prix, car ils doivent gérer leur consommation d’énergie.

Fait marquant : En réalité, les pilotes auront du mal à récupérer le maximum de 2 MJ par tour via le MGU-K, car ils passent très peu de temps sur les freins. À Spa, le circuit le plus long du calendrier, le pilote ne freine que pendant environ 13 % du tour !

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*Techniquement, c’est la différence entre l’état de charge maximum et minimum (SOC) de la réserve d’énergie qui est limitée à 4 MJ. Cela signifie que les équipes peuvent avoir une batterie qui peut stocker, disons, 6 MJ au maximum, tant que la quantité minimale de charge que la batterie peut atteindre lorsque la voiture est sur la piste est de 2 MJ (6 MJ – 4 MJ = 2 MJ).

Cela permet aux équipes de s’assurer que la batterie sera toujours capable de contenir 4 MJ de charge (le maximum qu’elles peuvent déployer pendant un tour) même si la batterie se détériore avec le temps. Cependant, l’augmentation de la capacité entraîne également une augmentation du poids, ce qui nuit aux performances de la voiture. Il existe donc une limite à la taille des batteries sans affecter de manière significative la vitesse de la voiture.

Une puissance illimitée

Le MGU-H, quant à lui, peut récupérer et déployer une quantité théoriquement « illimitée » d’énergie par tour. Il peut également envoyer une quantité illimitée d’énergie au réservoir d’énergie, au MGU-K ou au turbocompresseur. Le diagramme ci-dessous illustre la quantité d’énergie qui peut être envoyée vers et depuis chaque composant par tour.

Les règles autorisent cette quantité illimitée d’énergie dans le but d’encourager les équipes à bien utiliser la MGU-H et à contribuer à l’efficacité globale des unités de puissance. Cependant, cela a conduit à dépenser des sommes considérables sur ce composant, et nous en discuterons l’impact à la fin de l’article.

Bien qu’il n’y ait aucune limite réglementaire pour le MGU-H, il est bien sûr limité par l’efficacité des composants et les concepteurs de la voiture doivent tenir compte de l’effet de la dégradation thermique sur les composants internes, car il y a beaucoup de stress thermique à prendre en considération autour du fonctionnement du MGU-H et du haut régime du compresseur.

Remarque : l’augmentation de la taille du moteur pourrait également accroître la contre-pression dans le système d’échappement. Cela pourrait entraver la combustion dans le moteur, et c’est donc un équilibre délicat à trouver.

De plus, alors que le MGU-H peut envoyer une quantité illimitée d’énergie au MGU-K au cours d’un tour, la quantité d’énergie qui peut être envoyée du MGU-K aux roues (via le vilebrequin, auquel le MGU-K est relié) est plafonnée à 120 kW, ou 161 CV. Avec les composants MGU-H modernes et bien réglés que les équipes utilisent aujourd’hui, elles peuvent presque obtenir ce type de déploiement pendant un tour complet.

33 secondes par tour ?

Vous trouverez souvent des ressources en ligne qui indiquent que l’ERS peut être utilisé pendant 33 secondes par tour, mais ce n’est pas une obligation réglementaire. En fait, ce chiffre fait référence à la quantité de « temps de boost » que le pilote peut généralement obtenir de ses 4 MJ d’énergie envoyés au MGU-K depuis la batterie.

Avec le système MGU-H, qui est connecté à la batterie, au turbocompresseur et à la MGU-K elle-même, les pilotes peuvent en fait bénéficier d’un boost de 161 CV pendant la majeure partie du tour. Cela est dû au fait que la MGU-H peut récupérer une grande quantité d’énergie par le biais des gaz d’échappement, qui peut être envoyée directement à la MGU-K lorsque cela est nécessaire.

Fait marquant : le MGU-H est responsable d’environ 65 à 70 % de la récupération totale d’énergie d’une voiture de F1 au cours d’un tour.

Comment les voitures de F1 récupèrent-elles l’énergie ?

