Pourquoi les données jouent-elles un rôle essentiel dans la rapidité des voitures de course ?

Si vous regardez une course à la télévision, ou mieux encore au bord d’une piste, vous verrez une multitude de personnes, casque sur la tête, les yeux rivés sur un écran. Alors que vous ne voyez probablement qu’un enchevêtrement de lignes et de graphiques, ces données semblent pourtant très importantes à leurs yeux. Et elles le sont également pour tous ceux qui cherchent à rendre une voiture de course plus rapide, car elles fournissent des informations précises sur tout ce qu’il se passe dans la voiture.

Si cela semble faire partie intégrante de la course, ça n’a pas toujours été le cas. Jusqu’à la fin des années 1980, il n’existait aucun système ou matériel dédié au sport automobile. Les chefs mécaniciens travaillaient en étroite collaboration avec le pilote et s’appuyaient sur leur expérience pour améliorer le comportement de la voiture. Des appareils d’enregistrement simples ont été testés pour la première fois dans les années 1970, mais les unités d’enregistrement des données étaient assez encombrantes et représentaient un poids supplémentaire qui aurait pu être mieux utilisé ailleurs. Elles ne sont donc apparues dans les courses que beaucoup plus tard. Parallèlement à ces problématiques de taille et de poids, les pilotes étaient souvent quelque peu méfiants vis-à-vis de l’enregistrement électronique de toutes leurs actions. Si on leur posait la question, quel pilote reconnaîtrait ne pas avoir pris un virage à plein régime ? Mais une fois qu’ils ont compris le rôle que pouvaient jouer les données dans la rapidité de leur voiture, la plupart d’entre eux se sont découvert une passion pour ces lignes erratiques qui recouvrent les écrans.

À la fin des années 1980, l’augmentation de la puissance de calcul a permis d’obtenir davantage de données. Les voitures de course étaient déjà équipées de composants électroniques de base pour les systèmes d’injection de carburant, mais les actions des pilotes, et donc le comportement de la voiture, étaient très peu surveillés. Même s’il était possible de surveiller un capteur, les informations pouvaient uniquement être enregistrées sur une disquette. À cette époque, l’enregistrement de données spécifiques au sport mécanique faisait son apparition aux États-Unis et en Europe. Les données relatives à un tour étaient stockées sur un enregistreur et téléchargées ultérieurement.

Les informations collectées leur ont notamment permis de prendre conscience qu’une course automobile est extrêmement violente pour les véhicules et les pilotes. Il est indispensable de limiter les mouvements de suspension d’une voiture de course, qui impactent le transfert de poids dans les virages, ainsi que les perturbations aérodynamiques qui peuvent rendre la voiture imprévisible et agacer même les pilotes les plus calmes ! La voiture doit donc être très rigide, notamment parce que l’immense quantité d’énergie produite dans les virages est éprouvante pour le pilote et le véhicule. Dans les courses de Formule 1, qui ont été les premières à s’appuyer de plus en plus sur les données, les équipes utilisaient à l’origine des produits militaires pour que les composants électroniques survivent à la course. Comme l’a indiqué Peter Wright¹, directeur technique d’une écurie de Formule 1, « l’ingénierie d’une voiture de Formule 1 doit permettre au véhicule de maintenir une accélération maximale tout au long de sa trajectoire sur le parcours ».

Les données de la voiture permettent également aux ingénieurs de course de surveiller son état, notamment les températures et les pressions. Comme sur un véhicule classique, les valeurs de ces paramètres doivent se trouver dans la plage imaginée par les concepteurs. Nous avons donc déterminé que les données sont importantes dans la course moderne. Mais comment les utiliser pour rendre une voiture de course plus rapide ? L’image ci-dessous présente un écran standard du fabricant MoTeC*, qui affiche la télémétrie en temps réel pendant un tour. Les voitures de course modernes enregistrent des centaines de canaux de données. Les ingénieurs se concentrent sur quelques-unes de ces données en temps réel sur le mur d’écrans, puis analyseront toutes les données collectées après la course pour en tirer des enseignements.

Le sujet est vaste. Nous allons nous concentrer sur quelques exemples simples pour comprendre à quelles données s’intéresse un ingénieur de données. Le canal supérieur enregistre les rotations du moteur par minute (tr/min) tandis que le deuxième enregistre la vitesse en kilomètres par heure (km/h). Le canal central capture la position de l’accélérateur, le quatrième indique la force d’accélération longitudinale (g) et le dernier identifie l’angle de braquage. Le graphique montre également deux exemples du tour parcouru par la voiture. Une fois réunies, ces informations permettent à l’ingénieur de comprendre le déroulement du tour en cours. Elles lui permettent également de proposer des changements de configuration (ou de donner des conseils au pilote) pour améliorer le temps au tour global. 

Les données révèlent leur utilité lorsque toutes les pièces du puzzle s’assemblent. et permettent à l’équipe de mieux connaître le pilote et le comportement de la voiture. Comme toujours, c’est une combinaison de différents facteurs qui permettra de gagner en rapidité, mais le pilote doit avoir conscience de son propre rôle et de celui de la configuration de la voiture.

Prenons l’exemple du capteur de hauteur de caisse. Comme on peut s’y attendre, ce capteur (souvent infrarouge) mesure la distance entre le dessous de la voiture et la surface de la piste. Si la voiture est trop haute, le flux d’air qui circule en dessous est trop important, ce qui affecte l’aérodynamique et la prévisibilité du comportement de la voiture. Si elle est trop basse, elle touche la piste en permanence, ce qui en plus d’être très inconfortable, donne au pilote l’impression d’être aux commandes d’une luge : la voiture va tout droit au lieu de suivre les commandes de direction. Notre ingénieur de course aura une idée assez précise de la hauteur de caisse optimale, mais après un ou deux tours de piste avec du carburant dans le réservoir, les données révèleront que de nouvelles bosses sont apparues sur le circuit depuis l’année précédente et la hauteur devra être adaptée à ces nouvelles conditions. Ce n’est généralement pas un problème que le dessous de la voiture touche légèrement le sol en fin de ligne droite (où la charge aérodynamique est maximale), mais si le frottement est plus important, notre coûteux engin de course se comportera comme un chariot de supermarché pendant la majeure partie du tour.