La réglementation pour les moteurs 2026 a déjà été approuvée, mais rien ne nous empêche de réfléchir à ce qui aurait pu être fait différemment. Avec la nouvelle génération de groupes motopropulseurs, la Formule 1 se tourne résolument vers un hybride dans lequel la composante électrique sera beaucoup plus puissante et dans lequel le moteur à combustion interne sera alimenté par des carburants de conception différente. Adieu les carburants fossiles : un mélange d’essence de synthèse et de biocarburants sera injecté dans les V6 pour réduire les émissions de CO2 dans le cycle de production et d’utilisation. Adopter de nouvelles technologies est une priorité pour la Formule 1, pas tant que les 20 voitures en piste polluent moins et préservent l’environnement. Au contraire, un sport qui perd le lien avec la technologie automobile d’aujourd’hui est voué à perdre l’intérêt des constructeurs et à disparaître lentement. Et c’est justement la problématique des biocarburants et des e-carburants que la FIA aurait pu aborder autrement.
L’évolution du débitmètre
Le débitmètre est le capteur qui contrôle chaque seconde la quantité instantanée de carburant injectée dans le moteur, en vérifiant qu’elle ne dépasse pas les limites fixées par la réglementation. Présente en Formule 1 hybride depuis 2014, la limitation de la quantité instantanée d’essence a poussé les ingénieurs à développer des moteurs pour extraire un maximum d’énergie sans augmenter le débit de carburant. Le résultat a été une augmentation de l’efficacité, c’est-à-dire l’énergie mécanique utile dont disposent les roues par rapport à l’énergie chimique contenue dans l’essence. Parmi les plus fervents partisans du débitmètre figure Claudio Lombardi, ancien ingénieur en chef chez Ferrari : « La meilleure régulation est celle basée sur le débitmètre. Vous donnez une certaine quantité de carburant et celui qui est le meilleur obtient plus de puissance, car il a un moteur plus performant. Cela a un impact important sur la production en série. La dernière génération de moteurs de Formule 1 à aspiration naturelle avait un rendement thermique qui ne dépassait pas 32-33 %. Avec les moteurs turbocompressés basés sur la régulation par débitmètre, associés à la récupération de chaleur du MGU-H, nous avons largement dépassé les 40 %, approchant les 50 % ».
Jusqu’en 2025, la réglementation prévoit que le débit d’essence relevé par le débitmètre ne dépasse pas 100 kilogrammes par heure (kg/h). L’approche restera similaire avec les unités de puissance 2026, mais avec quelques différences. Les réglementations futures ne lieront plus de manière rigide la composition chimique de l’essence, permettant l’expérimentation et la recherche sur le mélange de biocarburants et d’essence synthétique. Même le contenu énergétique de l’essence varie, entre 38 et 41 MJ d’énergie par kilo. Pour cette raison, la réglementation n’imposera plus un débit massique instantané de carburant, mais d’énergie, égal à 3000 MJ/h. Par exemple, si le moteur A utilisait une essence plus énergétique, il pourrait trivialement en injecter moins, de sorte que l’énergie chimique injectée serait la même que pour le moteur B qui utilise un carburant moins énergétique.
Le problème
Cependant, ne penser qu’à l’énergie contenue dans le carburant représente une approche peut-être à courte vue et dépassée des problèmes de notre époque. Des études montrent comment les biocarburants et l’essence synthétique, s’ils sont produits à l’aide d’énergies renouvelables, peuvent réduire considérablement les émissions de dioxyde de carbone au cours du cycle de vie de la voiture, compte tenu ainsi de l’assemblage, de l’utilisation, de l’élimination et de la production des mêmes carburants. Des réductions de plus de 80% sont estimées par rapport aux énergies fossiles, avec un impact légèrement supérieur à la voiture électrique rechargée à partir d’énergies renouvelables. Le gros problème des carburants alternatifs réside dans leur production, qui absorbe de grandes quantités d’électricité du réseau. Pas un petit inconvénient par rapport à la voiture électrique, dans une période historique où il est difficile de satisfaire la demande actuelle d’énergie sous une forme renouvelable, sans l’augmenter davantage. « Par composant synthétique, nous entendons la synthèse des molécules qui entrent dans la composition du carburant. De toute évidence, la durabilité économique est loin, car ce sont encore des processus très coûteux. La synthèse des carburants implique une abondance d’énergie que le monde n’a pas »la pensée d’Andrea Dolfi, responsable du département recherche et développement et des activités de sport automobile de Petronas.
