Comment la dégradation des pneus affecte la stratégie de course
Les pneus sont le seul contact entre une voiture de course et le piste, ce qui en fait la partie la plus importante de toute voiture de course. Quelle que soit la puissance du moteur ou la force d’appui générée par l’ensemble aérodynamique ; si ces charges ne peuvent pas être transférées efficacement à travers les pneus pour générer de l'adhérence, la voiture n'ira pas plus vite.
Malheureusement, la capacité d'un pneu à produire de l'adhérence diminue avec le temps. Cette dégradation des performances des pneus signifie que ceux-ci ne durent pas aussi longtemps, ce qui entraîne des temps au tour plus lents et des durées de relais plus courtes. Par conséquent, la dégradation des pneus peut affecter considérablement stratégie de course, c'est pourquoi les équipes et les pilotes consacrent tant d'efforts à essayer de comprendre, prédire et gérer les pneus.
Le comportement du caoutchouc
Pour comprendre les pneus, nous devons d’abord comprendre le comportement du caoutchouc. Le caoutchouc est viscoélastique, ce qui signifie qu’une fois déformé, il ne reprend pas immédiatement sa forme initiale. Pendant ce délai, l’énergie est absorbée et convertie en chaleur. La quantité totale d'énergie absorbée dépend du nombre de fois où le caoutchouc est sollicité et de sa température. Par exemple, lorsque le caoutchouc est froid ou excité par une fréquence trop élevée, il devient dur et cassant. Tandis que lorsque le caoutchouc est chaud ou glisse lentement, il devient élastique et caoutchouteux.
Lorsque la roue tourne sur surface de la piste, la nature viscoélastique du caoutchouc permet au pneu de glisser légèrement, ce qui génère les forces de friction qui produisent l'adhérence. Pour maximiser cette adhérence, le caoutchouc doit se trouver dans une plage de température spécifique, afin qu'il se comporte de manière élastique. Cela garantit que la quantité maximale de caoutchouc est en contact avec le tarmac, augmentant ainsi la zone de contact du pneu et donc l'adhérence. Si le caoutchouc se situe en dehors de cette plage de température, les performances du pneu se dégraderont.
Pourquoi les pneus se dégradent
Il existe trois causes principales de dégradation des pneus : l’usure, la température et la pression. À mesure que le caoutchouc des pneus se déplace sur le tarmac, il s’use progressivement, laissant moins de caoutchouc pour générer de la chaleur. Par conséquent, la température des pneus diminue et la gomme devient plus rigide. Cela réduit l'adhérence, donc le pneu glisse davantage, ce qui augmente l'usure et le cycle se répète.
Lorsque le pneu fonctionne dans sa plage de température de fonctionnement, ce niveau d'usure, appelé abrasion, est relativement constant et entraîne une dégradation progressive des performances du pneu, que les stratèges peuvent facilement prendre en compte dans leurs calculs. Cependant, si le caoutchouc surchauffe, il bout, brisant la surface du pneu et éliminant de gros morceaux de caoutchouc de la surface. En revanche, si le caoutchouc est trop froid, il devient cassant et la surface commence à se détacher, entraînant un grainage. Le cloquage et le grainage réduisent considérablement la surface de contact et donc l’adhérence, ce qui peut entraîner une perte de performance extrême et non linéaire – un cauchemar pour les stratèges.
La pression interne du pneu peut également contribuer à sa dégradation. À mesure que la température des pneus augmente, la pression de fonctionnement augmente également. S'il est trop haut, le pneu gonfle efficacement, réduisant ainsi la taille de la zone de contact. Cela peut favoriser une surchauffe supplémentaire du caoutchouc au niveau de la zone de contact, augmentant ainsi le risque de cloques.
Stratégie de course
Le temps perdu par tour en raison de la dégradation des pneus est l'une des variables les plus importantes prises en compte par les stratèges lors de la définition stratégie. Est-il plus efficace d'effectuer de nombreux arrêts aux stands tout en récupérant ce temps en courant avec des composés plus tendres, et donc plus rapides ? Ou faut-il éviter les arrêts aux stands dans l’espoir que le pilote puisse faire durer les pneus ?
Se pose ensuite la question de savoir quand s’arrêter. Si la dégradation est élevée, l'avantage de courir sur du caoutchouc frais fait de l'underdépouille une manœuvre solide. Mais si la dégradation est faible, l'overcut peut permettre aux équipes de capitaliser sur leur position sur la piste pendant que les adversaires font chauffer leur nouveau train de pneus.
