Le maintien en température des pneus de Formule 1

Le maintien en température des pneus de Formule 1 est un sujet complexe et passionnant qui a une grande influence sur les performances des voitures.

Les différents pneus Pirelli utilisés par les voitures de Formule 1 (source : Motorsport Magazine, 2021)
Les différents pneus Pirelli utilisés par les voitures de Formule 1 (source : Motorsport Magazine, 2021)

Qu’est-ce que la température des pneus ?

La température des pneus est la mesure de la chaleur dégagée par les pneumatiques lorsqu’ils sont en contact avec la piste. Elle dépend de plusieurs facteurs, tels que :

  • Le type de pneu utilisé (slick ou pluie, dur ou tendre)
  • La pression de gonflage du pneu
  • Le réglage de la suspension et du carrossage de la voiture
  • Le style de pilotage du pilote
  • Les conditions météorologiques et le revêtement de la piste

La température des pneus se mesure à trois endroits différents : le centre, l’intérieur et l’extérieur de la bande de roulement. Elle peut varier de plusieurs dizaines de degrés selon ces zones.

Exemple de répartition de température sur les pneus d'une F1 avec une caméra thermique (Fox Sports, Kevin Magnussen, Essais libres du GP d'Abu Dhabi 2018)
Exemple de répartition de température sur les pneus d’une F1 avec une caméra thermique (Fox Sports, Kevin Magnussen, Essais libres du GP d’Abu Dhabi 2018)

Pourquoi est-ce important de maintenir les pneus à une bonne température ?

Les pneus sont un élément essentiel de la performance d’une voiture de Formule 1, car ils assurent l’adhérence entre la voiture et la piste. Or, l’adhérence dépend directement de la température des pneus : plus ils sont chauds, plus ils sont souples et collants, et plus ils offrent de grip. A l’inverse, plus ils sont froids, plus ils sont durs et glissants, et plus ils perdent de grip.

Graphique illustrant la relation entre la température du pneu et le grip (l'adhérence) et la dégradation du pneumatique (Source : Eti temperature blog)
Graphique illustrant la relation entre la température du pneu et le grip (l’adhérence) et la dégradation du pneumatique (Source : Eti temperature blog)

Chaque type de pneu a une plage de température optimale dans laquelle il offre le meilleur compromis entre adhérence et usure. Par exemple, pour les pneus les plus tendres (C5) pour temps sec, la température optimale est de 100°C. Or que les pneus les plus durs fonctionnent mieux vers 125°C. En dessous ou au-dessus de cette valeur, le pneu perd en efficacité et s’use plus vite.

Le maintien en température des pneus est donc un enjeu majeur pour les écuries et les pilotes, qui doivent adapter leur stratégie et leur conduite en fonction du type de pneu choisi, des conditions de course et de l’évolution du comportement des pneus au fil des tours.

Comment maintenir les pneus à une bonne température ?

Le maintien en température des pneus repose sur deux principes : le chauffage et le refroidissement.

Le chauffage des pneus

Le chauffage des pneus consiste à augmenter leur température avant ou pendant la course, afin qu’ils atteignent leur plage optimale le plus rapidement possible. Il existe plusieurs moyens pour chauffer les pneus :

  • Les couvertures chauffantes (tyres blankets en anglais) : ce sont des housses électriques qui enveloppent les pneus dans les garages des écuries et qui les maintiennent à une température stable. Avant d’être installés sur la monoplace, ils sont chauffés au maximum. Cependant, ces couvertures sont amenées à disparaître. Dès 2021, la température maximale a été fixée à 100°C à l’avant et 80°C à l’arrière. En 2022, cette température est passée à 70 °C. En 2023, la température était censée passer à 50°C pour aller à une suppression totale en 2024.
Les couvertures chauffantes sur les pneus de l'Aston Martin de Lance Stroll au GP de Russie 2021 (Reuters / Yuri Kochetkow)
Les couvertures chauffantes sur les pneus de l’Aston Martin de Lance Stroll au GP de Russie 2021 (Reuters / Yuri Kochetkow)
  • Le tour de formation : c’est le tour que les pilotes effectuent avant le départ de la course, afin de se placer sur la grille. Pendant ce tour, ils font des zigzags sur la piste, accélèrent et freinent brutalement, afin de faire monter la température des pneus par frottement.
Sebastian Vettel chauffe ses pneus en qualifications au GP de Monaco 2015
  • Le pilotage : c’est le moyen le plus naturel et le plus efficace pour chauffer les pneus. Plus le pilote sollicite les pneus en prenant des virages serrés, en accélérant ou en freinant fort, plus il génère de la chaleur dans les gommes.