Selon les estimations de l’ONG Transport&Environnement, la production et l’utilisation des e-carburants et des biocarburants est telle que seulement 16 % de l’énergie totale absorbée par le réseau électrique est disponible pour les roues de la voiture. En effet, les molécules de carburant synthétique ont besoin d’hydrogène, qui peut être distillé par électrolyse à partir de l’eau, un processus qui absorbe l’électricité, et de carbone, qui peut être capturé par le CO2 atmosphère en dépensant cependant une nouvelle énergie. Un discours similaire concerne les biocarburants, dont les matières premières doivent de toute façon être transformées et dans certains cas même cultivées. En comparaison, la voiture électrique alimentée entièrement par des sources renouvelables a beaucoup plus d’énergie aux roues par rapport à celle absorbée par le réseau. En supposant des voitures ayant les mêmes caractéristiques, cela signifie qu’une voiture alimentée à l’essence synthétique il puise trois à cinq fois plus d’énergie du réseau électrique nécessaire pour propulser un véhicule alimenté par batterie sur la même distance. Cependant, les estimations sont variables et selon l’analyse ACV menée par l’ADAC, le désavantage s’élève même à 7,5 fois.
Un débitmètre total
Pour défendre la technologie des biocarburants et de l’essence synthétique, la Formule 1 devrait élargir son champ d’action et regarder au-delà du contenu énergétique chimique de ses carburants. Pour faire du moteur thermique une technologie compétitive face à la voiture électrique du seul point de vue de la production d’énergie, il convient d’encourager le développement de technologies de plus en plus performantes pour la synthèse des carburants, de sorte que l’énergie disponible à la roue ne soit pas drastiquement inférieure à celle absorbée par le réseau. La réglementation déjà approuvée pour 2026 établit la quantité d’essence pouvant être injectée dans le moteur en fonction de son contenu énergétique chimique. Pourquoi ne pas plutôt établir le débit de carburant au débitmètre en fonction de l’énergie réellement dépensée pour sa production ? L’idée est d’imposer une limite à la quantité d’essence qui équivaut à une certaine quantité d’énergie absorbée par le réseau électrique pour sa production. Si le moteur A devait utiliser un carburant produit moins efficacement, alors il pourrait injecter moins d’essence, de sorte qu’il « tire du réseau » la même énergie que le moteur B qui utilise à la place un carburant synthétisé plus efficacement. Le principe est identique à la détermination d’une quantité d’énergie utilisable pour la course, à la différence de remonter directement à la source primaire, c’est-à-dire le réseau électrique, en ne se limitant plus à l’essence déjà produite.
Tout comme le débitmètre a attiré l’attention sur le rendement des moteurs, un « débitmètre total » elle favoriserait le développement de techniques de synthèse et de traitement des carburants de moins en moins coûteuses. Malheureusement, le risque d’une réglementation similaire est que la compétition d’ingénierie se déplace trop des équipes vers les partenaires pour la fourniture d’essence. De plus, afin de ne pas créer de déséquilibres de force excessifs et d’assurer qu’il y ait toujours une course en piste, les limites de débit d’essence doivent être pondérées avec des coefficients pour atténuer les différences. Ce qui reste est un projet probablement voué à rester une provocation, mais en tant que tel son but est simplement d’offrir des pistes de réflexion.