La popularité de l’IndyCar ne cesse de croître, grâce à des courses acharnées et à la rotation de ses vainqueurs qui rendent la catégorie très attractive pour les passionnés en quête de plaisir. Cependant, la présence en piste des seules monoplaces à châssis et aérodynamisme Dallara, le challenge entre motoristes se limitant à Honda et Chevrolet, tend à réduire l’intérêt d’un public plus avide de technique, le jugeant monomarque. concours. Cependant, il existe une différence substantielle entre une catégorie mono-châssis et un championnat sans compétition d’ingénierie, comme en témoigne un défi technique en coulisses qui est du plus haut niveau en IndyCar.
Atouts et simulations
Il existe deux principaux domaines de défi technique dans le sport automobile : la conception mécano-aérodynamique des voitures et la préparation des réglages. Contrairement à la Formule 1, en IndyCar, le premier aspect est de la responsabilité des équipes pour seulement 10%, ce qui a pour effet d’accentuer le deuxième point. Le développement d’une voiture de course ne consiste pas seulement dans la production de nouvelles pièces à installer à bord, mais réside également dans une meilleure compréhension de son comportement, en étudiant des réglages de plus en plus efficaces pour en extraire le maximum de potentiel. Comme en Formule 1, aussi en IndyCar le travail de simulation en usine il est indispensable d’étudier la meilleure combinaison de réglages pour aller plus vite. La différence cependant est que, sans aucun moyen de trouver de nouvelles performances grâce à des améliorations aérodynamiques, la précision de la simulation de configuration doit être proche de la perfection.
L’objectif est de prédire et de reproduire en usine le comportement de la voiture dans le monde réel. La modélisation, c’est-à-dire la construction d’un modèle virtuel qui simule le comportement d’un véhicule réel, est ul’une des branches les plus complexes de l’ingénierie. En effet, il ne suffit pas de prendre en compte les différentes dimensions de la voiture et la raideur des ressorts-amortisseurs, mais il faut transcrire sous forme mathématique des phénomènes réels imprévisibles et surtout non linéaires. En plus de conformité, c’est-à-dire la déformabilité des différents composants, les caoutchoucs sont les objets les plus difficiles à modéliser, ayant un comportement fortement non linéaire et surtout variable avec l’usure, la température et la pression interne. La tâche devient plus compliquée sur les pistes ovales, où les pneus extérieurs sont fabriqués avec un composé plus dur et ont une certaine échelonnerc’est-à-dire un diamètre plus grand que les roues intérieures.
Les équipes qui peuvent développer des méthodologies de modélisation et de simulation plus précises que leurs concurrents ont dj’ai un avantage concurrentiel, créant cette différence typique dans le sport automobile entre les meilleures équipes et les poursuivants. La pression des pneumatiques et la raideur statique des ressorts, amortisseurs et barres anti-roulis font partie des principaux paramètres dans la recherche de l’équilibre mécanique, auxquels s’ajoutent deux autres outils absents en Formule 1. Il s’agit de la possibilité de régler la barre anti-roulis. -rouler et activer le weight-jacker, un piston hydraulique à l’arrière qui, en soulevant la voiture, modifie la répartition du poids entre le côté droit et le côté gauche, ainsi qu’entre l’avant et l’arrière. Trouver le réglage optimal pour chaque piste est donc extrêmement complexe, d’autant plus si l’on considère que les réglages mécaniques des suspensions ont une influence sur le comportement aérodynamique.
Carte aérodynamique
L’appui et l’équilibre aérodynamique d’une voiture de course ne sont pas constants, mais varient continuellement pendant la conduite. En effet, lors de l’accélération, des virages et du freinage, la voiture s’incline, tourne latéralement ainsi qu’en avant et en arrière, sans compter qu’à mesure que la vitesse augmente, la charge aérodynamique augmente également, ce qui écrase la voiture au sol, générant une force d’appui supplémentaire. Il devient donc prioritaire pour les équipes de scanner parfaitement la carte aérodynamique de la monoplace Dallara, étudiant comment l’équilibre et les performances aérodynamiques varient en fonction des hauteurs du sol et des rotations. Plus la compréhension est précise, plus les équipes peuvent voyager jusqu’aux limites des voitures en agissant sur les paramètres de trim tels que les hauteurs et les angles de coupe, c’est-à-dire l’inclinaison vers l’avant de la carrosserie de la voiture, pour influencer l’aérodynamisme. En résumé, les réglages mécaniques des suspensions sont modifiés pour obtenir les comportements aérodynamiques attendus. Les stratégies de contrôle de la barre anti-roulis et du weight-jacker doivent également en tenir compte.
