Technique : la cartographie moteur en F1 (Partie 2)

Vous en entendez parler lors de chaque week-end de Grand Prix... La cartographie est l’une des expressions les plus utilisées en F1.

Mais à quoi correspond ce terme ? Dans cette deuxième partie (lire la première ici), nous allons vous expliquer l’incidence de la cartographie en relation avec le couple moteur, la cartographie la plus importante dans la gestion d’un moteur.

C’est sa signature, un paramètre capital pour les ingénieurs qui tentent toujours d’optimiser la performance en piste.

« Dans sa forme la plus basique, cette cartographie est le modèle théorique du moteur. Elle représente le couple à produire pour une position donnée des papillons de gaz et du régime moteur. Elle apparait donc très similaire à la cartographie de la pédale. La grande différence est que le paramètre d’entrée est la position du papillon et non plus celle de la pédale. En réalité, la comparaison s’arrête là. Les calculs sont bien plus complexes. D’après cette cartographie, on sait qu’il faut produire un couple précis pour tel ensemble de paramètres », explique David Lamb, ingénieur moteur de Renault Sport F1. « Nous utilisons ensuite cette cartographie de référence pour nous assurer que le moteur se comporte comme souhaité sur la piste. Nous mesurons le couple effectivement délivré grâce à un capteur. En superposant les courbes, on ne doit pas voir de grandes différences. En cas d’hésitation ou de problème de comportement, les courbes se dissocient, car le couple mesuré n’est plus en ligne avec le couple attendu. »

Cette cartographie n’est quasiment pas modifiée durant un week-end, ou même entre les Grands Prix : « Selon les nouvelles directives techniques, présentées entre les GP d’Allemagne et de Hongrie, on ne peut plus vraiment y toucher. C’est la signature du moteur. Il y a de subtiles différences entre les écuries, selon les entrées d’air et les échappements, qui modifient la forme de la courbe de base. Avant la modification du règlement, nous pouvions changer la cartographie selon les conditions climatiques. A cause de l’altitude, les moteurs produiront 10 % de couple en moins à Sao Paulo que ce week-end en Corée. En jouant sur ces données, nous pouvions faire de telle sorte que le pilote ait le même ressenti du moteur durant toute la saison. Aujourd’hui, il faut faire une demande à la FIA pour modifier cette cartographie et justifier notre raisonnement. »

La cartographie permet également d’optimiser la façon dont le pilote utilise sa monoplace. « Lorsque le pilote lève le pied de l’accélérateur, le moteur peut tourner sur quatre cylindres ou se couper complètement, selon le niveau de frein moteur souhaité », poursuit David. « Lorsque le pilote accélère de nouveau, il faut injecter davantage d’essence pour ‘mouiller’ le moteur. En injectant trop ou trop peu de carburant, le couple va s’éloigner de l’objectif. Ça se traduit par une hésitation et une perte de temps. Le couple initial est généralement atteignable avec seulement quatre cylindres. Il est préférable de préserver un peu de carburant en n’utilisant que quatre cylindres à pleine puissance plutôt que de réveiller huit cylindres avec un accélérateur relativement fermé. »

« Lorsque la demande de couple dépasse ce que peuvent produire quatre cylindres, les autres cylindres sont mis en marche. Il est également nécessaire de les ‘humidifier’ ou injecter de l’essence. Il faut fermer les papillons à un moment qui coïncide avec l’allumage des quatre derniers cylindres. C’est le point compliqué ! Avec un réglage parfait, le pilote ne sent pas la transition. Dans tous les cas, la cartographie est utilisée avec d’autres paramètres pour régir les besoins en carburant et la position de l’accélérateur. »

Cette cartographie est employée dans une multitude de processus comme le limiteur de vitesse dans les stands, le limiteur de régime et le contrôle de la descente des vitesses. « C’est sans doute l’une des plus importantes calibrations du SECU (Standard Engine Control Unit) : il s’agit du point de référence. Lorsque le pilote lève le pied de l’accélérateur, c’est cette cartographie qui décide de la position des papillons. Lorsqu’il sollicite à nouveau le moteur, c’est encore à cette cartographie de décider de leur ouverture. Tout fonctionne à travers ce dispositif. »