Tactiques de gestion des pneus
Qu'une équipe souhaite des performances maximales pour un tour de qualification ou minimiser la dégradation au cours d'un relais, le moyen le plus efficace de gérer les performances des pneus est de faire en sorte que les deux essieux se dégradent au même rythme. Malheureusement, cela est presque impossible lorsque chaque pneu est soumis à des charges différentes dans les virages. C’est pourquoi les équipes emploient toutes les tactiques possibles pour exploiter et gérer l’adhérence.
L’une des tactiques les plus importantes consiste à réchauffer efficacement les pneus. Avant une séance, des couvertures et des fours sont utilisés pour préchauffer les pneus, tandis que dans les championnats où cela n'est pas autorisé, les équipes laissent souvent les pneus au soleil. Le préchauffage des pneus les amène non seulement vers la plage de température optimale, mais réduit également l'augmentation de la pression de fonctionnement. Si les pneus étaient réchauffés à froid, la pression interne augmenterait considérablement, entraînant un gonflement du pneu et une zone de contact beaucoup plus petite.
Une fois sur piste, le conducteur doit ensuite réchauffer les pneus de manière constante et lente, en évitant tout blocage ou glissement qui pourrait endommager la surface de la gomme. Par conséquent, les pilotes effectueront souvent un outlap et un pré-lap pour mettre les deux essieux à température avant de commencer le tour de qualification. Pendant les périodes de voiture de sécurité et de drapeau jaune, les pilotes sillonneront les lignes droites pour maintenir la température des pneus et éviter de se bloquer dans le premier virage une fois la voiture de sécurité engagée.
L'échauffement des pneus peut également affecter les décisions stratégiques lors d'une course. Parfois, les équipes optent pour l'underdépouille, même si cela sacrifie la position sur la piste, pour permettre à leur pilote de mettre les pneus en température un tour plus tôt que leur rival. De cette façon, lorsque leur concurrent quitte les stands devant lui avec des pneus plus froids, il dispose de l'adhérence nécessaire pour dépasser. Cela se voit principalement lors de courses avec des conditions humides ou changeantes ou avec des pneus plus durs où la phase d'échauffement peut durer plusieurs tours.
Le pilote peut également avoir une influence significative sur la gestion des pneumatiques lors des relais. Par exemple, ils peuvent ajuster la polarisation des freins pour mettre plus d’énergie dans les freins avant ou arrière, ce qui réchauffe les pneus grâce au chauffage des jantes. C’est là que l’air frais utilisé pour refroidir les freins est ensuite chauffé à des centaines de degrés. Cette chaleur est ensuite transférée à la jante, qui est ensuite transmise aux pneus. En Formule 1, chauffer la jante de 10 °C peut équivaloir à une augmentation d’environ 1 °C de la température de la carcasse du pneu, ce qui pourrait faire la différence entre se trouver dans ou hors de la plage de température optimale.
Dans les scénarios où les pneus surchauffent, les conducteurs peuvent soulever et rouler en roue libre pour réduire la charge sur chaque pneu. Si cela est fait efficacement dans certains virages du tour, les pilotes peuvent souvent protéger les pneus, sans perdre de temps au tour. Le niveau de gestion des pneus requis est défini avant la course, en utilisant les courbes de dégradation des pneus et les vues du planificateur de course dans stratégie de course des logiciels tels que RaceWatch.
Les stratèges peuvent ensuite déterminer plusieurs plans de course, chacun avec une stratégie d'arrêt aux stands différente et travailler avec le pilote pour identifier la quantité de portance et de roue libre nécessaire pour faire durer les pneus. Par conséquent, pendant la course, si la dégradation des pneus est différente de celle attendue, les pilotes seront invités à « passer au plan B ». Cela leur indique non seulement qu’ils ont adopté une stratégie d’arrêt aux stands différente, mais qu’ils doivent également désormais rouler vers les deltas prédéfinis pour faire durer les pneus.
La gestion de la dégradation des pneus est le secret d’une réussite stratégie de course et des logiciels comme RaceWatch peut fournir les informations cruciales dont les ingénieurs ont besoin pour prendre des décisions rapides mais précises. Il y a eu d'innombrables occasions au cours des championnats, où l'entretien des pneus a aidé les équipes à éviter tout arrêt au stand important pour monter sur la plus haute marche du podium.
Article rédigé par : Gemma Hatton