L’utilisation de l’aérodynamique active en Formule 1 remonte à près de soixante ans, une période où les premières tentatives rudimentaires, comme le Chaparral futuriste de Jim Hall, étaient également réalisées dans le monde des prototypes sportifs. L’aérodynamisme actif en Formule 1 trouve aujourd’hui son expression dans le DRS, avec les ailes mobiles vouées à se multiplier sur la nouvelle génération de voitures attendue pour 2026. Si toutefois l’idée de base reste la même, à savoir modifier l’aérodynamisme pour se libérer en ligne droite de charge et de traînée inutiles, l’approche pourrait changer radicalement avec le développement de nouvelles technologies, dont certaines proviennent du monde aérospatial.
Premiers pas en 2026
L’amélioration de la partie électrique sur les prochains groupes motopropulseurs nécessitera un aérodynamisme plus efficace pour économiser de l’énergie, générer de la charge dans les virages puis s’en débarrasser en ligne droite. L’idée du retour des suspensions actives s’étant pour l’instant estompée, les dirigeants de la FIA et de la Formule 1 anticipent que les nouvelles monoplaces auront de nombreuses petites ailes mobiles disséminées le long de la carrosserie, le DRS n’étant plus limité à l’aileron arrière. L’utilisation de profils mobiles sur l’aile poutre et l’aile avant est le scénario le plus plausible, mais pas le seul possible. En fait, certaines voitures de série utilisent également des diffuseurs mobiles, avec des rampes à inclinaison et extension variables en fonction de la vitesse et de l’angle de braquage. Si la Formule 1 le voulait, il n’y aurait pas d’obstacle particulier à la mise en œuvre de quelque chose de similaire sur les monoplaces 2026 également.
Cependant, l’aérodynamique active ne réduit pas seulement la charge et la traînée locales des ailes mobiles concernées, mais a également le potentiel d’influencer indirectement d’autres zones plus éloignées de la voiture. On se demande alors si la nouvelle réglementation ne prévoira pas de petits profils mobiles au centre de la voiture, dont l’activation modifie la structure des flux et réduit la charge générée par les composants en aval, comme le bas et l’aile arrière. À ce sujet, ne peut que venir à l’esprit l’F-Duct del 2010, un canal à l’intérieur de la caisse qui, lorsqu’il est bloqué par la main du conducteur, détourne les flux internes provoquant le décrochage de l’ensemble de l’aile arrière. Interdit pour des raisons de sécurité, quelque chose de très similaire au F-Duct serait parfaitement sur les voitures de Formule 1 attendues en 2026, à condition cette fois qu’il soit actionné hydrauliquement ou électriquement. Cependant, toutes les solutions répertoriées reposent sur une approche assez traditionnelle de l’aérodynamique active : faire varier la position des composants pour réguler la charge et la résistance. A l’avenir cependant, le Cirque pourrait accueillir des technologies basées sur des méthodes complètement différentes.
Mémoire de forme et contrôle actif du flux
Au lieu de changer la position d’un profil aérodynamique, la première approche alternative consiste à modifier directement sa forme. Matériaux à mémoire de forme ils sont capables de modifier leurs géométries s’ils sont soumis à un stimulus externe tel qu’une source de chaleur ou l’application d’une tension, puis de retrouver leur forme d’origine lorsque la contrainte cesse. Il deviendrait alors possible de créer des ailes à forte charge qui s’aplatissent en ligne droite pour devenir des ailes à faible charge, voire des panneaux de carrosserie entièrement réglables, de manière à provoquer un décollement de l’écoulement des surfaces et modifier la comportement aérodynamique. Les matériaux à mémoire de forme font l’objet d’une grande attention de la part des services de recherche et développement des constructeurs automobiles, mais ils représentent aussi une opportunité pour la Formule 1 de demain.
