Technique

…Quand t’es pris en “Flag”

Pour rester avec les couleurs, cette semaine je vais vous parler des drapeaux utilisés en course pour que l’organisation puisse informer les pilotes.
Quand je parle de l’organisation, je veux dire le directeur de course ou une personne désignée pour le départ et la fin de la course, ou les commissaires qui sont postés sur le bord de la piste.
Je vous présenterai uniquement les drapeaux et significations pour les circuits sur asphalte et le rallye.
Les explications sont simplifiées, si vous désirez la totalité des explications, vous les trouverez sur le document de la FFSA (Fédération Française du Sport Automobile).

Pour le départ et l’arrivée, ils sont tenus par le directeur de course ou une personne désignée par lui.

• Le départ est matérialisé en agitant le drapeau du pays, en l’occurrence le Bleu Blanc Rouge pour la course du Mans.
• L’arrivée est matérialisée en agitant le drapeau à damier.

 

Drapeau	Circuit	Rallye
du pays	Départ de la course	La route est réservée au passage des concurrents
A damier	Fin de la séance d’essai ou de la course	Fin de la compétition (mais pas l’ouverture de la route)
Rouge agité	Depuis la ligne de départ pour arrêter une séance d’essai ou une course. Depuis un poste de commissaire, sous l’ordre du directeur de course, les voitures ralentissent, n’ont plus le droit de doubler et regagnent les stands ou un point défini.	Pas utilisé.
Noir avec un oval orange avec le numéro du concurrent	Fixe. La voiture désignée a un problème mécanique	Pas utilisé.
Blanc et noir séparé diagonalement avec le numéro du concurrent	Fixe, le pilote désigné fait l’objet d’une investigation à cause de sa conduite	Pas utilisé.
Noir avec le numéro du concurrent	Fixe, Arrêt obligatoire du concurrent désigné	Pas utilisé.
Bleu	Fixe : une voiture sort des stands. Agité : un autre concurrent va vous doubler.	Pas utilisé.
Jaune	Agité : Danger, réduisez votre vitesse, ne doublez pas, il y a un danger sur le bord ou sur une partie de la piste.	Agité : Danger, réduisez votre vitesse, ne doublez pas, il y a un danger sur le bord ou sur une partie de la piste.
Deux drapeaux jaunes	agités par le même commissaire. Idem un drapeau jaune plus : des commissaires travaillent sur la piste.	Pas utilisé.
Panneau de 80X40 cm avec SC	Sous l’ordre de la direction de course, le Safety Car est sur la piste, les concurrents doivent se mettre derrière elle. Les dépassements sont interdits	Pas utilisé
Panneau FY Full Yellow	Procédure identique que le double  drapeau jaune mais étendu à tout le circuit	Pas utilisé
Panneau de 60X40 cm avec un flèche jaune	indique le coté libre de la piste.	Pas utilisé
Drapeau vert	Agité  à l’ouverture de la piste pour indiquer que tout est OK.  Fin de zone neutralisée (drapeau jaune) Relance après Safety Car	Pas utilisé
Drapeau à bandes verticales jaunes et rouges	Fixe. Détérioration de l’adhérence.	Pas utilisé
Drapeau blanc	Agité. Vous risquez de rattraper un véhicule lent.	Vous risquez de rattraper un véhicule plus lent.

Vous avez compris que si vous avez une mauvaise mémoire, vous avez intérêt à faire du rallye.
Sinon juste quelques séances de mémorisation le soir au coin du feu.

 

Et la nuit, vous me direz, comment avertir les concurrent ?

Soit le commissaire éclaire le drapeau avec une lampe soit le circuit est équipé avec des panneaux lumineux qui remplacent les drapeaux.
Vous remarquerez, par exemple au Mans, les commissaires n’utilisent pas les drapeaux (ils les ont en secours), toutes les informations sont données par les panneaux lumineux et sont, du coup, moins visibles pour les spectateurs.

 

Voilà, voilà …

 

Lionel.

 

Oui, je sais !

