Power Unit, supercalculateurs, Big Data : les innovations issues de la F1 qui vont profiter à l'industrie

Le coup d'envoi de la saison 2014, ce 14 mars à Melbourne, marque le début d'une nouvelle ère technologique pour la Formule 1. Elle va profiter à de nombreux domaines de l'industrie… et pas seulement à l'automobile.

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Power Unit, supercalculateurs, Big Data : les innovations issues de la F1 qui vont profiter à l'industrie

Un vent de changement souffle sur la Formule 1, alors qu'une nouvelle saison s'ouvre en Australie. Le cahier des charges technique de la discipline a été revu de fond en comble cette année, ce qui devrait rebattre les cartes sur le plan sportif. Les écuries et motoristes partent quasiment d'une feuille blanche : la discipline va redevenir un laboratoire d'innovations, dans cinq domaines en particulier.

Le "power unit"

Ces dernières années, la réglementation moteur étant figée, la bataille s'est déportée sur le terrain de l'aérodynamique. En 2014, les moteurs (ou plutôt les "power unit", selon la nouvelle terminologie) vont avoir de nouveau une très grande influence sur les performances. Les V8 atmosphériques 2,4 litres de 750 chevaux cèdent la place à des V6 turbo 1,6 litres de 600 chevaux. Le moteur thermique sera secondé par deux systèmes de récupération d’énergie : l’un exploitera l'énergie cinétique au freinage, l’autre celle générée par les gaz d'échappement (une énergie restituée sous forme de puissance électrique).

C’est sans doute le système hybride le plus complexe et perfectionné jamais conçu. D’autant plus que les écuries ne disposeront que de cinq "power unit" pour les 19 grands prix, contre 8 moteurs V8 l’an passé ! Les motoristes ont d’ailleurs du mal à les mettre au point, les essais en piste étant limités avant le coup d’envoi de la saison.

La R&D des trois motoristes – Renault, Mercedes, Ferrari, rejoints dès 2015 par Honda - devrait bénéficier aux modèles de série : c’est d’ailleurs la philosophie de la nouvelle réglementation, qui veut redonner à la discipline reine du sport automobile son statut de laboratoire pour l’industrie. Les ingénieurs de Renault et de Renault sport travaillent d’ailleurs main dans la main pour concevoir les mécaniques des pilotes de F1 et de Monsieur tout le monde.

L’énergie

Sans passer au "tout électrique" (comme la Formule E, une nouvelle série qui sera lancée à l’automne), la F1 prend le virage de l’hybride. Les modèles 2014 consommeront 30 à 35 % de carburant de moins que les modèles 2013. Ils ne disposeront que de 100 kilos de carburant pour boucler la distance d’une course (environ 300 kilomètres), et pas une goutte de plus ! Le débit d’alimentation en carburant est également limité. La FIA, l’instance dirigeante du sport, a conçu une réglementation drastique pour inciter les écuries à miser sur les économies d’énergie. Les ingénieurs et pilotes devront rivaliser d’inventivité pour contourner ces nouvelles contraintes.

Le software

Plus que jamais, l’électronique, autant que le moteur ou les pneumatiques, a une importance primordiale dans la F1 moderne. Il est au cœur du fonctionnement du power unit et gère tous ses paramètres : puissance, couple, gestion de la batterie… L’ordinateur de bord (ECU) des F1 était ces dernières années un élément standard fourni par Mc Laren Electronics systems à l’ensemble des écuries. Désormais, chaque équipe a toute latitude pour concevoir ses propres solutions afin de faire fonctionner ensemble le moteur thermique, les moteurs électriques, les systèmes de récupération d’énergie et les batteries. Les progrès réalisés sur la gestion électronique du duo thermique / électrique seront observés de près par les constructeurs de voitures de série.

Par ailleurs, dans leurs usines ultramodernes, toutes les écuries se sont dotées de supercalculateurs de pointe, pour le travail de conception de l’aérodynamique, grâce à un logiciel de mécanique des fluides. Celui de Lotus a été conçu en partenariat avec Boeing. Les simulations informatiques ont pris une importance capitale ces dernières années pour compenser la réduction drastique des essais privés, hors des week-end de course.

Le big data

A chaque fois qu’une Formule 1 sort des stands et lime le bitume, elle génère une impressionnante quantité de données. La Caterham F1, par exemple, possède 150 capteurs, diffuse 800 types de données en temps réel, soit 20 gigaoctets de data par week-end de course ! L’écurie Lotus annonce de son côté 50 gigoctets de données par course. La récupération et l’exploitation de ces données est un domaine sur lequel travaillent toutes les équipes de F1. Caterham planche sur cette question avec General Electric.

L’écurie Mc Laren vend son expertise de gestion des données à travers le monde. Elle a notamment aidé à concevoir le système de communication du réseau de transport ferroviaire de San Francisco et son logiciel équipe les tours de contrôle de l’aéroport d’Heathrow, en Grande Bretagne. Les capteurs (des accéléromètres à trois dimensions) conçus par l’écurie sont utilisés par Glaxon Smith Klein dans des essais cliniques, pour monitorer les patients.

Les télécoms

Les télécommunications font partie intégrante de la Formule 1. Les communications radios entre la voiture et le stand, et à l'intérieur des équipes, ont une importance cruciale. Raison pour laquelle les écuries utilisent des dispositifs sophistiqués pour s'espionner entre elles… La sécurisation des communications est donc un enjeu majeur, et une source de progrès, au sein des équipes.

Le fabricant russe de smartphones à double écran Yotaphone est devenu, en toute discrétion, actionnaire de l'écurie anglaise Lotus en janvier. “Le but de l’opération est simple : la F1 a une très forte composante technologique, avec beaucoup d’innovations. Nous voudrions voir ce qu’il est possible d’importer de la Formule 1 vers l’industrie des télécommunications", a déclaré un porte-parole de l'entreprise au journal Autosport. D’autres entreprises du secteur s’intéressent à la F1, comme AT&T, BlackBerry ou Tata Communications.

D'une manière générale, beaucoup d’industriels de tous horizons s’inspirent non seulement des technologies développées en F1, mais aussi de ses méthodes d’organisation, de logistique, de management et de ses processus d’innovation.

Sylvain Arnulf

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