Le refroidissement des pneus

Le refroidissement des pneus consiste à diminuer leur température pendant ou après la course, afin qu’ils ne dépassent pas leur plage optimale et qu’ils ne surchauffent pas. Il existe plusieurs moyens pour refroidir les pneus :

  • Les écopes de freins (brake duct en anglais) : ce sont des ouvertures situées à l’avant et à l’arrière des roues, qui permettent de faire circuler de l’air frais vers les disques et les étriers de freins, qui sont en contact direct avec les pneus. Les évents de freins sont réglables en fonction du circuit et de la température ambiante : plus ils sont ouverts, plus ils refroidissent les freins et les pneus, mais plus ils augmentent la traînée aérodynamique de la voiture.
Exemple d'écope de frein d'une F1 (source : Autosport)
Exemple d’écope de frein d’une F1 (source : Autosport)
  • Le pilotage : c’est le moyen le plus simple et le plus direct pour refroidir les pneus. Le pilote peut adapter son rythme en fonction de l’état de ses pneus, en roulant moins vite ou en évitant les vibreurs, qui génèrent des chocs et de la chaleur dans les pneus. Le pilote peut aussi profiter des lignes droites qui réduisent la pression sur les pneus et favorise leur refroidissement, notamment avec le DRS ouvert.

Quels sont les défis et les risques liés au maintien en température des pneus ?

Le maintien en température des pneus est un exercice délicat et stratégique, qui comporte plusieurs défis et risques pour les écuries et les pilotes.

Le choix des pneus

Le choix des pneus est une décision cruciale qui peut influencer le résultat d’une course. Il faut prendre en compte plusieurs paramètres, tels que :

  • Le type de circuit (rapide ou sinueux, abrasif ou lisse)
  • Les conditions météorologiques (sec ou humide, chaud ou froid)
  • La stratégie de course (nombre d’arrêts aux stands, gestion du trafic)
  • La performance de la voiture (niveau d’appui aérodynamique, consommation de carburant)

Chaque type de pneu a ses avantages et ses inconvénients : un pneu dur offre une meilleure durée de vie mais une moins bonne adhérence qu’un pneu tendre, qui s’use plus vite mais permet d’aller plus vite. Il faut donc trouver le bon compromis entre vitesse et endurance.

Le graining

Le graining est un phénomène qui se produit lorsque les pneus sont trop froids ou trop sollicités. La surface est plus chaude que l’intérieur. Il se manifeste par l’apparition de petites boules de gomme à la surface du pneu, qui détériorent son adhérence et sa stabilité.

Du graining sur un pneu Pirelli de Formule 1 (Las Motorsport)
Du graining sur un pneu Pirelli de Formule 1 (Las Motorsport)

Le blistering

Le blistering est un phénomène qui se produit lorsque les pneus sont trop chauds ou trop sollicités. La surface est plus froide que l’intérieur du pneu. Il se manifeste alors par l’apparition de cloques ou de bulles à la surface du pneu, qui peuvent éclater et provoquer une crevaison.

Du blistering sur les pneus de la Mercedes au Grand Prix d'Espagne 2020, où la température ambiante était élevée
Du blistering sur les pneus de la Mercedes au Grand Prix d’Espagne 2020, où la température ambiante était élevée

Pour éviter le blistering, il faut refroidir les pneus régulièrement, contrôler la pression des pneus et choisir le bon type de pneu.

En résumé

Le maintien en température des pneus est un aspect essentiel de la Formule 1, qui requiert une grande maîtrise technique et tactique. Les écuries et les pilotes doivent constamment surveiller et ajuster la température des pneus, afin d’optimiser leurs performances en piste.

Sources :

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