• J’ai déjà parlé de la loi montagne le 10 Décembre 2020
• les voitures anciennes ne sont pas les plus concernées,
• vous pouvez habiter très loin des stations de sport d’hiver…

Depuis le 1er novembre et jusqu’au 31 mars, 48 départements Français sont concernés par la loi montagne.
Selon les cas, tout le département relève de la loi ou seulement quelques agglomérations.
Voici la liste des communes donnée par service-public.fr : 221022_liste_communes_equipements_hivernaux.xlsx (live.com)

Vous pouvez voir, par exemple, que des villages du Var et du Vaucluse sont concernés. A priori, ce ne sont pas deux départements auxquels on penserait pour l’obligation d’équipement de sa voiture.

A ce sujet, quels véhicules sont concernés ?

Tous les véhicules à quatre roues et plus (y compris les véhicules légers (voitures), utilitaires, camions, camping-car, autocars. Les trois roues sont donc exclues, vous pourrez rouler avec votre Morgan 3 Wheeler sans modification.

Qu’est-ce qu’il faut ?

• des chaines ou des chaussettes sur au moins 2 roues motrices,
• 4 pneus hiver marqués 3PMSF avec le petit logo représentant une montagne,
• jusqu’au 31 Mars 2023 4 pneus hiver marqués M+S, M&S ou M.S. Ils ne seront donc plus autorisés à partir du 1er Novembre 2024.
• Les pneus 4 saisons sont acceptés uniquement s’ils ont le marquage 3PMSF.

Les voitures équipées de pneus cloutés ne sont pas concernées.

Les sanctions ?

Tout comme l’année dernière, cette année (2022) rien n’est prévu, le but étant de faire de la sensibilisation et non de la répression.

Alors, vous êtes concernés ?

Peut-être. Par exemple si vous décidez d’aller à Montpellier depuis Clermont Ferrant en empruntant l’A75 qui passe par le viaduc de Millau. Vous traversez des départements réglementés et devez pouvoir montrer vos chaines ou chaussettes ou bien avoir des pneus hiver homologués.
Vous vous baladez dans le Var ? Vous pouvez très bien passer dans des villages concernés.

Comment savoir si vous devez être équipé ?

L’entrée et à la sortie de la “zone d’obligation d’équipement hivernal” sont indiqués par les nouveaux panneaux B59 et B59.

 

A vous de voir si vous êtes concernés.

 

Voilà la question que se sont posés les ingénieurs depuis le milieu des années 70.

Voici un petit rappel de quelques dates

• 1972, sortie de la Triumph Dolomite Sprint, première voiture de série multisoupapes
• 1981 VAG France fait préparer des Golf GTI par Oettinger qui coiffera les cylindres d’une culasse à 16 soupapes.
• 1986, la Ford Sierra peut être motorisée par le 4 cylindres 2 litres 16 soupapes turbo Cosworth
• 1987, début de production de la 405 MI 16.
• 1988, La Maserati biturbo bénéficie de deux culasses multisoupapes (24 en tout pour son V6)
• 1989, Honda crée le système VTEC
• 1992, la ZX est proposée avec un 2 litres 16 soupapes “ACAV” (tubulure à géométrie variable).
• 1992, BMW sort le system Vanos sur la série 5 et la M3, qui crée un décalage de l’arbre à came d’admission
• En 1995, La BMW M3 3.2l a un double VANOS, pour l’admission et l’échappement.

 

A priori, j’ai dû faire le tour principal des innovations liées aux moteurs multi soupapes.
Nous pouvons voir que chaque constructeur a essayé différentes techniques pour améliorer la souplesse. Souvent ces techniques peuvent se combiner.

Pour revenir sur les différents systèmes

Nous avons déjà vu avec le post sur les turbos que l’addition du turbo et des multi soupapes est un système utilisé depuis longtemps.
La première grande évolution vient de Honda avec son système VTEC. Chaque groupe de 2 soupapes peut être commandé par deux cames “normales” ou une seule plus grosse. Celle-ci permet d’avoir une levée de soupape plus importante et permet aussi d’avoir un temps d’ouverture différent (durée et calage). A faible régime, les deux cames poussent chacune une soupape. A haut régime, un système hydraulique permet à la grosse came de pousser les deux soupapes. Le système permet d’avoir un moteur rageur à haut régime, mais dont la faible cylindrée ne donne pas trop de souplesse.

