Les pneumatiques
Magie noire
Les dernières années ont vu en Formule 1 un composant augmenter significativement ses performances à un point tel que cet élément est le premier incriminé ou félicité selon l’issu d’un Grand Prix par tel ou tel équipe. Le pneumatique est l’un des seuls composant sous traité ayant le plus grand rôle dans l’ensemble d’un F1. Un bon pneu face à un moins bon peut faire gagner au maximum 3 secondes dans un tour rapide, c'est-à-dire passer de la pole position au fond de grille sans que le pilote puisse rien faire. En 2003 et depuis 3 ans deux manufacturiers fournissent le plateau de la F1 : Michelin le français est en partenariat avec Williams, Mc Laren, Jaguar, Toyota et Renault, et Bridgestone le nippon en partenariat avec Ferrari, Sauber, Jordan, BAR et Minardi, tous deux, n’ayant en aucun point les mêmes stratégies et approches de la Formule 1.
Du point de vue technique, le pneumatique est l’élément le plus mystérieux dans sa composition pour transmettre toute la puissance de l’ensemble de la voiture à la piste. A ce stade de la compétition un pneu de F1 n’a plus rien de commun avec un pneu de route. Composé de plus de 150 composants sont aspect neuf est dur comme du plastique, il devient en action pâteux pour adhérer à la piste.
Chez Michelin, chaque constituant est minutieusement pesé avant d’être versé au cœur d’énormes fourneaux, hauts comme des immeubles de trois étages. Elastomère naturel et synthétique à base d’hydrocarbure, chargé de carbone donnant cette couleur noire, agents de protection, plastifiants, produits chimiques sont mélangés à 180°C et malaxés dans des mixeurs géants. Il en ressort des boules de pâte de 250 kilos, qui sont déchiquetées, puis façonnées selon les besoins.
Evidemment chaque mélange est spécifique pour son utilisation ultérieure. Michelin possède pas moins de 2500 fiches dans son grand livre de recettes, un seul pneu nécessitant au bas mot entre dix et vingt mélanges différents.
En Formule 1 les pneus sont tellement spécifiques que le caoutchouc naturel n’entre pas dans la fabrication de tels bijoux de technologie.
Toutes ces technologies sont basées sur les connaissances fondamentales de l’adhérence regroupées dans la science appelée nano-rhéologie.
Parallèlement au mélange des gommes, il faut confectionner l’armature du pneu. Elle est constituée de câbles métalliques et textiles à base de rayonne, d’aramide, de nylon ou de fibre de verre. Pour la Formule 1 on rajoutera des noms exotiques tels que fibre de carbone, Kevlar, nylon etc.…. D’énormes poupées de fils d’acier doré, lourd de 25 kilos, sont dévidées pour être traitées puis ensuite étirées. Dans les cas extrêmes, le diamètre passe de 5,5 millimètres à neuf dixièmes.
Ces fils sont ensuite rembobinés puis dévidés dans la matrice caoutchouteuse, opération dite du calandrage.
La base du pneu est alors prête à être manufacturée par des mains expertes. En effet les nouveaux pneus qui équiperont les F1 sont façonnés à la main.
La confection d’un tel pneumatique s’effectue en deux parties : la carcasse d’abord, puis le sommet. Sur d’étranges machines circulaires (fig. 1) sont fixés les rouleaux des composants du pneu : nappes métalliques, bandes de caoutchouc de toutes largeurs et de toutes qualités. Aux manettes, l’opérateur applique une à une les différentes couches sur un tambour en rotation. Un film de gomme synthétique parfaitement hermétique, des renforts pour les flancs, la nappe carcasse, les tringles… tout ceci est assemblé avec la crainte qu’une bulle d’air ne puisse se glisser entre deux couches.
La deuxième étape consiste en la finition de l’enveloppe avec deux opérations particulièrement importantes : le frettage qui consiste à poser une étroite bandelette ceinturant le pneu, indispensable pour les hautes vitesses, et le ceinturage par la bande de roulement, cet épais morceau de caoutchouc qui sera en contact avec la route.
L’enveloppe assemblée est encore à l’état plastique. Après la cuisson, le pneu sera à l’état élastique. Puis les pneus sont déposés dans des fours autoclaves. C’est là qu’ils subissent les étapes de finitions. Du pneu rainuré au pneu pluie avec ses formes gothiques compliqué pour là les pneus sont chauffés à 178°C et subissent une pression de seize bars, opération qui dure de neuf à quinze minutes. Ils sont ensuite refroidis puis radiographiés avant la pose de la marque sur leur flanc.
Figure 1– Schéma de fabrication d’un pneumatique
La fabrication de ces pneus est loin de vos pneus de voiture. Pourtant la structure générale d’un pneu de Formule 1 est la même que celle de vos pneus : C’est une structure radiale.
Les pneus modernes présentent une architecture complexe de ceintures d'acier, de nappes textiles, de bande de roulement, comme nous venons de l’aborder, conçue par ordinateur, le tout dans le but d'apporter à chaque type de pneus les caractéristiques de performances optimales.
La principale caractéristique d’un pneu à nappes radiales réside dans la conception de la carcasse. C’est la partie du pneu sous la semelle qui constitue la base du pneu. La carcasse est composée d'une série de cordes combinées pour former des couches ou nappes.
Pour le radial (fig. 1.1), ces nappes sont ainsi positionnées que les cordes sont parallèles en une série de bandes longitudinales ou de « bandages » sur toute la surface du pneu. Les couches supérieures de la carcasse radiale consistent habituellement en ceintures d'acier faites de nappes tissées ou de câbles en acier.
Figure 1.1– Le pneu radial
Le positionnement des nappes et les couches de ceintures d'acier du radial lui permettent de fléchir pour absorber les chocs de la route. Ces nappes produisent également moins de frottement, d'où durabilité et économie de carburant accrues. Sans parler de l'adhérence, de la tenue de route et de la conduite améliorées. La pression à l’intérieur du pneu est aussi mieux répartie, s’appuyant à la fois sur la nappe et sur les flancs du pneu.
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