Les voitures de F1 récupèrent l’énergie à l’aide du système de récupération d’énergie, composé du MGU-K relié au vilebrequin et du MGU-H dans le turbocompresseur. Ces unités moteur-générateur récupèrent l’énergie perdue au freinage sous forme d’énergie cinétique et de chaleur perdue dans les gaz d’échappement, et cette énergie peut être utilisée de différentes manières.

Énergie résiduelle

Nous avons déjà mentionné le mot « énergie » à plusieurs reprises, notamment dans le contexte de l’énergie perdue. En effet, le groupe motopropulseur de la voiture ne peut être efficace qu’à un certain point, car il perd beaucoup d’énergie à chaque étape en raison de la friction, qui produit de la chaleur, laquelle est perdue dans l’atmosphère. Ce phénomène est commun à tous les équipements mécaniques et constitue un défi permanent pour les ingénieurs.

L’énergie perdue en question n’est pas gaspillée pour le plaisir, car elle est inévitable lorsqu’il s’agit de moteurs à combustion. La deuxième idée à noter concerne la première loi de la thermodynamique. Celle-ci stipule que l’énergie ne peut être ni créée ni détruite, mais seulement transformée. En fait, elle ne peut que passer d’une forme à une autre, et non être « fabriquée » ou « perdue ».

Les différentes étapes

Nous devons donc examiner ce qui se passe avec l’énergie contenue dans une voiture lorsqu’elle roule. Le moteur utilise du carburant et de l’oxygène pour générer de l’énergie mécanique par combustion. L’énergie chimique du carburant et de l’oxygène est brûlée, et l’énergie mécanique des pistons est convertie en énergie cinétique dans les roues, faisant avancer la voiture.

À chaque étape du processus, de la chaleur est générée, qui est une autre forme d’énergie. Elle est due au frottement des composants les uns contre les autres, ainsi qu’à un sous-produit de la combustion elle-même. Le MGU-H utilise l’énergie thermique qui serait autrement perdue par les gaz d’échappement, tandis que le MGU-K convertit l’énergie cinétique en énergie électrique.

Nous parlerons plus en détail des spécificités de chaque MGU dans les sections suivantes, mais nous devons d’abord comprendre les mécanismes de base qu’ils utilisent pour exploiter cette énergie « perdue ». Pour ce faire, ils convertissent l’énergie thermique (MGU-H) ou cinétique (MGU-K) en énergie électrique au moyen d’un système de moteur. D’où le nom d’unité moteur-générateur.

Le moteur

Un moteur est un composant électrique qui tourne lorsqu’il reçoit une entrée d’énergie. Dans le cadre d’un circuit, cette énergie d’entrée est de l’énergie électrique, et le moteur tourne en la convertissant en énergie cinétique. Ces moteurs peuvent être utilisés pour faire tourner des objets tels que des roues ou des turbines. Mais le fait de faire tourner le moteur mécaniquement (plutôt qu’avec de l’électricité) peut également transformer l’énergie cinétique en énergie électrique.

C’est ce que l’on peut observer avec la dynamo commune que vous avez peut-être sur votre vélo. Essentiellement, lorsque les roues tournent, le moteur de la dynamo tourne, ce qui, par le biais d’une électronique complexe que nous allons simplifier ci-dessous, fournit de l’énergie à un autre appareil électronique, comme la lampe de votre vélo. Cette énergie peut également être stockée, ce qui est la base des MGU.

Comprendre le moteur

Le moteur peut tourner grâce à l’application d’une énergie électrique ou grâce à l’apport d’une énergie cinétique ou mécanique. En termes simples :

  • Envoyer de l’énergie électrique au moteur -> Le moteur tourne.
  • Faire tourner le moteur -> Le moteur produit de l’électricité.

Ce qui se passe avec les deux MGU d’une voiture de F1 est un processus similaire. Ils contiennent tous deux des moteurs, comme leur nom l’indique, et ces moteurs peuvent être mis en rotation par l’apport d’énergie électrique provenant du réservoir d’énergie, comme un moteur traditionnel. Ils peuvent également être utilisés comme une dynamo, en utilisant l’énergie cinétique externe pour faire tourner les moteurs, puis en convertissant cette énergie en électricité.

