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Pourquoi le V6 Mercedes est-il le meilleur moteur de F1 ?

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Depuis trois saisons, le moteur Mercedes F1 a remporté 51 victoires, signé 57 pole positions et accumulé plus de 3600 points. Parfaitement intégré aux Flèches d’argent, il a contribué à la conquête de trois titres de Champion du monde chez les pilotes et de trois couronnes chez les constructeurs. F1i a rencontré son créateur, Andy Cowell, pour évoquer avec lui les raisons d’une telle suprématie.

© Mercedes

© Mercedes

L’INTÉGRATION, UNE LONGUE HISTOIRE

Après avoir introduit le V6 hybride en 2014, le règlement technique donnera cette année la primauté à l’aérodynamique, en transfigurant les monoplaces. Pour autant, le moteur ne sera pas réduit au rang d’accessoire. Bien au contraire : il faudra encore plus de puissance pour propulser des bolides générant 20 % de charge aérodynamique supplémentaire et davantage de traînée avec leurs pneus larges.

Pour gagner en 2017, une écurie devra donc toujours avoir un bon moteur et un bon châssis. Ou plus exactement : un bon moteur intégré à un bon châssis. De cette intégration, Andy Cowell, le directeur du département High Performance Powertrains chez Mercedes, est convaincu depuis toujours. En 1998, alors ingénieur principal chez Cosworth, c’est lui qui a dessiné la culasse et la distribution du fameux moteur CK, installé dans la Stewart puis dans la Jaguar :

“La culasse du Cosworth CK est un très bon exemple [d’intégration], explique Cowell à F1i. Redessiner la culasse présentait un intérêt pour le moteur mais aussi pour la monoplace. Je crois vraiment que les responsables du moteur et du châssis doivent travailler main dans la main. Tout est parti d’une discussion : ‘Examinons la répartition des charges que requiert le châssis, analysons ce que le châssis impose à structure du moteur et évaluons ce que la distribution dicte à la structure de la culasse.’ Nous avons dessiné ça à Noël, dans l’une des chambres d’amis de la maison, entre les visites de la famille, les films et les repas !”

“On commence toujours par des croquis sur un bout de papier, on réfléchit, puis on va dans le détail. Cela s’est passé de la même manière pour le V6 hybride. L’architecture des F1 n’avait pas changé depuis longtemps, les exigences en matière de châssis étaient connues. On était informés des charges subies, on connaissait les zones sur lesquelles les aérodynamiciens ne voulaient pas nous voir empiéter, et on savait qu’il fallait viser l’efficacité énergétique tout en produisant un bloc compact, léger et peu exigeant en matière de refroidissement. L’idée du turbocompresseur séparé est venue au terme d’une réflexion où l’équipe a passé en revue toutes les options possibles. Le chemin que nous avons décidé d’emprunter était le meilleur en termes de performances, mais le plus difficile à suivre.

© Mercedes & F1i

© Mercedes & F1i

RELEVER LE DÉFI

Sur le V6 Mercedes, le compresseur est installé à l’avant du bloc et la turbine à l’arrière, alors que les deux pièces sont d’habitude accolées l’une à l’autre. Cette disposition séparée, qui nécessite un arbre très long, a constitué un véritable casse-tête pour les motoristes de Brixworth :

“Concernant le dessin du groupe propulseur, le règlement interdit de dépasser certains plans, qui forment dès lors les supports du moteur. Il définit aussi un volume à l’avant du bloc pour le réservoir d’huile. De notre côté, nous voulions placer le piston n° 1 le plus en avant possible et installer le compresseur sur la face avant du bloc, bien que cet espace soit dévolu au réservoir d’huile. Du coup, nous avons choisi de situer le compresseur… juste au milieu du réservoir. Évidemment, cela a compliqué le travail de l’ingénieur en charge du réservoir, celui de son collègue responsable du compresseur et celui du concepteur de la culasse.”

“Nous avons eu de nombreuses réunions, où nous nous sommes demandé : ‘Où allons-nous gagner quelques dixièmes de millimètre ? Comment allons-nous disposer tous les éléments? La turbine doit être nichée là, sans gêner l’embrayage et la boîte de vitesses.’ Bref, des problèmes de dimensions et d’espace, des défis immobiliers en quelque sorte. Notre mot d’ordre était qu’il ne fallait pas interférer dans le travail des aérodynamiciens mais trouver un moyen d’intégrer au mieux le V6 hybride dans une architecture existante. C’est là qu’enfouir le turbocompresseur et miniaturiser l’ERS nous a beaucoup aidés.”