Le groupe PSA, pour ne pas perdre trop de puissance avec la mise en place obligatoire des catalyseurs, a voulu utiliser un système simple à mettre en place, la tubulure à géométrie variable. En fonction du régime moteur, l’air passe dans une tubulure qui est plus ou moins longue, ce qui change la vitesse d’entrée dans la chambre de combustion et donc doit permettre d’amener de la souplesse à bas régime et de la puissance en haut.
Cela donne un gain, mais qui ne comble pas les pertes dues à la dépollution.

L’innovation vient de BMW

L’innovation suivante vient de BMW, qui va décaler un ou deux arbres à came en fonction du régime et de la charge du moteur.
Cette technique permet un réel gain de souplesse et d’avoir de la puissance à haut régime.
Enormement de constructeurs utilisent maintenant cette technologie pour des moteurs sportifs ou non.
Il est possible d’utiliser le déphasage des arbres à cames et une tubulure à géométrie variable. Je pense par exemple au V8 de la Ferrari Modena.

Sur les voitures modernes, les constructeurs panachent les différentes techniques et ajoutent même l’injection essence haute pression (directement dans la chambre de combustion).
Du coup, les moteurs peuvent être tellement performants que les voitures les plus sportives sont incapables de rouler sans un anti patinage (sauf à regarder la route par la vitre latérale à chaque accélération).
Dans les années 80, il était commun de dire qu’il n’était pas possible de faire passer plus de 200 chevaux sur les roues avant. Certains constructeurs sont restés en propulsion pour passer plus de puissance. Lorsque la puissance posait un problème, les ingénieurs prévoyaient des ponts autobloquants classiques Torsen ou à contrôle électronique, à l’avant ou à l’arrière.  Audi faisait des Quatro dès que la puissance de ses voitures montait.
Grâce à la gestion électronique (antipatinage, gestion de la transmission, ESP et autres), les constructeurs peuvent proposer des voitures avec des puissances inimaginables auparavant sur des voitures de série. Attention, si vous voulez désactiver les aides, prenez quelques années de cours de pilotage en compétition, cela vous permettra d’éviter de faire un demi-tour au premier virage.

 

Voilà, voilà …

 

 

Lionel.

Après le turbo et le compresseur, voici une autre méthode pour améliorer le rendement du moteur, il s’agit des multisoupapes.
Lorsque l’on parle de multisoupapes, on pense à 3, 4 ou 5 soupapes par cylindre (je ne parle pas des moteurs de moto qui peuvent en avoir jusqu’à 8 par cylindre).
Le plus souvent, les moteurs de voiture multisoupapes ont 4 soupapes par cylindre soit deux d’admission et deux d’échappement.

Quel est le but des multisoupapes

De manière conventionnelle, un moteur 4 temps a deux soupapes par cylindre. Si vous voulez augmenter les performances du moteur, vous installez des soupapes plus grosses pour que l’air rentre mieux (vous avez une surface de passage plus importante pour le passage des gaz).
La taille des soupapes est limitée par la place dans la culasse. Si vous augmentez trop le diamètre des soupapes, elles finissent par se toucher. Pour continuer à augmenter la surface, il vaut mieux mettre deux petites soupapes plutôt qu’une grosse.
Donc les moteurs multisoupapes ont été développés pour augmenter les performances. Les premiers moteurs de série multisoupapes ont été monté sur des voitures sportives : Triumph Dolomite Sprint, Golf GTI 16S, 405 MI16…

Un moteur multisoupapes au début était caractérisé par une grande capacité à prendre des tours, mais avait un couple faible à bas régime.
L’augmentation de la surface de passage des gaz permettait d’améliorer le passage à haut régime, le moteur conservait un couple important à haut régime donc aussi une puissance importante.
Par exemple, chez Peugeot le moteur qui équipait les 205 et 309 GTI en 1900 cc développait 130 chevaux, alors que le moteur de la 405 MI16 en 1900 cc aussi développait 160 chevaux.