Générer du courant

La manière dont ils procèdent est assez complexe. Essentiellement, le moteur est constitué de fils et d’aimants. Lorsque des fils sont placés dans un champ magnétique rotatif, du courant peut être généré dans les fils, même s’ils ne sont pas connectés à une source d’alimentation. Ce champ magnétique rotatif est créé en faisant tourner le moteur avec une sorte de force externe (c’est-à-dire sans lui envoyer de courant électrique).

Dans le MGU-K, la rotation des roues arrière fait tourner le moteur, ce qui génère de l’énergie électrique.

Dans le MGU-H, les gaz d’échappement chauds qui le traversent font tourner le moteur et génèrent de l’énergie électrique.

Qu’est-ce que le MGU-K d’une voiture de F1 ?

Le MGU-K d’une voiture de F1 est le Motor Generator Unit Kinetic. Il est relié aux roues arrière de la voiture et récupère l’énergie perdue lorsque la voiture décélère. Son moteur tourne pour générer de l’énergie électrique au freinage, et il peut alors déployer 161 CV sur les roues arrière lorsque cela est nécessaire.

Comme nous l’avons vu précédemment, lorsque des fils sont placés dans un champ magnétique tournant, un courant est produit. Plus le moteur tourne vite, plus le courant est produit. Le MGU-K est constitué d’un moteur, similaire au MGU-H (dont nous parlerons plus loin). Dans le MGU-K, il est relié au vilebrequin, qui transforme le mouvement du piston du moteur en mouvement de rotation des roues.

Lorsque les roues tournent, le moteur du MGU-K tourne, ce qui signifie que les aimants tournent. Maintenant, lorsque la MGU-K est en mode moteur, elle prend de l’énergie électrique dans le réservoir d’énergie et la convertit en énergie cinétique, tout comme la MGU-H le fait avec le compresseur. Cela fournit une puissance supplémentaire aux roues.

Remarque : le MGU-K ne peut fournir un surcroît de puissance qu’au départ d’une course, lorsque la voiture atteint 100 km/h.

Pendant l’accélération

Le MGU-K est en mode moteur lorsque la voiture accélère. En mode moteur, l’apport d’énergie de la batterie fonctionne parallèlement à l’énergie mécanique du moteur qui entraîne les roues en permanence.

Maintenant, lorsque l’on relâche l’accélérateur ou que l’on freine, le MGU-K passe en mode générateur. Lorsque la voiture décélère, les roues continuent de tourner, et ce, dans le même sens que lorsqu’elles accélèrent. La différence est que le moteur de la MGU-K cesse d’être alimenté par l’énergie électrique provenant du réservoir d’énergie.

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Récupérer l’énergie résiduelle

Au lieu de cela, le moteur continue à tourner uniquement grâce à l’énergie de rotation des roues. Cela signifie que le moteur tourne sans source d’énergie électrique, et que les aimants du moteur qui continue à tourner tournent, ce qui entraîne le retour du courant vers le système de stockage d’énergie. Comme nous l’avons souligné précédemment, fournir de l’énergie électrique à un moteur le fait tourner, et faire tourner un moteur lui fait produire de l’énergie électrique.

C’est ce qui se produit lors de la décélération ou du freinage, en utilisant l’énergie « perdue » par le ralentissement des roues. Bien que la MGU-K ne soit pas connectée aux freins eux-mêmes, elle retire une partie de l’énergie cinétique des roues via le vilebrequin, ce qui contribue à les ralentir légèrement et réduit donc l’énergie perdue par la chaleur, les freins étant un peu moins sollicités.

Note : Les équipes peuvent connecter leur MGU-K à leur vilebrequin de différentes manières, et c’est un domaine de développement secret. Il est probable que la plupart des équipes utilisent un système d’engrenage et d’embrayage ou les relient directement, mais il a également été question d’utiliser des chaînes dans le passé.

