F1 2013 : comment construit-on une monoplace ? Troisième partie : la fabrication

Durant l'hiver, une course se dispute, loin des circuits, dans les ateliers des écuries de Formule 1. Concevoir et fabriquer un châssis s'apparente à une course contre la montre. Cette entreprise complexe et longue demande de six à dix mois de travail, depuis les premiers coups de crayons sur les planches à dessin jusqu'à ce que la monoplace effectue ses premiers tours de piste.

Après avoir déterminé la répartition optimale des masses et les contraintes dynamiques de la monoplace, puis défini le concept aérodynamique général de la voiture, il est grand temps de commencer à fabriquer les composants de la voiture ! "Il faut en effet tenir compte des délais de fabrication des pièces, explique Jacky Eeckelaert, notre consultant technique. Dessiner la géométrie d'un carter de boîte demande environ six semaines, puis il y a la fabrication, les contrôles de qualité en laboratoire, les tests…"

De gauche à droite : Jacky Eeckelaert (notre consultant technique, ex-Peugeot, Jordan, Honda et HRT), une modélisation de la transmission par un logiciel de CAO, et une aléseuse-fraiseuse de précision dans les ateliers de Williams à Grove.

Pour finaliser différents éléments, les designers utilisent l'énorme puissance de calcul de la conception assistée par ordinateur (CAO), qui offre toute la précision nécessaire. Car si toutes les pièces sont dessinées séparément, elles doivent toutefois s'agencer à la perfection. Un soin maniaque est dès lors apporté à leur fabrication (en partie confiée à des sous-traitants : amortisseurs, disques de frein, roues) et à leur contrôle. Les dimensions des pièces sont ainsi vérifiées par des outils de mesure dont la précision est de quatre microns, soit vingt-cinq fois moins que l'épaisseur d'un cheveu !

Étape essentielle dans la fabrication d'une F1, ce contrôle de qualité différencie souvent les petites écuries des teams de pointe. La résistance des éléments est ensuite éprouvée au banc d'essai (comme pour les moteurs et les boîtes de vitesses), car leur solidité et leur rigidité doivent être garanties. C'est d'ailleurs pour cela qu'une coque de F1 doit résister à une batterie de crash-tests variés, imposée par la FIA.

Pour 2013, la force impulsée sur le chariot roulant auquel est fixé la monocoque de test est passée de 75 Newton à 90, tandis que deux nouveaux contrôles (l'un depuis arrière et l'autre latéral) ont été introduits en vue de protéger encore mieux le pilote. Certains de ces tests se déroulent à l'usine, d'autres à l'université de Cranfield, entre Bedford et Milton Keynes (là où sont établis la plupart des teams), sous l'œil des inspecteurs de la Fédération. Vu le prix d'une coque (autour de 100 000 dollars), les équipes procèdent à une batterie d'essais préalables pour augmenter leurs chances de réussite.

Une machine à ultrasons découpe les feuilles de carbone, qui sont ensuite assemblées puis emballées dans des poches hermétiques sous vide d'air, avant d'être cuites.

De nombreuses pièces d'une F1 (carrosserie, aileron, suspensions, siège) sont fabriquées en carbone, matériau résistant mais relativement difficile à travailler. Il est stocké à – 18 °C, car il durcit à température ambiante. Les feuilles de carbone, découpées par une machine à ultrasons, sont collées les unes aux autres puis posées dans un moule (certaines zones, comme le cockpit, nécessitent plus de trente couches pour offrir la résistance voulue.).

L'ensemble est emballé dans une poche hermétique puis cuit dans un four autoclave à 130 °C. En créant une pression quatre fois plus élevée que la pression atmosphérique, ce four crée un vide d'air qui empêche la formation de bulles d'air et oblige le carbone à épouser parfaitement les formes du moule. C'est à partir de ces feuilles de carbone collées et cuites qu'est fabriquée la coque de la monoplace.

Une fabrication rapide et efficace des pièces est essentielle afin de respecter la planification des tâches : "Entre le premier jour de la conception et la mise en piste de la voiture pour les premiers essais, il faut compter huit mois, précise Jacky Eeckelaert. On fixe une date de premier roulage (cette année début février), et à partir de là, on établit une sorte de compte à rebours en imposant un délai de réalisation pour chaque pièce."

Même en dehors de la piste et en pleine intersaison, la rapidité est déterminante en Formule 1.