Pneumatiques

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Le pneumatique est un élément essentiel de la voiture, puisque c’est la seule partie de la voiture en contact avec la piste.
Contrairement aux pneus utilisés par les particuliers, les pneus de course ne sont pas faits pour durer mais pour adhérer le plus possible à la piste.

Ils sont plus tendres, plus résistants et plus légers et sont changés plusieurs fois pendant les courses automobiles.

Un pneu de compétition, pour la course, est conçu pour l’adhérence sans considération de la durée et du prix. Il doit être capable de résister à de très hautes températures, en sachant que la température optimale pour un pneu de F1 est de 125°C, et leur vitesse de rotation est au-dessus des 3000 tours/minutes. A noter que ces fortes températures entrainent une usure très rapide des pneumatiques et une perte d’adhérence. La fabrication de pneumatiques pour les voitures est donc une affaire de savoir-faire technologique !

Contrairement aux pneus classiques, les pneus sont gonflés non pas à l’air comprimé mais par une composition en nitrogène, qui assure une pression constante. 4 composants essentiels constituent un pneumatique : du carbone brulé, des polymères, des huiles et des herbes.

Les 3 grands types de pneumatiques en F1
Les pneumatiques de F1 se divisent en 3 familles et sont sélectionnés en fonction de l’abrasivité de la piste, de la rapidité de la piste, du nombre de virages et surtout en fonction du temps.
Les pneus pour temps sec (slick)
Ils sont divisés en pneus à gomme tendre et pneu à gomme rigide. Ils ont 4 rainures qui ont pour rôle de diminuer la surface de contact. Les pneus à gomme rigide sont plus résistants mais moins adhérents
Les pneus intermédiaires (ou slick retaillé)
Ces pneus sont conçus pour les temps instables et incertains. Il fonctionne parfaitement sur une piste mouillée à certains endroits et sèche sur le reste, grâce à un dessin différent de celui du pneu sec, sur la bande de roulement qui permet d’évacuer l’eau.
Il faut faire cependant attention, car si la piste est très sèche, ces pneus s’usent très rapidement car leur gomme est plus tendre.
Les pneus pluie
Leur dessin particulier évacue plus de 26 litres d'eau / secondes, la gomme étant ultra tendre pour une adhésion maximale. Il faut également être vigilant sur l’usure qui est très rapide lorsque la piste sèche.
 
Les pneus utilisés sont extrêmement sensibles à la chaleur.
Ainsi, avant tout roulage, ils doivent être préalablement chauffés, grâce à des couvertures électriques qui les maintiennent en moyenne à 30 °C. Ils sont ensuite chauffés au maximum (80 °C) quelques secondes avant d’être montés sur la voiture.
 
La performance optimale des pneus diminue si ces derniers sont chauffés trop longtemps à la même température ou s’ils doivent être réchauffés.
 
En chauffant, la gomme devient plus malléable et épouse mieux les irrégularités du bitume. Le pneu entre alors dans sa fenêtre d’exploitation…
 
Le pneu offre une adhérence optimale dans une fourchette de températures bien définie, qui varie en fonction du type de gomme utilisé.
La gamme de gomme la plus tendre fonctionne idéalement à une température de 85 à 115 °C.
À l’inverse, les pneus les plus durs travaillent idéalement entre 110 et 140 °C.
 
Par leur vitesse, par les forces latérales qu’elles produisent, les voitures mettent beaucoup d’énergie dans les pneus, qui vont chauffer.
Une fois que les pneus ont atteint une température idéale, ils continuent cependant de chauffer à chaque tour jusqu’à ce qu’ils atteignent une température trop élevée, où ils ne sont plus efficaces.
 
BLISTERING ET GRAINING
En cas de surchauffe prononcée, deux phénomènes peuvent se produire.
Le “blistering”
a lieu lorsque la couche profonde de la bande de roulement devient beaucoup plus chaude que la surface. Une cloque (“blister” en anglais), c’est-à-dire une petite poche d’air brûlant, se forme à l’intérieur de la bande de roulement.
Cette micro bulle monte en pression et s’élève vers la surface jusqu’à finalement éclater et arracher des bouts de gomme.
 
