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F1 Technique: Les maquettes employées en soufflerie

F1 Technique: Les maquettes employées en soufflerie

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D'après Mercedes AMG F1 Team

À cette période de l'année, à quelques semaines du dévoilement des nouvelles voitures, les souffleries des écuries de Formule 1 fonctionnent à plein régime.

Les composantes finales des voitures sont validées tandis que celles qui seront utilisées plus tard durant la saison sont développées. La soufflerie est l'outil le mieux adapté pour concevoir, modifier et finaliser les pièces des monoplaces.

F1 soufflerie Mercedes maquette
Maquette de F1 évaluée en soufflerie. (Photo: Fondmetal Technologies)

Pour effectuer les essais en soufflerie, les écuries, dont Mercedes AMG, fabriquent une maquette à l'échelle 1:2 (soit 50%). Cette maquette est fabriquée de centaines de composantes interchangeables telles les ailerons, fond plat, diffuseurs, pontons, dérives, etc.

Les écuries emploient des maquettes à 50% afin de respecter l'accord de restrictions des budgets imposé par la FOTA qui restreint à quatre le nombre de jours où il est possible d'effectuer des essais avec la voiture réelle. À noter que cette règle va changer cette année.

Travailler avec une maquette plutôt qu'une véritable voiture permet surtout d'économiser beaucoup d'argent en ne fabriquant que des pièces temporaires, et moins chères.

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Cette image montre le porte-moyeu final et sa version de prototypage rapide. (Photo: CRP Technology)

Ces pièces ne sont pas fabriquées dans le même matériau que la véritable composante. Certaines pièces sont fabriquées en carbone, en magnésium, en aluminium ou en titane, tandis que d'autres, plus complexes, sont fabriquées en prototypage rapide par stéréolithographie ou par frittage par laser.

La stéréolithographie utilise un faisceau laser pour solidifier un liquide photopolymère. Cette technique est employée pour fabriquer des composantes soumises à des contraintes relativement faibles comme la carrosserie, le plancher et le diffuseur.

L'autre procédé, le frittage par laser, est une technique de fabrication de pièces en trois dimensions par agglomération de poudres thermoplastiques couche par couche par un laser. Cette technique est employée pour fabriquer des pièces plus résistantes.

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Photo: Mercedes AMG F1 Team

Ces deux procédés permettent de passer d'un dessin à l'ordinateur à une pièce finie en très peu de temps, ce qui permet d'effectuer rapidement plusieurs essais de pièces différentes.

Une fois la maquette complétée avec les bonnes composantes à évaluer, elle est fixée à des supports et des balances ultra précises qui vont mesurer les efforts aérodynamiques générés par le vent à l'intérieur de la zone d'essais de la soufflerie. La soufflerie fonctionne sept jours sur sept, 24 heures par jour. En moyenne, une équipe évalue une centaine de nouvelles pièces chaque jour.

Finalement, la maquette est aussi employée pour vérifier les efforts produits. Les ingénieurs peuvent ainsi mesurer les forces aérodynamiques générées par la voiture, les forces internes qui agissent à haute vitesse, mesurer les débattements de suspension et même les déformations de la carrosserie dans les virages.