Une distinction essentielle

Ainsi, bien que la MGU-K n’utilise pas directement l’énergie thermique résiduelle, elle réduit indirectement la quantité d’énergie perdue sous forme de chaleur, car la voiture dépend un peu moins des freins pour ralentir, grâce à une partie de l’énergie cinétique convertie en énergie électrique par la MGU-K.

La MGU-K récupère une partie de cette énergie « perdue » tout en contribuant à ralentir la voiture plus rapidement. La MGU-K n’offrirait pas à elle seule une résistance suffisante pour arrêter complètement la voiture, car il faudrait un énorme moteur et une grande batterie pour stocker l’énorme quantité d’énergie électrique qu’elle produirait. Mais le ralentissement de la voiture n’est pas son objectif principal.

Son objectif principal est plutôt de récolter l’énergie cinétique « gaspillée » par les roues en décélération et de la transformer en énergie électrique, qui peut ensuite être envoyée vers le magasin d’énergie. De là, elle peut être envoyée au compresseur du turbocompresseur ou aux roues elles-mêmes lorsque l’on appuie sur l’accélérateur, ce qui donne à la voiture ce surcroît de puissance.

Cependant, comme l’illustre le diagramme précédent, la MGU-K est également directement connectée à la MGU-H, et la MGU-K peut donc théoriquement être utilisée pour envoyer de l’énergie à la MGU-H, qui peut à son tour faire tourner le compresseur. La vidéo ci-dessous illustre bien la façon dont le MGU-K s’intègre au reste de l’unité de puissance d’une voiture de F1.

Qu’est-ce que le MGU-H d’une voiture de F1 ?

Le MGU-H d’une voiture de F1 est le Motor Generator Unit Heat. Le MGU-H est relié au turbocompresseur, et lorsque les gaz d’échappement le traversent, une turbine de générateur tourne, transformant cette énergie cinétique en énergie électrique. Celle-ci peut ensuite être utilisée comme générateur pour faire tourner le turbo, ce qui augmente la puissance du moteur.

Le turbocompresseur est un élément clé du moteur d’une voiture de F1, et il se compose de deux parties principales. La première partie est la turbine, qui est reliée à la soupape de décharge du moteur. Les gaz d’échappement du moteur s’écoulent de la soupape de décharge vers la turbine, et ils font tourner la turbine, qui est reliée par un arbre à un compresseur.

Ce compresseur tourne avec la turbine, aspirant de l’air supplémentaire et poussant cet air dans le moteur. Cela augmente la quantité d’oxygène disponible pour être envoyé dans le moteur, ce qui permet au moteur de brûler plus de carburant plus rapidement pour plus de puissance (bien que cela soit toujours limité par la limite de débit de carburant de la F1). Le MGU-H se trouve entre la turbine et le compresseur et est relié à l’arbre du turbocompresseur.

Remarque : la vitesse de rotation de la MGU-H est limitée par le règlement à un énorme 125 000 tours/minute ! Le MGU-K est limité à 50 000 tours/minute.

Transformer l’énergie thermique en énergie électrique

Le MGU-H est équipé d’un moteur qui tourne lorsque les gaz d’échappement le traversent. Cela se produit lorsque la quantité de gaz d’échappement expulsés du moteur dépasse ce qui est nécessaire pour répondre à la demande actuelle du turbocompresseur. Il convertit l’énergie cinétique des gaz d’échappement chauds en énergie électrique par le biais du processus que nous avons décrit précédemment, les aimants en rotation dans le moteur générant de l’électricité dans le câblage.

Cette énergie peut être envoyée vers le système de stockage d’énergie pour une utilisation ultérieure ou directement vers le MGU-K, où elle ajoute une puissance supplémentaire aux roues arrière. Cependant, l’énergie peut également être envoyée au compresseur pour le maintenir en rotation à un régime élevé même lorsque le conducteur n’appuie pas sur l’accélérateur. Il ne fournit pas de suralimentation lorsque le conducteur appuie sur l’accélérateur, mais maintient le régime suffisamment élevé pour éliminer le décalage du turbo.

Comment le MGU-H élimine le décalage du turbo ?

