Les voitures de F1 ont-elles un embrayage ?

Lorsqu’on pense à la conduite sportive et aux voitures de course, on pense souvent à la boîte manuelle traditionnelle, laissant au pilote le contrôle via trois pédales et un levier de vitesse. Bien que ce contrôle relie le pilote à la machine, ce n’est pas ainsi que les voitures de F1 sont conçues.

Les voitures de Formule 1 utilisent des boîtes de vitesses séquentielles semi-automatiques très automatisées avec des palettes au volant, conformément aux règlements F1, qui stipulent qu’une marche arrière doit être utilisée, avec une propulsion arrière et 8 vitesses avant (augmentées de 7 depuis la saison 2014).

La boîte de vitesses F1 peut être fabriquée en matériaux titane-carbone, car la dissipation thermique est cruciale en F1. Elle est fixée à l’arrière du moteur.

Les systèmes tels que le contrôle de traction, le contrôle de lancement et les boîtes de vitesses entièrement automatiques sont interdits depuis 2008 et 2004 respectivement, pour éviter l’utilisation abusive de technologies, réduire les coûts et préserver l’implication et les compétences des pilotes.

Pour engager l’embrayage d’une F1, le pilote initie les changements de rapport en utilisant les palettes montées derrière le volant ; des actionneurs hydrauliques, des solénoïdes électriques avancés et des capteurs effectuent le changement de vitesse ainsi que le contrôle électronique de l’accélérateur.

Le contrôle de l’embrayage peut aussi être électro-hydraulique, sauf au démarrage depuis l’arrêt : le pilote le contrôle alors manuellement avec un levier à l’arrière du volant.

La F1 a toujours été synonyme d’innovation. Autrefois, les voitures de F1 avaient les mêmes trois pédales que les voitures de route.

À leurs débuts, les voitures de course F1 étaient comparables aux véhicules de route. Même si les années 50 ont vu BRM introduire des suspensions pneumatiques et des freins à disque, les voitures de F1 utilisaient encore trois pédales.

À l’époque de Stirling Moss, les transmissions automatiques émergeaient à peine et étaient lourdes, coûteuses et peu performantes. Ainsi, la transmission manuelle restait la norme en F1 : accélérateur, frein, embrayage.

Cette configuration à trois pédales et levier de vitesse est restée pendant des décennies, même lorsque des innovations aérodynamiques et les matériaux en fibre de carbone sont apparus.

Mais aujourd’hui, vous ne verrez plus trois pédales dans une F1 moderne, en raison de l’introduction en 1989 d’une voiture révolutionnaire.

La Ferrari Type 640 au GP de Monaco 1989 fut la première à supprimer sa pédale d’embrayage.

Si votre véhicule dispose de palettes au volant, remerciez Ferrari et plus précisément la Ferrari Type 640. Lors du GP du Brésil 1989, elle introduisit la boîte avec passage de vitesses par palettes, éliminant les pédales d’embrayage.

Ce système s’inspira des valves électro-hydrauliques d’avions. L’innovation éprouva quelques problèmes techniques au départ mais en moins d’un an, les Ferrari étaient compétitives.

Grâce à son succès, la plupart des voitures F1 ont adopté ce système dès 1992. En 1996, toutes étaient équipées de palettes et avaient supprimé leurs leviers de vitesse.

Depuis, le pilote de F1 n’utilise l’embrayage que pour le départ. Ensuite, il devient une palette supplémentaire sur le volant.

La rapidité des changements de vitesses est incroyable. Les F1 utilisent une boîte séquentielle semi-automatique, où l’ordinateur effectue les changements pour le pilote.

Un paddle derrière le volant permet au pilote de changer de vitesse : à droite pour rétrograder, à gauche pour monter les rapports.

Le type de transmission requis pour la F1 est unique, comparé à une boîte classique en H. Les boîtes F1 comportent un embrayage, un mécanisme de sélection, un arbre principal et un arbre secondaire. Les pignons de l’un tournent avec ceux de l’autre et sont directement engagés.

Comme mentionné, la boîte d’une berline standard diffère de celle d’une voiture de F1.

Les changements de vitesses étant si rapides, aucun humain ne pourrait suivre les bons régimes moteur manuellement. Le moteur monte à ~15 000 t/min, contre 6000 à 9000 t/min pour une voiture classique.

Le pilote initie le changement via les palettes. Ensuite, l’ordinateur active les actionneurs hydrauliques pour changer de vitesse, accompagné d’un contrôle électronique de l’accélérateur.

Normalement, un léger décalage existerait entre la commande et l’action. En F1, l’ordinateur réalise le changement en moins de 50ms. Tous les véhicules F1 utilisent une transmission à 7 rapports montée longitudinalement, avec marche arrière indispensable.

Comme déjà mentionné, le changement de rapports en F1 ne se fait pas avec un levier en H comme dans les voitures standards.

Les pilotes utilisent des palettes positionnées derrière le volant. Une pour monter les rapports, l’autre pour descendre. Les transmissions automatiques complètes avec contrôle de lancement sophistiqué sont désormais interdites.

Cette mesure permet de réduire les coûts et de valoriser les compétences du pilote dans le maniement de la boîte de vitesses.

Dans la vitesse fulgurante de la F1, précision et timing sont essentiels. Même sans pédale d’embrayage, les voitures utilisent une technologie appelée « boîte à vitesses à passage sans coupure ». Ce système utilise des capteurs et actionneurs sophistiqués pour engager et désengager les vitesses rapidement sans perte de puissance ni adhérence, réduisant le risque d’erreur humaine.