Formule ÉTS: Un petit chef-d'oeuvre d'ingénierie

La formule SAE est une compétition d’ingénierie regroupant plus de 500 équipes à travers le monde. Plus d’une dizaine d’épreuves ont lieu sur les cinq continents. La compétition consiste à concevoir et fabriquer une monoplace de type open wheel formula, c’est-à-dire une voiture avec un cockpit ouvert et des roues qui ne sont pas recouvertes. L’objectif est de réaliser une voiture pour le coureur du dimanche, avec une production fictive de 1 000 unités par année.

Le choix du moteur est libre, mais il doit fonctionner à l’éthanol ou à l’essence, selon un cycle de quatre temps et avoir une capacité maximale de 610 cc. De plus, l’entrée d’air est limitée par une bague de 20 mm de diamètre, soit environ la taille d’une pièce de 25 ¢. À la base, le châssis doit être fait à partir de tubes d’acier de 1 pouce de diamètre, mais il est possible de dévier des règles de base, à condition de prouver que l’alternative est au moins aussi résistante.

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La formule ÉTS – Propulsée par Vidéotron en résumé :

L’équipe de l’ÉTS se démarque sur le plan international, car l’innovation est au cœur de la conception et la quête de légèreté est une priorité. C’est pour cette raison que depuis 2005, l’équipe a choisi un châssis en fibre de carbone. Plus récemment, nous avons amélioré les méthodes de fabrication et nous sommes en mesure de confectionner un châssis en une pièce. Cette caractéristique permet d’augmenter considérablement la rigidité tout en obtenant un châssis beaucoup plus léger.

2014 marque également un moment décisif dans l’histoire de l’équipe, car nous avons opté pour un moteur de 250 cc, comparé à l’ancien moteur de 450 cc. Le moteur de 250 cc n’ayant aucune boite de vitesse, il est considérablement plus léger que son prédécesseur. Ceci va dans la direction que l’équipe veut prendre puisque plus la voiture est légère, moins il faut de puissance pour la faire avancer. Grâce à cette diminution de poids, nous augmentons l’efficacité générale de la voiture et diminuons sa consommation en carburant.

Le projet

Une saison de formule SAE se sépare en cinq périodes : la conception, le design, la fabrication, les tests et les compétitions. Dès la mi-août, l’équipe entreprend la conception de la voiture. L’une des clés du succès de l’équipe est la communication entre ses départements. La période de création s’étend sur environ 2 semaines c’est là que la voiture prend forme sur papier. Une fois cette étape terminée, l’équipe commence le design de la voiture : l’équipe dessine, calcul et planifie la voiture. Troisièmement, la période de fabrication, qui dure à peu près 3 mois. Presque toutes les pièces sont créées par les étudiants, car ils ont développé une expertise en matériaux composites en usinage et en formage.

Le châssis en fibre de carbone est entièrement façonné par les membres de l’équipe grâce aux installations de la compagnie Avior, à Granby. Un des grands avantages de tout fabriquer à l’ÉTS est que nous pouvons mettre au point toutes les pièces de rechange requises et, au besoin, modifier le design d’une pièce et la produire le jour même en cas d’urgence. Une fois la voiture assemblée, l’équipe commence les tests. En moyenne, nous faisons près de 2 500 km de tests durant l’été.

Les épreuves

La première épreuve est l’inspection technique. Tant que la voiture ne répond pas à toutes les exigences du carnet de règles SAE, elle ne peut participer aux courses. Dans un premier temps, une équipe inspecte toute la voiture pour s’assurer qu’elle est sécuritaire. La dimension minimale à l’intérieur du châssis est déterminée par deux gabarits afin d’assurer un espace convenable pour tout type de conducteur.

Une compétition de formule SAE se divise en quatre tests dynamiques et trois statiques. Les épreuves dynamiques visent à évaluer les performances de la voiture sur la piste. La première est une course d’accélération sur 75 m.

La seconde épreuve est un skid-pad. Elle permet d’évaluer la tenue de route de la voiture. Le pilote doit rouler deux tours complets autour d’un cercle de 15,25 m de rayon en sens horaire, ensuite deux autres en sens antihoraire.

Lors de l’épreuve d’autocross, chaque pilote doit faire un tour sur un circuit d’environ 1 km. Cela met la capacité des pilotes à apprendre une piste en n’effectuant qu’un seul tour en jeu. Le résultat de l'autocross est très important pour l’épreuve finale, car le classement détermine l’ordre de passage lors de l’endurance.

Le circuit d’endurance est assez similaire à celui de l’autocross, à la différence que la voiture doit parcourir un total de 22 km, avec un changement de pilote à mi-chemin. Il est interdit de réparer la voiture lors de l’épreuve. 22 km, ça semble peu, mais moins de la moitié des équipes parviennent à compléter l’endurance. L’efficacité de la voiture est également évaluée lors de l’endurance. La consommation est divisée par le temps moyen au tour. Il y a donc un compromis à faire entre vitesse et consommation de carburant.

Les épreuves statiques permettent d’évaluer les performances hors piste de l’équipe, plutôt que celles de la voiture. Le premier test est une évaluation complète des couts de production de la voiture, basée sur une production de 1 000 unités par année. Une attention particulière est portée sur le choix des méthodes de production, afin de réduire les couts de production au minimum, sans compromettre la qualité finale du produit.
La seconde épreuve est une présentation de plan d’affaires. L’objectif est de bâtir un plan d’affaires autour duquel nous vendons l’idée que notre compagnie fictive peut rapporter de l’argent grâce à nos voitures, notre ingénierie et nos idées.

La dernière épreuve – et la plus prestigieuse – est celle du design. Des juges de l’industrie de l’automobile, de la course d’endurance, de la formule 1 et bien d’autres domaines évaluent la conception de la voiture et testent les connaissances des membres de l’équipe. Du dimensionnement des bras de suspension au choix de l’orientation de la fibre de carbone utilisée, jusqu'au design des ailerons, tout y passe. Cette épreuve est la récompense ultime pour les efforts que nos membres acharnés fournissent pendant chaque saison.

Pour connaitre le résultat de ces épreuves... il vous faudra attentre le prochain article!

Article rédigé par les étudiants de l'ÉTS