En quoi l’aérodynamique permet-elle l’amélioration des performances en F1 ?

« En quoi l’aérodynamique permet-elle l’amélioration des performances en F1 ? Introduction : La formule 1 existe depuis le début des années 195 et a connu de nombreux changements, notamment au niveau de l’aérodynamique car c’est ce que les écuries recherchent afin d’avoir un maximum de vitesse.

Aujourd’hui toutes les voitures sont étudiées pour trouver un accord entre l’esthétique et l’aérodynamisme.

Pour le grand public, l’intérêt de l’aérodynamisme est de réduire la consommation de carburant en réduisant les frottements avec l’air. L’intérêt de l’aérodynamisme en F1 est différent, il permet d’aller le plus vite possible tout en exerçant un maximum de forces d’appuis sur le sol. 1.

Qu’est ce que la formule 1 ? 2.

Notions aérodynamiques 3.

Le principe de Bernoulli et l’aérodynamique 4 .

L’effet Venturi 5.

Les tests aérodynamique 1.

Qu’est ce que la formule 1 ? La Formule 1 est un sport automobile qui se pratique dans une voiture à une seule place, les monoplaces, lancée à plus de 300 km/h sur un circuit.

Le premier championnat du monde de Formule 1 a eu lieu en 1950.

Depuis, une vingtaine de courses sont organisée chaque année ce sont les Grands Prix.

. Plusieurs équipes, appelées écuries, y participent.

La grille est composée de 10 écuries.

Elles sont chacune représentées par deux pilotes. 2.

Notions aérodynamiques L'aérodynamisme est une branche de la physique des fluides qui consiste à étudier le comportement de l'air en fonction de la forme d'un objet. L'aérodynamisme joue un rôle fondamental dans la performance d'une monoplace de Formule 1.

Pour augmenter le grip (adhérence du véhicule) sans augmenter la masse de la voiture les ingénieurs utilisent l'aérodynamisme. Bien que l'aérodynamisme influe sur le grip de la voiture, elle a aussi un certain impact sur la traînée (la traînée est la résistance de la voiture dans l'air).

L'augmentation de l'appui entraînera une traînée plus importante qui va réduire la vitesse de la voiture sur les phases d'accélération et de vitesse de pointe.

Il faut donc trouver un bon compromis pour allier la vitesse de pointe et l'appui.

L'ensemble des appuis est réalisé par les ailerons mais aussi par l'ensemble des éléments sur la carrosserie. Avant tout, un rappel de base.

Deux forces aérodynamiques principales s'exercent sur une F1 lancée à pleine vitesse : une force verticale (l'appui ou la déportance), avec l'air qui plaque la voiture au sol en frappas les surfaces aérodynamiques et qu'en bout de chaîne les pneus se chargent de convertir en adhérence, et une force horizontale (la traînée), avec l'air qui résiste à l'avancée de la monoplace et influe donc sur sa vitesse de pointe. Plus l'appui généré de cette façon augmente, plus la traînée est forte.

Les écuries et pilotes sont donc toujours à la recherche du meilleur compromis entre adhérence pour les virages et vitesse pour les lignes droites, en fonction des caractéristiques du circuit visite. Maintenant parlons un peu de l'incidence qu'a l'air lorsqu'il vient interagir avec l’objet.

Si l'air reçu frontalement fait monter l'objet alors on parle de portance. Dans le cas inverse on parle alors de déportance (appui).

Un objet symétrique de face n'aura aucune portance ou déportance.

Un objet asymétrique est donc nécessaire comme les ailes des avions ou les ailerons des F1. L'aérodynamisme sert à beaucoup de choses dans le sport automobile Je vais vous présenter les utilités les plus importantes, tout d'abord il sert à augmenter la vitesse d'entrée, de passage et de sortie dans un virage, il sert également à réduire la distance de freinage, mais encore à améliorer la stabilité de la voiture dans les zones d'accélérations et dans les lignes droites, et enfin, à mieux ajuster le comportement de la voiture sur différents circuits. L`appui aérodynamique représente une charge fictive appliquée sur la voiture.

Elle n'influence en aucune façon son inertie.

En effet, sa valeur dépend de la vitesse à laquelle se déplace la voiture.

A haute vitesse, 1'inertie est très élevée mais elle diminue considérablement quand on ralentit, la voiture freinera et accélérera mieux, c'est exactement ce dont on a besoin pour boucler un tour à une vitesse optimale 3.

Le principe de Bernoulli et l’aérodynamique Les forces aérodynamiques varient en fonction du carré de la vitesse, donc la variation de la déportance ne se fait pas de façon linéaire.

Pour générer ces forces aérodynamiques, les ingénieurs ont trouvé la solution de fixer des ailerons sur les monoplaces et d'utiliser un diffuseur à l'arrière. Grâce aux innovations technologiques durant les années 2000, le moteur se voit rétrécir, ce qui permet de réduire la largeur de la carrosserie.

Il en résulte un élargissement des déflecteurs arrière, qui sont des appendices aérodynamique sur la carrosserie, et les roues sont donc plus déportées vers l'extérieur.

Cela est bénéfique pour l'écoulement du flux central, car il est moins sujet aux turbulences des roues arrière. En substance, un aileron de formule 1 est à peu de choses près, une aile d'avion montée à l'envers.

Sur un avion, 1'aile sert à le faire décoller, alors que sur une F1, 1'aileron sert à maintenir la voiture collée à la piste Le fonctionnement de ces appendices aérodynamiques repose sur un principe physique assez simple : le principe de Bernoulli, c'est la différence de profil entre le dessus et le dessous de l'aile qui influence la vitesse de l'air, ce qui créé différence de pression. L`appui aérodynamique dépend de la différence de vitesse entre le flux d'air qui passe sous l'aileron et celui qui passe au dessus.Au niveau.... »