Par la suite, les constructeurs utilisèrent la capacité des moteurs multisoupapes à rentrer plus d’air pour faire des moteurs qui polluent moins, c’est à dire qui passent les normes anti pollutions plus restrictives.

Pour résumer, les moteurs multisoupapes peuvent être plus puissants en gardant un couple important à haut régime, au détriment du couple à bas régime (la souplesse).

Nous verrons ce que les constructeurs ont mis en place pour garder l’avantage des multisoupapes sans en avoir les inconvénients.

 

Voilà, voilà …

 

 

Lionel.

Non, il n’y a pas que les turbos qui peuvent comprimer l’air pour améliorer la combustion d’un moteur.
Il est aussi possible d’utiliser un compresseur (volumétrique).
A la différence du turbo, le compresseur est entraîné par le moteur, par l’intermédiaire d’une courroie ou d’un arbre ou de pignons.

Avantages et inconvénient d'un compresseur

L’avantage, c’est qu’il n’y a pas de temps de réponse et que son efficacité est meilleure à bas régime.
L’inconvénient –qui peut aussi être un avantage– le compresseur est plus régulier que le turbo et donne une montée en régime moins agressive.
C’est l’idéal pour gagner de la puissance sur une voiture sans perturber le confort.

Le compresseur est peu efficace à haut régime.

Il est donc plutôt utilisé pour des moteurs travaillant sur des régimes faibles (jusqu’à 5500 trs/min) et utilisant surtout le couple.
Une autre variante a été utilisée par Lancia sur la Delta S4 avec un compresseur volumétrique qui se chargeait de compresser à bas régime et un turbo qui avait la responsabilité des hauts régimes.

Les compresseurs ont été utilisés à partir de 1920 et très utilisés les années suivantes par Mercedes, Renault, Bugatti. Ils permettaient quasiment de doubler la puissance du moteur.
Par la suite ils ont plus été utilisés aux Etats Unis pour gonfler les capacités des gros moteurs.
Mercedes, Jaguar, Lotus, Toyota et d’autres marques les utilisent encore actuellement.

Le principe du compresseur est de forcer le passage de l’air dans un volume plus petit. Donc il se comprime.

Pour augmenter le volume d’air à compresser, il est possible de remplacer les lobes du compresseur Roots par des “vis” hélicoïdales, comme sur les compresseurs Eaton.

 

C’est un peu rapide, mais ce n’est qu’une “vulgarisation”. Cela permet aussi de revenir à nos racines (roots).

 

Voilà, voilà …

 

 

Lionel.

J’espère que vous avez bien digéré les informations de la semaine dernière.

Je ne suis pas certain d’avoir été clair sur le principe de fonctionnement du turbo. 

 

 

Principe de fonctionnement du turbo

Le principe de fonctionnement est le suivant : le turbo est en deux parties, une partie compresseur centrifuge qui est entrainée par l’autre partie elle même constituée d’une turbine qui tourne grâce aux gaz d’échappements.
Les gaz d’échappement ont encore de l’énergie, du fait de leur vitesse d’extraction, mais aussi de leur chaleur. La sortie de la culasse est l’endroit où les gaz ont le plus de vitesse et la chute de température importante accélère encore son mouvement.
La compression de l’air permet de rentrer plus d’oxygène dans la chambre, il sera donc possible d’y mélanger plus de carburant donnant ainsi plus de puissance.
La présence du turbo sur l’échappement va freiner l’évacuation des gaz et donc diminuer l’efficacité du moteur, mais bien moins que le gain obtenu avec la compression de l’air frais.

Sur une voiture de série, la pression de suralimentation est de l’ordre de 0,5 à 0,7 bar.
La température du côté de la turbine (d’échappement) peut atteindre 1000°C.