Le “graining”
se produit dans des conditions inverses.
Lorsque la surface du pneu est beaucoup plus chaude que l’intérieur de la gomme, cette couche superficielle se distord sous forme de vagues (sous l’action des forces latérales en virage). Le sommet de ces “vagues” va se détacher pour se réattacher ensuite sur la bande sous la forme de petits grains. Cette surface granuleuse empêche le pneu d’avoir une bonne zone de contact avec le bitume et le rend plus glissant.
 
Enfin, on notera que les pneus sont gonflés à l’azote afin de limiter l’impact des variations de température du pneu sur la pression :
Les pneus sont généralement gonflés à l’azote, pour plusieurs raisons. D’abord, parce que, contrairement à l’air ambiant, l’azote ne contient pas de vapeur d’eau et ensuite parce qu’il est beaucoup moins sensible aux variations de pression sous influence de la température. Cela dit, la différence entre les deux est minimale puisque l’air contient 80 % d’azote.
 
Le record du « pit stop » le plus rapide en changeant les quatre roues de la monoplace en 1 sec 88/100, quand la moyenne avoisine plutôt 3 secondes.
 
1.    LA DÉCISION - Selon l’état de ses pneus, les stratégies adoptées par la concurrence ou si elle a subi des dommages, la voiture est rappelée aux stands. Le pilote peut demander à rentrer mais c’est au patron de l’écurie que revient la décision finale, selon les recommandations des ingénieurs chargés de la stratégie.

2.     LA « SUCETTE » - La voiture s’insère dans la voie des stands où la vitesse est limitée. Pour éviter un excès de vitesse, sanctionné d’une amende, le pilote active sur son volant un limitateur de vitesse. Un repère lui indique quand tourner vers son garage. Afin de faciliter le travail des mécaniciens, il doit s’arrêter à un emplacement précis que lui indique l’un d’entre eux à l’aide d’un panneau appelé « sucette ».

3.     LES LÈVE-VITE - À l’aide de lève-vite, deux mécanos, l’un placé à l’avant, l’autre à l’arrière, soulèvent la voiture, qui pèse en 2019 au minimum 743 kg pilote compris. En cas de défaillance de ces lève-vite, tous deux sont secondés par un remplaçant.

4.     DOUZE MÉCANICIENS PAR ROUE - Quatre mécaniciens dévissent simultanément les écrous des roues, qui pèsent une quinzaine de kilos chacune ; à l’aide d’un pistolet, quatre autres les enlèvent, quatre autres placent les nouvelles roues et les quatre premiers les vissent au pistolet. En cas de panne, un deuxième pistolet est placé à leurs pieds. Pendant ce processus qui prend en moyenne 3 secondes (le record est de 1 sec 88/100 pour Red Bull au GP d’Allemagne 2019), deux personnes stabilisent la voiture. Entre une et quatre autres règlent ou changent l’aileron avant si nécessaire.

5.     SIGNAL ÉLECTRONIQUE - Chaque pistolet envoie un signal électronique quand la nouvelle roue est fixée. Quand les quatre le sont, les lève-vite relâchent automatiquement la F1. Deux « spotters » s’assurent du bon déroulement de l'arrêt au stand et vérifient que la voie est libre pour reprendre la piste. Un signal lumineux avertit le pilote qu’il peut repartir. Jusqu’à la sortie des stands, il doit respecter la limitation de vitesse. S’il gêne, intentionnellement ou non, un adversaire en quittant sa position, lui et son équipe peuvent être sanctionnés.

6.     UNE STRATÉGIE POUR DÉPASSER - Si un pilote en chasse un autre mais ne parvient pas à le rattraper en piste, son écurie peut décider de le rappeler au stand en premier. L’objectif est de lui permettre de refaire son retard grâce à des pneus frais-et donc théoriquement plus rapides-pendant que son rival s’arrête à son tour. Si celui-ci ressort des stands derrière celui qui s’est arrêté le premier, on parle d’« undercut ». L’inverse est un « overcut ».