Technique : Carburants, de la F1 à votre voiture

Le nouveau règlement technique 2014, avec notamment la double restriction sur la consommation totale (masse embarquée maxi de carburant de 100 kg ) et la consommation instantanée (100 kg / heure), projette désormais la Formule 1 sur le défi du rendement énergétique. Cette recherche de la gestion optimale d’une quantité d’énergie donnée, entre carburant et électricité, rapproche la discipline des préoccupations actuelles de l’industrie automobile entre downsizing, injection directe et hybridation : parcourir le maximum de kilomètres avec un minimum de carburant.

Guillaume Biondi - Coordinateur technique F1 Total - répond à quelques questions à ce sujet.

La recherche sur les produits F1 bénéficie-t-elle aux produits des gammes commerciales ?

Plus que jamais ! Cruciale en F1 cette année, la notion de rendement, soit le rapport entre l’énergie restituée à la roue pour propulser la monoplace et celle disponible dans le réservoir, l’est également aux yeux des automobilistes. Tous les acquis de Total sur les produits de la série sont ainsi utiles à la F1, tout comme nos avancées sur les produits F1 offrent des applications sur les carburants et lubrifiants Total destinés aux consommateurs. Les ingénieurs et techniciens qui travaillent sur la F1 sont d’ailleurs les mêmes que ceux qui travaillent à l’élaboration de nos gammes commerciales.

Les deux univers sont donc liés ?

La compétition est un formidable banc d’essai pour des solutions originales ou innovantes, et si une molécule ou une famille chimique montre de bons résultats, nous essayons d’en faire profiter les gammes. C’est le cas pour certains additifs. A l’inverse, nos travaux d’optimisation de la consommation du propulseur Renault Energy F1-2014 font appel à certains composants de Total Excellium, notre carburant grand public.

Côté lubrifiants, l’expérience de Total sur les économies d’énergie par la baisse des viscosités, sans rien sacrifier à la fiabilité, est également un formidable socle de connaissances pour le choix des meilleures huiles de base alimentant les formules développées pour la compétition. Nous nous inscrivons dans la fertilisation croisée des idées.

A cet égard, la simulation numérique, discipline initiée il y a quelques années dans le cadre de notre programme F1, bénéficie aujourd’hui pleinement aux études pour les produits de série. Avec l’adaptation de logiciels particuliers simulant les conditions de frictions des pièces, elle permet de comprendre par l’analyse des réactions de surface et des écoulements à l’échelle nanométrique les phénomènes macroscopiques observés.

Le carburant F1 peut-il convenir à un véhicule de série ?

Oui. Son cahier des charges est très proche de celui de Total Excellium, si ce n’est que c’est un super sans plomb dont l’indice d’octane n’est pas limité et qu’il est ainsi optimisé pour éviter le cliquetis. Une Renault Clio fonctionnerait bien mieux avec un carburant F1, formulé pour la meilleure performance possible, mais l’automobiliste paierait son plein dix fois plus cher !

Non pas que les composants soient beaucoup plus coûteux, mais tout simplement parce que les contraintes sur la formulation d’un carburant F1 sont importantes et que nous n’en produisons que de petits volumes.

A l’inverse, le propulseur Renault Energy F1-2014 pourrait-il fonctionner avec un carburant de la pompe ?

Oui, mais il perdrait environ 5% de sa puissance, soit une trentaine de chevaux. La base est commune entre ces deux carburants, mais disons que l’un correspond à du prêt-à-porter, l’autre à de la haute couture.

Qu’en est-il des lubrifiants ?

Impossible d’utiliser un lubrifiant F1 sur une Clio, à moins de vidanger très régulièrement le moteur. Un lubrifiant F1 est en effet additivé de façon trop sélective, le fluide n’étant conçu pour protéger le moteur que sur 3000 km. Par conséquent, certains détergents utilisés pour nettoyer les pièces, ou certains dispersants incorporés afin de maintenir les corps étrangers en suspension, en sont absents ou en quantité trop faibles pour assurer une bonne protection sur l’intervalle classique entre deux vidanges, nettement plus long qu’en F1, d’un véhicule de série.

De plus, une F1 fonctionne toujours à chaud, alors que la Clio doit pouvoir démarrer aussi bien à - 15 °c qu’à + 50°c. Il faut donc des propriétés particulières « à froid » sur un lubrifiant de série dont une F1 n’a pas besoin.

Et que donnerait le moteur F1 avec l’huile Total Activa disponible dans le commerce ?

Mieux vaut également éviter. La F1 perdrait en puissance et la tenue thermique des composants de série du lubrifiant serait mise à mal pour rapidement faire des dépôts dans les parties chaudes du moteur et en menacer la fiabilité. En revanche, entre F1 et série, les deux huiles sont pensées de la même façon pour la réduction de la viscosité et pour la réduction des frottements afin de minimiser les pertes mécaniques et la génération de chaleur.

Ainsi les grades de viscosité sont similaires et choisis assez bas, en 0W30 ou 5W20, avec des valeurs sous fort cisaillement à 150°c tout a fait comparables.

Pour conclure, les deux univers se rejoignent…

C’est évident. Ils partagent aujourd’hui le même objectif : utiliser au mieux l’énergie disponible. Dans les deux cas, les chaînes de transformation de l’énergie du carburant en force mécanique sont les mêmes : production de la force motrice dans la chambre de combustion, transmission à une boîte de vitesses, reprise des forces par les arbres de transmission vers les roues et application sur la chaussée par les pneumatiques.

A toutes les étapes, les pertes par friction, brassage ou pompage des fluides doivent être minimisées. Il faut rendre disponible le maximum d’énergie pour faire avancer le véhicule. Cette démarche sur les produits des gammes commerciales, afin de permettre aux utilisateurs de consommer moins, mieux, et de limiter leur impact sur l’environnement, est labellisée « Total Ecosolutions ».