L'effet de la surface de la piste sur la stratégie de course

Élaborer une stratégie de course efficace Formule 1 L'analyse d'un ensemble complexe de variables est essentielle. Si des facteurs tels que l'usure des pneus et la consommation de carburant sont bien connus, la surface de la piste elle-même joue un rôle étonnamment important.

La rugosité, la composition et même la couleur d'une piste peuvent affecter les niveaux d'adhérence, ce qui en fait un élément essentiel à prendre en compte pour les équipes qui s'efforcent d'obtenir un avantage. Voyons comment évolution de la piste en F1, suivre la température, et différents types de surfaces de piste influencer les stratégies de course.

Comprendre les différents types de surfaces de piste

La surface de la plupart des pistes de course est constituée d'asphalte, qui est un mélange de liant bitumineux et d'un agrégat tel que des pierres et du gravier. Généralement, cet asphalte est appliqué sur des couches de roche concassée et de pierre en utilisant la technique Stone Mastic Asphalt.

Le type de surface de piste—y compris la qualité et les caractéristiques de l’asphalte— peuvent varier considérablement d’un circuit à l’autre, ce qui a un impact sur l’adhérence et la durabilité des pneus.

Il est intéressant de noter que les pierres présentes dans l'asphalte peuvent avoir un tel effet sur le niveau d'adhérence que les nouveaux circuits du monde entier importent souvent des pierres provenant de carrières spécifiques au Royaume-Uni pour garantir une surface de piste de haute qualité.

Micro et macro rugosité

Pour caractériser la texture de différents types de surfaces de piste, les ingénieurs analyser la macro et la micro rugosité. La macrorugosité fait référence à la douceur de la disposition des pierres, tandis que la microrugosité fait référence à la douceur des pierres individuelles. 

Par exemple, une surface présente une macro-rugosité élevée s'il y a de grands écarts entre les pierres et si les pierres dépassent, créant les pics représentés dans la trace verte dans le diagramme ci-dessous. Cependant, si ces espaces sont remplis de matériau, la surface présente alors une faible macrorugosité.

Alors que si la surface des pierres elles-mêmes est rugueuse, la microrugosité est élevée, mais si les pierres sont polies et lisses, la microrugosité est faible.

Adhérence des pneus

Un pneu génère de l'adhérence de deux manières ; indentation et adhésion.

Les deux mécanismes impliquent la viscoélasticité du caoutchouc qui se déforme asymétriquement, ce qui génère une force de friction, également appelée adhérence. L'indentation est l'endroit où le caoutchouc est excité par la rugosité de la piste et l'adhérence est l'endroit où une liaison moléculaire se forme entre le caoutchouc et la piste, comme le montre l'illustration ci-dessous. 

La rugosité de la chenille affecte considérablement la quantité de force de friction générée entre le caoutchouc et la chenille.

Si cette force de friction, ou adhérence, est trop faible, le pneu glissera sur la surface de la piste et s'usera. Cela augmente la dégradation du pneu, ce qui réduit sa durée de vie ; provoquant un casse-tête pour les stratèges car ils doivent redéfinir la durée des missions.

Comment l'évolution des pistes en F1 influence la stratégie de course

Evolution de la piste en F1 désigne l'augmentation progressive de l'adhérence au fur et à mesure que le caoutchouc se dépose sur la piste par les pneus, en particulier dans les zones à forte friction comme les zones de freinage et les points de corde. Cette couche de caoutchouc améliore les temps au tour tout au long d'une séance, mais elle peut être affectée par des facteurs tels que la pluie ou le vent, qui peuvent enlever le caoutchouc, laissant une piste « verte » ou « sale » avec une adhérence réduite.

Les pistes temporaires, comme le circuit de Formule E de Berlin, présentent souvent une évolution rapide en raison de l'accumulation fréquente de caoutchouc, en particulier sur les surfaces en béton. Les équipes de F1 surveillent de près l'évolution de la piste, ajustant leurs stratégies pour tenir compte des changements de niveau d'adhérence au cours de chaque séance.

Suivre la température

La température de la piste peut également jouer un rôle dans le niveau d’adhérence disponible. Des températures de piste plus élevées entraînent des températures de pneus plus élevées, ce qui peut souvent amener les pneus dans leur plage de fonctionnement, augmentant ainsi l'adhérence. Cependant, des températures extrêmement élevées peuvent provoquer un grainage et des cloques. En revanche, les basses températures de la piste rendent difficile la déformation de la gomme et génèrent donc des frottements. 

Cette fluctuation de l’adhérence est la raison pour laquelle les équipes surveillent de près la météo et la température de la piste tout au long d’une séance. Les journées claires et ensoleillées réchaufferont rapidement les pistes, en particulier les pistes nouvellement posées qui sont souvent plus sombres et absorbent donc plus de chaleur. Alors qu'une journée nuageuse peut réduire les températures de la piste jusqu'à 20 °C (68 °F). 

Le resurfaçage et son influence sur les conditions de piste

Resurfaçage Une piste peut modifier radicalement la stratégie de course. Les nouvelles surfaces sont souvent scellées avec du bitume, créant une texture macro et micro lisse qui offre initialement une faible adhérence. Un exemple en est le Grand Prix de Turquie 2020, où la piste récemment refaite avait une adhérence minimale, ce qui a entraîné des difficultés avec les pneus dans des conditions sèches et humides.

