Auto123.com - On vous guide du rêve à la route

F1 Technique: L'assemblage d'un propulseur turbo hybride Mercedes

F1 Technique: L'assemblage d'un propulseur turbo hybride Mercedes

Par ,

Le montage des propulseurs turbo hybrides de Formule 1 exige un travail minutieux, digne d’un horloger.

Un propulseur se compose de nombreuses composantes, très compactes et de systèmes électroniques complexes.

On retrouve au centre un moteur V6 à combustion interne d’une cylindrée de 1600cm3 à injection directe d’essence, une turbine, une batterie rechargeable et deux systèmes de récupération d’énergie comprenant deux moteurs électriques : le MGU-H qui récolte l’énergie au niveau des échappements, et le MGU-K qui récupère l’énergie cinétique du freinage.

Dans le cas de l’écurie Mercedes AMG, ces propulseurs sont conçus, assemblés et testés au quartier général au Mercedes AMG High Performance Powertrains.

Des sous-traitants discrets

Cette usine moteur centralise la production des propulseurs de F1, le PU106A, dont la fabrication de plusieurs composantes stratégiques, comme les pistons, les vilebrequins et les bielles, est confiée à des sous-traitants ultra spécialisés, et… discrets.

F1 engine mercedes-benz 2014
Un endoscope permet d'inspecter les chambres de combustion. (Photo: Mercedes-Benz)

La fiabilité est un facteur crucial cette saison, car cette saison chaque pilote ne dispose que de cinq propulseurs.

L’usine de Brixworth fait travailler 500 personnes, dont 450 dans des rôles techniques comme des ingénieurs, des motoristes, des monteurs et des usineurs.

Un propulseur turbo hybride complet pèse au minimum 145 kilos et est composé d’environ 7000 pièces diverses fabriquées en matériaux composites ainsi qu’en différents métaux comme l’acier, l’aluminium, le titane et le magnésium.

Pour des raisons évidentes de fiabilité, chaque moteur est consciencieusement assemblé avec des composantes parfaites ayant subi de stricts contrôles de qualité.

Chaque propulseur est assemblé par une équipe de 12 techniciens, et il faut compter environ 250 heures de travail pour en effectuer le montage complet.

En raison du souffle du turbocompresseur, les forces qui s’exercent à l’intérieur de la chambre de combustion sont énormes. En fait, elles sont deux fois plus élevées qu’au cœur de l’ancien moteur V8 atmosphérique.

Des contraintes énormes
Le vilebrequin et les pistons sont soumis à des contraintes importantes et la pression à l’intérieur de la chambre peut atteindre 200 bar, soit plus de 200 fois le niveau de la pression ambiante.

F1 engine mercedes-benz 2014
Les ateliers de Mercedes AMG High Performance Powertrains (Photo: Mercedes-Benz)

Quand le moteur tourne à 12 000 tours/minute, chaque piston passe de zéro à 37 m/s 400 fois par seconde, soit la vitesse de 130 km/h !

La turbine du turbocompresseur peut atteindre des vitesses de rotation de l’ordre de 100 000 tr/min : cela équivaut à 1 500 rotations par seconde !

Pour toutes ces raisons, la fiabilité du moteur dépend beaucoup de la qualité irréprochable de la lubrification et de l’élimination de toute fuite.

Si certaines parties du moteur, comme le milieu du segment sur la chemise du piston ou les paliers disposent d’un film d’huile à l’épaisseur confortable de 2 à 3 microns, d’autres pièces en mouvement, comme la distribution, ne sont séparées que par quelques millièmes de microns.

Petronas propose à Mercedes AMG un lubrifiant qui réduit les frottements internes et optimise la puissance dégagée lors de la combustion, tout en assurant la fiabilité mécanique et en contribuant au refroidissement.

Une fois chaque moteur assemblé, il subit ce que Mercedes appelle un BIPO (Break In, Pass Off, ou rodage/validation en français). Le moteur est installé sur un banc d’essais qui est muni d’un frein qui permet de le mettre sous effort.

F1 engine mercedes-benz 2014
Les différentes composantes du propulseur Mercedes (Photo: Mercedes-Benz)

Le rodage consiste à faire tourner le moteur selon des cycles précis ; ce qui, avec l’expansion du métal due à l’élévation de la température, permet aux pièces de correctement s’emboîter.

Puis, de plus hauts régimes sont atteints afin de valider tous les paramètres de fonctionnement. Puis, les organes du moteur sont vérifiés visuellement et mis en circulation, soit chez Mercedes AMG, soit chez une écurie cliente.

Moteurs scellés
Après qu’il ait disputé un Grand Prix, le moteur n’est pas, comme c’est le cas dans d’autres séries, démonté et révisé. Le propulseur est scellé par les officiels de la FIA à la piste et devient un du lot de cinq moteurs pour la saison. Ceci signifie que les techniciens à Brixworth ne peuvent procéder qu’à des examens visuels, avec un endoscope, et travailler sur les organes qui n’ont pas été scellés.

Pour des raisons de confidentialité, Mercedes-Benz refuse de dévoiler le nombre de moteurs qui sont produits durant une saison entière, soit les cinq par pilote et ceux employés lors des essais.

Par contre, le constructeur automobile allemand confirme qu’il expédie, à chaque Grand Prix, une vingtaine de propulseurs V6 turbo hybrides pour ses quatre écuries. Il en envoie un pour chaque pilote, un de rechange par pilote et quelques-uns supplémentaires.