Lorsque le conducteur relâche l’accélérateur, le moteur cesse de travailler aussi fort et il y a beaucoup moins de gaz d’échappement qui sortent de la wastegate. Cela ne suffit pas à faire tourner la turbine, et le compresseur s’arrête également de tourner. C’est une bonne chose, car le moteur n’a pas besoin de puissance supplémentaire lorsque le conducteur décélère. Le problème se pose lorsque le conducteur pose à nouveau le pied.

Lorsque la voiture recommence à accélérer, la turbine a besoin d’un temps mesurable pour s’adapter aux gaz d’échappement qui lui sont fournis, de sorte que le compresseur ne fournit pas instantanément l’air supplémentaire au moteur. Ce délai entre le moment où le conducteur appuie sur la pédale d’accélérateur et celui où le moteur reçoit le surcroît de puissance provenant de l’air supplémentaire fourni par le compresseur est appelé décalage du turbo.

Le MGU-H peut éliminer ce problème en faisant tourner le compresseur sans exiger que suffisamment de gaz d’échappement le traversent. Cela signifie qu’il n’y a pas de délai entre le moment où le conducteur appuie sur la pédale d’accélérateur et celui où le compresseur tourne, et donc que le MGU-H élimine le décalage du turbo. Cela signifie que le conducteur peut obtenir une puissance maximale dès qu’il appuie sur l’accélérateur.

Note : Le MGU-H peut également être utilisé pour améliorer la distribution du couple et la conduite en permettant un contrôle précis du flux d’air dans le moteur. Les équipes peuvent associer cette fonction à une injection de carburant précise pour optimiser le comportement du moteur, ce qui rend le MGU-H encore plus complexe !

Pourquoi le MGU-H sera supprimé en 2026 ?

Le MGU-K et le MGU-H sont tous deux des éléments technologiques très avancés, et leur fabrication est donc coûteuse. Le MGU-H est l’une des pièces les plus coûteuses de la voiture, et il est prévu qu’il soit retiré des moteurs lorsque la réglementation changera en 2026.

Cela s’explique en grande partie par le fait qu’il s’agit d’un composant très coûteux et complexe à développer et à installer dans les voitures, et que son potentiel hors piste est limité. Une grande partie de la technologie utilisée en F1 se retrouve dans les voitures routières et dans le monde en général. Le système KERS est désormais courant dans les voitures électriques et dans certaines voitures non électriques, sous la forme du freinage par récupération.

Ceci, ajouté au fait que la F1 essaie toujours de réduire les coûts, signifie que le MGU-H n’a tout simplement pas sa place dans le sport au-delà de 2026. La nature complexe du composant et ses implications sur la maniabilité et les performances des voitures signifient que les nouveaux constructeurs qui cherchent à rejoindre le sport seraient fortement désavantagés par rapport aux équipes qui sont maintenant très familières avec cette technologie.

Les nouveaux constructeurs n’en veulent pas

Tout nouveau fabricant de moteurs cherchant à rejoindre la F1 avec le MGU-H toujours un composant majeur devrait passer des années de développement et dépenser beaucoup d’argent pour essayer de rattraper les fabricants actuels. Mais le développement ne s’arrête jamais en Formule 1, même pour les équipes de tête, de sorte que les nouveaux fabricants ne pourraient probablement jamais rattraper leur retard.

Ainsi, afin de limiter les coûts, de s’assurer que les voitures sont aussi pertinentes que possible pour le monde extérieur et d’encourager d’autres constructeurs (comme Audi et Ford) à rejoindre le sport, la F1 a décidé que 2025 serait la dernière année où les voitures utiliseraient le MGU-H. À partir de 2026, les voitures dépendront des systèmes MGU-K pour la récupération de l’énergie, et nous verrons avec le temps à quel point ils y parviennent !

Conclusion sur l’ERS en F1

Le système ERS d’une voiture de F1 est très complexe et se compose de plusieurs éléments différents. Les deux principaux sont le MGU-K et le MGU-H, et bien que le MGU-H soit en voie de disparition, ce sont deux composants incroyablement complexes et fascinants qui contribuent aux puissances massives des voitures de F1 modernes.

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