Dans d'autres cas, comme au Texas Motor Speedway en 2021, des sections de la piste ont été traitées avec PJ1 TrackBite pour augmenter l'adhérence pour les courses NASCAR. Malheureusement, ce traitement de surface n'offrait qu'une adhérence limitée pour Les pneus Firestone de l'IndyCar, créant une ligne de course étroite qui a complètement changé les temps au tour et les stratégies d'arrêt au stand.

Comment les équipes de F1 utilisent la technologie pour gérer les conditions de piste

Malheureusement, il n'existe aucune mesure directe de l'état de la piste et les équipes doivent donc s'appuyer sur des outils tels que RaceWatch pour rassembler tous les différents flux de données sur une seule plateforme. De cette manière, les stratèges peuvent surveiller la météo, les températures de la piste, les temps au tour et bien plus encore en temps réel pour comprendre l'état de la piste tout au long de chaque séance ainsi que tout au long du week-end. Les pneus avant grainés lors d'une séance d'essais le vendredi peuvent facilement devenir des pneus arrière boursouflés lors d'une course le dimanche. 

Pour aider à comprendre le comportement des pneumatiques, les stratèges définissent des courbes de dégradation pour chaque type de mélange de pneumatiques. Ces courbes illustrent comment l'échauffement, l'usure et la surchauffe devraient modifier les temps au tour au cours d'un relais pour chaque composé.

L'état de la piste, la température et même une simple section de piste refaite peuvent complètement changer leur apparence, c'est pourquoi des logiciels tels que RaceWatch qui met à jour les courbes des pneus en temps réel est un outil essentiel pour les stratèges.

Utilisation des courbes de dégradation pour les simulations de stratégie

RaceWatch trace automatiquement une courbe de dégradation pour chaque exécution de chaque pilote tout au long d'une session. Ces courbes sont ensuite moyennées pour obtenir une estimation plus fiable de la dégradation des pneus pour chaque composé, toutes les analyses non représentatives étant supprimées.

Une fois affinées, ces courbes de dégradation sont utilisées dans des simulations stratégiques pour prédire comment la course se déroulera pour différentes stratégies d'arrêts aux stands et durées de relais. Cela aide le stratège à définir le nombre optimal d’arrêts aux stands et le composé à utiliser pour chaque relais afin d’obtenir le meilleur temps de course global.

Principaux points à retenir

1. Evolution de la piste en F1:Lorsque le caoutchouc s'accumule sur la piste, l'adhérence augmente, ce qui a un impact sur les temps au tour et la stratégie. La pluie ou le vent peuvent enlever cette couche, ramenant la piste à un état « vert » avec une adhérence plus faible.
2. Température de piste en F1:Des températures plus élevées augmentent l'adhérence des pneus, mais peuvent entraîner des problèmes de surchauffe et de dégradation. Des températures plus basses réduisent la flexibilité des pneus, ce qui rend plus difficile la génération de friction.
3. Différents types de surfaces de piste:La composition, la rugosité et les techniques de resurfaçage d’une surface de piste peuvent influencer considérablement l’adhérence et la dégradation des pneus.

Comprendre l’interaction complexe entre suivre l'évolution, suivre la température, et différentes surfaces de piste est essentiel pour les stratèges de la F1. Ces éléments affectent directement l'usure des pneus, le niveau d'adhérence et la stratégie de course. Grâce à des outils d'intégration de données avancés comme RaceWatch, les équipes peuvent s'adapter aux conditions de piste en temps réel, optimisant ainsi leurs stratégies pour obtenir les meilleures performances possibles.

Comment gérer l'effet de la surface de la piste et optimiser la stratégie de course

Pour approfondir les complexités de stratégie de course et le rôle central de la technologie dans sports mécaniques, un webinaire intitulé «Comment optimiser la stratégie et l'analyse de la course» fournit des informations inestimables.

Le webinaire présente Bernadette Collins, ancienne responsable de la stratégie de course de l'équipe de F1 d'Aston Martin, qui s'appuie sur des exemples réels de courses de F1 pour dévoiler les subtilités de la technologie RaceWatch :

Les spectateurs du webinaire acquerront une compréhension globale de la manière dont les équipes de F1 exploitent la technologie pour capturer plus de 1 000 points de données par seconde, alimentant ainsi plus de 2 millions de simulations prédictives tout au long des séances d’essais, des manches de qualification et du jour de course lui-même.

Points clés à retenir du Webinaire sur la stratégie et l'analyse de la course:

• Aperçu de la technologie qui sous-tend analyse dans les équipes de F1.
• Le rôle des simulations prédictives dans l’élaboration des résultats de performance.
• Applications potentielles de la technologie d’analyse du sport automobile dans le football, le rugby et au-delà.
• Un examen approfondi de la manière dont le sport peut exploiter la technologie pour de futurs progrès.

Cette session est un incontournable pour les passionnés et les professionnels désireux de comprendre l’épine dorsale technologique de la stratégie de course en F1 et son potentiel de transposition dans d’autres arènes sportives.

Article rédigé par : Gemma Hatton