 

 

Vous vous souvenez ? Les constructeurs ont cherché à améliorer la souplesse des moteurs turbo et continuent à le faire.
A partir 1984 sortent des modèles Lancia Thema turbo, Ford Sierra Cosworth, Renault R21 turbo, équipés d’un système de gestion de la pression de turbo qui permet d’avoir un effet “boost” pendant les phases d’accélération. Une pression de suralimentation supérieure à la pression maxi d’usage est tolérée pour augmenter le couple aux régimes intermédiaires.
Une petite électrovanne gérée par le calculateur d’injection va créer une petite fuite avant la capsule de waste gate. “L’information” de la pression étant “fausse”, la soupe de décharge s’ouvre à une pression plus élevée. Sur une voiture moderne (Ford Fiesta ST 200), la pression est augmentée de 0,45 bar.

Valve DPV

Un autre accessoire arrivé vers 1986 sur les moteurs turbo essence est la valve DPV (ou dump valve). Au changement de rapport, le papillon des gaz se ferme. Et le turbo, avec son inertie continue de tourner. Il compresse des gaz qui se trouvent bloqués dans la tubulure d’admission. Cela crée une contre pression à la sortie du turbo qui va freiner la turbine. Au moment de réaccélérer, suite au changement de rapport, la vitesse du turbo a chuté et il lui faut du temps pour reprendre sa vitesse (le temps de réponse).
Pour diminuer ce temps de réponse, un système est mis en place pour permettre d’ouvrir un canal qui permettra aux gaz comprimés de rentrer à nouveau dans le circuit avant le turbo.
Ce système est commandé très simplement avec la dépression du moteur. Quand vous êtes en décélération avec le papillon des gaz fermé, la dépression est maximum derrière le papillon des gaz. Cette dépression peut être utilisée pour ouvrir une vanne.
Sur les voitures de série, l’air retourne dans le boitier filtre à air, sur les modèles de compétition, l’air est échappé dans l’atmosphère et donne un bruit caractéristique de “Pshittt”.

Turbo à géométrie variable

Une autre technique pour diminuer le temps de réponse et augmenter la plage d’utilisation du turbo est installée sur des turbos appelés TGV, turbo à géométrie variable.
En fonction du régime du moteur, donc de la quantité de gaz d’échappement, des ailettes vont s’orienter pour laisser passer les gaz d’échappement avec plus ou moins d’influence et de force sur les ailettes de la turbine.

Le turbo est revenu à la mode sur des voitures sportives depuis une quinzaine d’années, grâce aux améliorations pour diminuer le temps de réponse et la montée en pression très rapide.
Les constructeurs n’hésitent pas à mettre plusieurs turbos par moteur. Soit un turbo pour 3 ou 4 cylindres (pour un 6 ou 8 cylindres) soit plusieurs turbos de tailles différentes. Un petit pour les faibles régimes et un gros pour les hauts régimes. Ils peuvent être installés en série ou en parallèle.

Il y aurait tellement encore à dire, l’imagination des constructeurs étant quasi infinie pour augmenter la puissance ou baisser la consommation, mais je vais m’arrêter là.

 

Voilà, voilà …

 

Lionel.

Je me suis rendu compte que je ne vous avais pas encore parlé de la suralimentation.
Je vais donc commencer en vous parlant du principe de fonctionnement du turbo.

Le plus gros problème sur les premiers turbos était le temps de réponse. Vous vous demandez ce que c'est ?

Pour que vous compreniez bien ce que cela veut dire, j'ai écris cette intro… la semaine dernière !

 

Voilà, voilà …

 

Lionel.

