Les voitures de course sont en forme, mais en forme de quoi?

Aérodynamique Entre la physique et le règlement, les constructeurs doivent se plier à de nombreuses contraintes pour rendre leurs véhicules les plus rapides possible...

Thierry Weber

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En matière de forme des véhicules, rien n'est laissé au hasard, même les rétroviseurs ont une forme étudiée pour plus de vitesse.
En matière de forme des véhicules, rien n'est laissé au hasard, même les rétroviseurs ont une forme étudiée pour plus de vitesse. — D. Vincent/AP/Sipa

Article mis à jour le 26 février 2018

Tout le monde se doute qu’une voiture de course ne peut pas décemment ressembler à la vieille Twingo de ses 20 ans. Et à voir les bolides qui roulent pendant 24 heures, cette impression est loin d’être démentie. Les prototypes d’aujourd’hui n’ont plus rien à voir avec les véhicules ayant pris le départ de la première édition de la course en 1923. A l’époque il ne s’agissait guère que de voitures de série, mais aujourd’hui, rien dans leur forme n’est laissé au hasard.

Quand ils conçoivent leurs véhicules, les constructeurs ont plus d’une contrainte. La première est dictée par le règlement de la course, qui détermine quelles doivent être les dimensions des véhicules. Ce même règlement stipule aussi que «les carrosseries doivent recouvrir les éléments mécaniques. Il s’agit de sa première fonction, protéger ce qui fait avancer, tourner et freiner la voiture», décrit Pascal Vasselon, directeur technique et vice-président de Toyota motorsport. A titre de comparaison, les voitures en F1 sont des véhicules plus légers et un peu plus étroits, parce qu’ils n’ont pas besoin de tenir aussi longtemps en course.

La physique contradictoire

Une fois ces règles bien prises en compte, reste que les 24 Heures du Mans sont une course. Pour aller vite, le moteur n’est pas la seule partie du véhicule à avoir un impact. «Le jeu va consister à avoir le plus possible d’appuis aérodynamiques, sans augmenter la traînée. Or la physique oppose ces deux phénomènes», résume Pascal Vasselon. L’appui aérodynamique, force exercée par l’air sur la voiture, fait que les pneumatiques sont davantage en contact avec le sol. Résultat, l’automobile tient mieux la route dans les virages et peut donc aller plus vite.

C’est pourquoi les constructeurs cherchent particulièrement «toutes les formes qui dévient le flux d’air vers le haut», puisqu’elles vont générer une poussée vers le bas. A l’inverse, la traînée est la force de frottement de l’air qui ralentit le véhicule. En un mot, conduire avec une grande traînée revient à rouler à contre-courant, et les deux phénomènes s’opposent. Pas facile d’accorder physique et rêves de vitesse. «Ce qui est le plus difficile, commente Pascal Vasselon, reste la forme générale de la voiture, ainsi que les multiples petits détails. Nous réalisons beaucoup de simulations pour anticiper ce que vont donner les performances de formes. Ensuite nous passons à l’expérimentation.» Les «petits détails» peuvent concerner n’importe quel élément du véhicule, jusqu’aux rétroviseurs. «Il s’agit d’une forme d’obus assez allongée, typiquement conçue pour limiter les traînées.» Mais toutes ces avancées sont aussi le fruit d’une riche histoire.

Dans une forme historique

«Les constructeurs ont d’abord pensé à des aménagements permettant d’intervenir le plus possible sur la voiture pour changer les roues, ou intervenir sur le moteur ou la boîte de vitesses», raconte Fabrice Bourrigaud, directeur du groupe Esprit le Mans qui gère le patrimoine de la course. Il cite notamment le célèbre «Tank» des Français Chenard & Walcker, qui, dès 1925, «est considéré comme le premier prototype de l’histoire des 24 Heures, avec un châssis entièrement recarrossé pour la compétition. Les roues arrière sont couvertes, l’accès au bloc moteur est plus facile», évoque le directeur du groupe Esprit le Mans.

La grande période de transition au niveau de la forme arrive plus tard, à partir des années 1950. Fabrice Bourrigaud évoque la Jaguar D à partir de 1955, qui se distingue par «une ligne assez tendue et son fameux aileron de requin à l’arrière». La Porsche 917 du début des années 1970 se fait aussi remarquer avec «une carrosserie très effilée pour jouer sur la circulation d’air». Au gré des études, la forme des véhicules a évolué, et d’après le directeur du groupe Esprit le Mans, «seul des aficionados peuvent remarquer aujourd’hui qu’il reste des dizaines de différences», suivant les choix tactiques des constructeurs.

La forme, vecteur de performances

A cet égard, l’édition 2018 ne va sûrement pas limiter les disparités. Avec le départ triomphant de Porsche de l’endurance, seul Toyota a encore les moyens de mettre en lice des voitures pour lesquelles ont été développés des moteurs hybrides. Le problème, c'est que ces derniers sont plus performants puisqu'ils permettent de récupérer puis de réutiliser de l'énergie cinétique lors des freinages. Résultat, il fallait «rendre la catégorie LMP1 attractive pour des gens qui ne disposent pas des moyens d’un grand constructeur», indique Vincent Beaumesnil, directeur sport de l’Automobile club de l’ouest (ACO) association qui organise la course.

Concrètement, les changements consistent en une différente quantité de carburant allouée aux voitures hybrides et non-hybrides. Mais, «il y a par ailleurs des différences sur la partie aérodynamique», et donc la forme, acquiesce Vincent Beaumesnil. «Ça se traduit par la lame avant», également appelée splitter, qui est «plus haute pour les voitures hybrides et donc moins performante».

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Autre différence notoire, le diffuseur arrière, dispositif situé sous la voiture à l'arrière et permettant d'avoir de meilleurs appuis aérodynamiques, «est plus petit sur une hybride», avance le directeur sport de l’ACO. In fine, «cela permet aux hybrides et non-hybrides d’avoir des performances identiques». Et cela prouve bien que si la taille importe peu, la forme compte.


 

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