Les études en soufflerie, où contrairement à la Formule 1, il est possible d’utiliser des modèles à l’échelle 1:1, sont un outil utile pour étudier la carte aérodynamique. Plus encore, cependant, sont les simulations informatiques CFD, qui sont importantes pour comprendre comment le comportement des flux change avec les différents arrangements. Comme pour les simulations mécaniques, même dans le domaine de l’aérodynamique, les équipes disposant de technologies et de méthodes de travail plus précises bénéficient d’un avantage sur leurs rivaux. Les développements dans cette branche se poursuivent à un rythme rapide, étant donné également que les IndyCars montent trois formes aérodynamiques différentes selon les pistes : route, ovales courts et Superspeedway. Tout cela signifie étudier et scanner trois packs aérodynamiques différents.
Le jeu devient encore plus complexe sur les ovales, où le sillage est un facteur important. En effet, la plupart du temps, les voitures roulent dans le sillage, un phénomène qui réduit la charge aérodynamique de la voiture de poursuite, modifiant son inclinaison, sa hauteur par rapport au sol et donc son équilibre. De plus, dans les virages, les pilotes essaient de garder un côté de la voiture dans le sillage et l’autre à l’extérieur ou à l’intérieur de la personne qui les précède, afin d’avoir toujours la charge aérodynamique nécessaire pour braquer. Certaines équipes ont alors commencé à étudier des simulations pour reproduire le comportement des voitures en sillage, même en tenant compte de l’interaction aérodynamique avec les parois extérieures effleurant plus de 300 km/h. Tout entre dans l’équation pour trouver le set-up optimal, sans compter que les équipes peuvent modifier au minimum l’aspect aérodynamique, en choisissant d’utiliser ou non les déflecteurs, les volets Gurney et les volets diffuseurs, également de chez Dallara. Les surfaces aérodynamiques sont également produites par Dallara, mais les équipes peuvent affiner la surface pour réduire sa résistance, à condition de rester dans des tolérances préétablies.
Développement mécanique
Si le châssis et l’aérodynamisme sont fournis par Dallara, les équipes gardent le même liberté de conception des amortisseurs internes des suspensions. Les mises à jour, comprises comme de nouvelles pièces, sont donc concentrées dans ce domaine, avec de grands effets sur les performances mécaniques et aérodynamiques. De plus, contrairement à la Formule 1, les composants spéciaux IndyCar appelés inerter sont autorisés. Si un ressort libère une force proportionnelle à la longueur de sa compression-extension et qu’un amortisseur réagit proportionnellement à la vitesse de déplacement, la force de l’inerteur dépend de son accélération, c’est pourquoi il s’avère être un élément important de l’amortissement vibrations. Les suspensions conçues par les équipes sont testées sur banques dynamiques, plates-formes sur lesquelles est placée la voiture complète sur laquelle des forces aérodynamiques et mécaniques sont appliquées par le biais de divers actionneurs. Ce qui est fait est de simuler un tour de piste, en appliquant les mêmes forces enregistrées dans le monde réel et en simulant la rugosité de l’asphalte scanné sur place.
De l’extérieur, les IndyCars se ressemblent, mais pour le conducteur les différences sont perceptibles. Le championnat américain est la démonstration que la compétition d’ingénierie ne réside pas seulement dans la conception de la voiture, mais aussi dans la capacité à étudier et simuler son comportement pour faire évoluer ses réglages. Le niveau technique de l’IndyCar est de première classe, avec l’espoir que de plus en plus de passionnés pourront apprécier cet aspect fascinant.