Les technologies de la course dans nos voitures (2)
Dans le dernier article sur la technologie automobile, il était question de télémétrie. Bien présente sur les voitures de Formule 1, elle fait rapidement son apparition sur nos voitures de tourisme. Mais malgré son apport primordial dans la gestion de la course, le pilote doit tout de même utiliser son talent afin de garder la voiture en piste. Cependant, avec l’utilisation sporadique des nombreuses aides automatiques au pilotage au fil du temps, le pilote a de moins en moins à se préoccuper des réactions de son bolide.
Première apparition
Deux technologies ont particulièrement marqué la conduite en Formule 1 : l’antipatinage et le contrôle de la stabilité. Deux sujets reliés et évidemment très controversés, puisqu’ils redéfinissent à eux seuls la manière de piloter la voiture. Sans ces aides, le pilote se doit d’être très talentueux pour aspirer à la victoire, mais au moyen de ces deux technologies, il est pratiquement possible pour quiconque de conduire une voiture de Formule 1… Je dis bien pratiquement, puisqu’il faut tout de même une excellente connaissance de la conduite automobile! Bref, ces deux technologies font maintenant partie intégrante de la plupart des véhicules de tourisme vendus de nos jours, équipant même les voitures d’entrée de gamme comme la Toyota Yaris et la Hyundai Accent. Même celles de petits formats comme la Smart fortwo et la Fiat 500 héritent de ces systèmes.
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Antipatinage (ASR ou Anti Slip Regulation)
L’antipatinage est apparu au début des années 90 en Formule 1. D’abord développé en Allemagne par Bosch, il est rapidement devenu un standard pour les équipes voulant accéder aux premières places du classement. Ce système améliore grandement les temps d’accélération, puisqu’il empêche les roues arrière de patiner en contrôlant la puissance du moteur à la place du pilote. L'antipatinage est particulièrement efficace sous la pluie et sur les circuits sinueux, car il garantit une accélération optimale, quels que soient les conditions et les écarts du pilote.
Par définition, l’antipatinage est un dispositif relié au système de freinage antiblocage, qui empêche le patinage des roues motrices à l'accélération, soit en agissant sur le système de freinage antiblocage, lorsqu'une seule roue patine, soit en intervenant sur la fermeture du papillon des gaz, sur l'allumage ou sur l'injection lorsque les deux roues patinent. Toutefois, en F1, puisque les freins antiblocage sont interdits, c’est l’électronique qui gère l’antipatinage en limitant la vitesse de rotation des roues lors de fortes accélérations au départ et en sortie de virage.
Malheureusement, la FIA considère ce dispositif comme une aide au pilotage qui handicape le spectacle de la course et l’interdit à la fin de 1993. Après plusieurs années de tergiversations, l'antipatinage réapparait en 2001 au Grand Prix d'Espagne. Mais avec les avancées technologiques de plus en plus efficaces, l’antipatinage devient très sophistiqué et les pilotes contrôlent de moins en moins leurs voitures. De plus, le système amène un nivellement des pilotes, ce qui ne plaît pas du tout à la FIA et aux plus talentueux pilotes. C’est pourquoi la Fédération Internationale Automobile décide d'interdire l'antipatinage à partir de 2008. En fait, à l'initiative des équipes et sur proposition de la FIA, il a été décidé que tout matériel électronique permettant de contrôler la puissance des roues motrice serait banni à partir de 2008.
Sur nos voitures de tourisme, le système d’antipatinage permet surtout de contrôler la perte d’adhérence. Ce phénomène est facilement perceptible lorsque le conducteur enfonce la pédale d’accélérateur à fond sur une chaussée glissante. Malgré la réelle intention d'accélérer, le dispositif coupe la puissance transmise aux roues motrices afin d'éviter qu'elles ne patinent. Ce système vient en complément de l’ABS. Il entre en action lorsque l'une des roues motrices démontre une tendance à patiner.
Ce dispositif peut, fort heureusement, être désactivé au moyen d'une commande au tableau de bord. Sous notre climat hivernal rigoureux, ce système a quelquefois plus tendance à nous nuire qu'à nous aider, puisqu'en coupant la puissance des roues motrices, le véhicule tend à perdre de la vitesse lorsqu'il s'engage dans une route très enneigée, glacée ou en pente acsendante.
Contrôle de la stabilité (ESP ou Electronically Stability Program)
Le deuxième système, le contrôle de la stabilité, est étroitement relié à l’antipatinage et son fonctionnement nécessite l’utilisation des mêmes composantes. Sur nos voitures, le contrôle de la stabilité se sert surtout des freins antiblocages pour empêcher la voiture de déraper lorsqu'elle est en mouvement. Dans le cas de la Formule 1, il s’agit surtout d’utiliser l’électronique, puisque les freins antiblocages sont interdits.
Souvent appelé « antidérapage», ce système aide à stabiliser le véhicule pour ne pas en perdre le contrôle. Il a également été commercialisé en 1995 par l'équipementier allemand Bosch sous le nom de Elektronisches Stabilitätsprogram. Il agit à la fois sur le couple moteur et sur le système de freinage. Ce système entre en fonction lorsqu'il détecte un des deux comportements suivants:
Comportement sous-vireur : La partie avant du véhicule dérive plus que la partie arrière et le véhicule a tendance à aller tout droit au lieu de suivre la courbe. Le système rétablira alors le véhicule en donnant l'ordre de freiner à la roue arrière intérieure. En cas de fort sous virage, le système modulera également les deux roues avant.
Comportement survireur : La partie arrière du véhicule dérive plus que la partie avant et si la trajectoire n'est pas rétablie rapidement, la voiture part en tête-à-queue. Le système rétablira alors le véhicule en donnant l'ordre de freiner à la roue avant extérieure. En cas de fort survirage, le système freinera aussi la roue arrière extérieure.
Dans les deux cas, lorsque le système tente de corriger la trajectoire, si le conducteur appuie fortement sur l'accélérateur, le système (la partie antipatinage) agira sur le couple moteur en le diminuant pour ne pas annuler les corrections de trajectoire en cours. Ces phénomènes sont décelés par des capteurs (vitesses de rotation des roues, angle du volant, vitesse de lacet et accélération transversale). Les calculateurs vérifient et analysent si la trajectoire réelle suivie par le véhicule est bien celle souhaitée par le conducteur.
Toutefois, depuis que la FIA a décrété que tout matériel électronique permettant de contrôler la puissance des roues motrice serait banni à partir de 2008, le système de contrôle de la stabilité a écopé lui aussi. Par ces actions, on tente d'augmenter le facteur de risque et d'offrir un meilleur spectacle pendant la course. C'est évidemment le contraire qui est recherché dans le cas de nos voitures de tourisme pour lesquelles on désire plus de stabilité, de sécurité et d’efficacité. En Formule 1, on tente de limiter le nivellement des pilotes, alors que sur nos routes, c’est exactement ce que l’on veut faire!
Et c’est pourquoi les commandes électroniques de conduite et le contrôle de la traction sont maintenant des équipements courants sur la presque totalité des voitures de tourisme.