Il existe une autre approche de l’aérodynamique active. Au lieu d’intervenir sur la voilure, en effet, il est possible d’agir directement sur le flux d’air. En particulier, en travaillant sur l’énergie de la couche limite, il est possible d’induire un écoulement à suivre une aile à forte incidence plutôt qu’à se détacher de la surface, modifiant là encore le comportement aérodynamique. Il s’agit de laContrôle de flux actiflittéralement contrôle de flux actif, une branche de la recherche dans le secteur aérospatial qui a conduit ces dernières années au développement de prototypes d’avions qui, grâce à cette technologie, pourront tourner sans volets mobiles. Les actionneurs pour modifier le comportement de l’écoulement peuvent être de différents types : mécaniques, pneumatiques, plasma et autres. L’une des difficultés de l’Active Flow Control réside justement dans la recherche d’un système de compromis qui n’absorbe pas la puissance excessive du moteur.
Des exemples plus simples de Contrôle de flux actif sont déjà présents dans le domaine automobile. En fait, les expériences ne manquent pas générateurs de vortex qui disparaissent, utile pour maintenir le flux sous tension et adhérer aux surfaces des ailes pour générer de la charge, puis le faire caler une fois désactivé. Cependant, il y en a qui vont encore plus loin. Des études sont en cours à l’Université de Stuttgart pour analyser comment il est possible d’utiliser de petits haut-parleurs pour émettre des impulsions sonores induisent des vibrations dans le flux. L’objectif est qu’à une fréquence particulière liée précisément aux rotations des tourbillons, l’air se détache de la surface provoquant à nouveau un décrochage. Une technique similaire serait applicable non seulement aux profils aérodynamiques, mais à l’ensemble de la carrosserie pour réduire la traînée en ligne droite. Les expérimentations continuent d’être suivies de près par Porsche et qui sait qu’un jour même la Formule 1 n’évaluera pas son utilisation.
Le jet Ferrari
En 2023 Ferrari enregistré avec lo Office des marques et des brevets des États-Unis un brevet intéressant pour ses futures supercars routières. En fait, Maranello pense à un système de buse à jet dans des points stratégiques de la machine à partir desquels émettre de l’air comprimé jusqu’à 900 bar. Une buse sous la voiture accélère l’air sous le plancher pour générer une force d’appui, tandis qu’une autre buse installée sur le toit et pointant vers le haut produit une force vers le bas pour coller la voiture au sol. Pour ce qui est de l’Active Flow Control cependant, des exemples similaires d’aérodynamique active actionnés pneumatiquement nécessitent la consommation de carburant ou d’énergie de la batterie pour comprimer l’air dans les réservoirs, ou pour être alimentés en air comprimé depuis l’extérieur. Si un jour la Formule 1 voulait les appliquer à son tour, elle aurait aussi entre les mains le prétexte d’introduire le ravitaillement en course, non plus à l’essence, mais à l’air comprimé.
L’hypothèse d’un jet de Formule 1 paraît pour l’instant lointaine sinon irréaliste, mais le brevet Ferrari donne matière à réflexion. En fait, dans le même document, nous lisons d’autres buses montées le long des deux côtés de la voiture, sur le nez et à l’arrière pour libérer des forces de réaction au freinage, à l’accélération et dans les virages supplémentaires à celles exprimables par les pneus, décrivant un véritable jet voiture. Plus encore que la solution elle-même, elle nous fait réfléchir sur l’idée d’aérodynamique active qui ne se limite plus à faire varier les efforts verticaux et longitudinaux entre deux configurations différentes : fort appui aérodynamique et forte résistance en virage ; faible charge et faible résistance aux virages. Les différentes technologies, deContrôle de flux actif pour façonner des matériaux à mémoire, peut également être exploitée pour générer des forces aérodynamiques latérales qui aident la voiture à tourner à gauche ou à droite selon l’occasion. Ainsi, on comprend aisément à quel point l’expansion de l’aérodynamique active en 2026 n’est qu’un avant-goût, une fraction de ce qui pourrait effectivement être adopté à court et moyen terme par la Formule 1.