Bon, enfin, je vous l’avoue, je ne sais pas très bien quoi vous raconter sur les différentes structures des pneus et les différentes gommes.
Pourquoi ? tout simplement parce qu’il y a des personnes beaucoup plus qualifiées pour vous dire que tel pneu a un peu plus de caoutchouc naturel, moins de silice…

J’ai trouvé ceci pour vous donner une idée :

• Caoutchouc (naturel et synthétique) 41 %
• Remplissage (noir de carbone, silice, carbone, craie...) 30 %
• Matériaux de renforcement (acier, polyester, rayonne, nylon) 15 %
• Plastifiant (huiles et résines) 6 %
• Produits chimiques pour vulcanisation (soufre, oxyde de zinc...) 6 %
• Agents anti-vieillissement et autres produits chimiques 2 %

Source : Continental-pneus.fr

Ce qui est certain, c’est que les manufacturiers vont modifier la “formule” de leur pneu en fonction de l’usage prévu.
Un pneu ’été’ devra avoir une gomme qui supporte les hautes températures, mais il est évident que dès que le sol se trouvera en dessous de 5°, son efficacité sera réduite. Un pneu ‘hiver’ réagira dans le sens inverse.
Certaines gommes seront moins bruyantes, d’autres permettront de consommer moins ou d’avoir une meilleur tenue de route.
Vous n’aurez pas la même gomme pour une petite citadine, une grande routière, une sportive ou la dernière électrique à la mode.
Je voyais cette semaine, que Bridgestone sort une gamme de pneus, qualifiés de semi slick, qui permettent à des voitures sportives modernes d’avoir des pneus homologués pour la route et quasiment aussi performants que des pneus compétition pour rouler tous les jours, y compris le dimanche pour participer à des track days (journées de roulage sur circuits sans chronomètre avec une voiture de série). 

Bien entendu, d’autres marques proposent déjà de tels produits.

Vous pouvez imaginer que cette gomme ne sera pas intéressante pour une voiture destinée à emmener le plus longtemps possible les enfants à l’école.

Il va de soi, que chaque gomme sera combinée avec des structures cohérentes avec la destination du pneu.
Les structures lamellisées permettent d’accrocher dans la neige et d’avoir un effet ventouse sur le verglas. Les structures asymétriques permettent de favoriser l’accroche en virage, car la surface de gomme sera plus importante.
Un pneu tout terrain pour piste caillouteuse aura une gomme dure et des crampons de taille moyenne, alors que les pneus pour la boue aura des crampons plus gros qui pourront libérer la boue en roulant, sans aucun rapport avec les pneus des ‘Chelsea tractors’ qui devront permettre de faire rouler vite et en silence sur l’autoroute le gros et lourd 4X4 luxueux.

Bon, maintenant… qu’en est-il des pneus pour nos anciennes ?

Les fabricants (certains généralistes et quelques spécialistes pour anciennes) proposent des pneus spécifiques pour les anciennes.
En général, l’aspect de la sculpture ressemble à celle d’époque. A chaque période ses dessins.
Mais, la structure est plus moderne et rigide et la gomme bénéficie des évolutions modernes.
Donc les pneus sont plus performants en gardant un aspect ancien.
Ces pneus ont les dimensions d’origines et permettent donc de continuer à rouler avec nos anciennes en gardant une cohérence de formes et dessins.

Pour répondre à la question que vous êtes en train de vous poser : il est à peu près possible de trouver des pneus quelque soit votre voiture. Vous n’aurez pas forcément la taille exacte, mais un pneu adaptable (pour les plus anciennes, la différence ne sera visible que des spécialistes et ne pose pas de problème légal.
Pour les plus récentes (1960 à 2000) il peut arriver que certaines dimensions ne soient pas disponibles. Les fabriquants attendent d’avoir suffisamment de commande pour lancer une production (et du coup ne pas trop stocker). Cela pose le problème du passage au contrôle technique, car la monte doit respecter l’équivalence de dimension (Cf “les 4 dimensions du pneu”).

Heureusement que je n’avais rien à vous dire, cela aurait été un peu long sinon !

 

Voilà, voilà …

 

Lionel.

A la suite de la publication sur la dimension des pneus, un lecteur m’a suggéré d’écrire sur la tendresse et la sculpture des pneus.

J’ai commencé à regarder la tendresse dans la sculpture, mais je ne suis pas certain d’avoir bien compris la suggestion !
Je pense qu’il va falloir que je re travaille le sujet avec un peu plus de “focus” sur l’automobile …

 

Voilà, voilà …

 

Lionel.