Gérer une course de Formula E : tout un art !

Audi Magazine

Quatre monoplaces propulsées par des chaînes de traction Audi sont engagées dans le Championnat du Monde FIA Formula E : deux par l’équipe officielle Audi Sport ABT Schaeffler, avec le Brésilien Lucas di Grassi et l’Allemand René Rast comme pilotes, et deux par la formation cliente Envision Virgin Racing, qui engage le Néerlandais Robin Frijns et le Néo-Zélandais Nick Cassidy.

Lancée en septembre 2014, la compétition de monoplaces 100% électriques vivra en 2021 sa septième saison, la première attribuant officiellement un titre de Champion du Monde reconnu par la FIA. Depuis sa création, la Formula E se veut innovante au point de se distinguer du sport automobile traditionnel par de nombreux aspects. Non seulement c’est le seul championnat de monoplaces électriques reconnu par la FIA (avec 10 constructeurs officiellement engagés), mais en plus les courses se disputent le plus souvent en ville. Grâce au FanBoost, qui permet aux fans de voter pour leur pilote préféré, certains concurrents peuvent bénéficier d’un léger supplément de puissance pendant 5 secondes. Depuis la Saison 5, tous les pilotes doivent aussi activer à deux ou trois reprises le « mode attack », qui leur confère 35 kW de puissance en plus pendant quelques minutes. Mais ce n’est pas tout ! Pour les fans de sport automobile, suivre une course de Formula E peut donc parfois être déroutant. Alors, avec le Belge Bertrand Fermine, ingénieur de Robin Frijns chez Envision Virgin Racing, nous vous proposons de décrypter la gestion d’une course.

Gérer une course de Formula E : tout un art !
Formula-e driver

Le philosophie : mieux gérer l’énergie allouée

« Pour un ingénieur, la Formula E est passionnante car elle impose de travailler différemment », explique d’emblée celui qui a travaillé dans le monde de la moto (Superbike), de la monoplace (GP2 et GP3) et en GT (avec le Belgian Audi Club Team WRT). « Pour les essais qualificatifs, c’est assez simple : l’objectif est d’aller le plus vite possible ! Il y a toutefois deux grandes difficultés : les sessions sont très courtes et, comme elle se nettoie sans cesse au fil des passages, la piste à tendance à être de plus en plus rapide au fil des séances. Avoir un pilote dans le premier groupe, qui reprend les mieux placés au championnat, est donc un désavantage. Mais, pour le reste, la philosophie ressemble à celle du sport automobile traditionnel. »

Pour la course, par contre, une approche très différente doit être mise en place. « Comme le prévoit le règlement, une quantité d’énergie de 52kWh est allouée », précise Bertrand. « Et on sait dès le départ qu’il sera impossible de rouler au maximum des possibilités de la voiture pendant les 45 minutes plus un tour que dure la course. Donc, il ne faut pas aller le plus vite possible sur un tour, mais il faut gérer l’énergie pour couvrir au plus vite la distance de l’E-Prix. »

autosport

Un peu de technique

Pour bien comprendre, un peu de technique s’impose. Lorsqu’une monoplace de Formula E évolue sur le circuit, il faut distinguer quatre phases :
1. L’accélération.
2. Le « coasting », ce qui équivaut à laisser la voiture en roues libres, sans accélérer ni ralentir.
3. La régénération : lorsqu’il active une palette derrière le volant, le pilote utilise le moteur électrique placé sur l’essieu arrière et qui fonctionne comme une dynamo. Concrètement, l’énergie cinétique est ainsi transformée en électricité (renvoyée vers la batterie) et la voiture ralentit.
4. Le freinage : combinaison d’un freinage mécanique traditionnel (avec le pincement des disques de frein) et de régénération.

« Sur le plan technologique, les phases de régénération et de freinage sont très importantes puisqu’elles permettent de récupérer de l’énergie, que l’on pourra ensuite réutiliser lors des accélérations », explique Bertrand. « Pour les freins arrière, on utilise la technologie « Brake-by-wire », ce qui signifie que les freins arrière sont intégralement gérés de manière électronique. Et il est facile de comprendre pourquoi : en début de course, quand la voiture est chargée au maximum, on ne peut pas trop régénérer car la batterie ne pourrait pas accepter le surplus de charge. Au fil de la course, quand elle se vide, on peut par contre régénérer de plus en plus. C’est donc un software qui optimise à chaque instant la répartition entre les freins mécaniques et le freinage par régénération. »

Toujours sur le plan technique, il faut savoir que la gestion de la température des batteries est aussi l’une des clés du succès. « Une batterie chauffe quand on la décharge ou qu’on la recharge », explique l’ingénieur de Robin Frijns. « Or, durant une course, à part durant la phase de coasting (lorsque la voiture est en roues libres, NDLR), ce phénomène est permanent : on décharge la batterie lors des accélérations avant de la recharger via la régénération lorsque l’on ralentit. Et si une batterie chauffe trop, elle ne fonctionne plus correctement et on ne peut plus utiliser l’énergie de la même façon. La gestion de la température de la batterie est donc cruciale ! »

Bertrand

Un pilotage différent

S’ils sont tous issus du sport automobile « traditionnel » (avec des moteurs thermiques), les pilotes ont donc dû adapter leur façon de conduire. « Le rôle du pilote est très important », confirme Bertrand. « Il doit en effet pouvoir bien comprendre le système général, mais aussi comment la voiture fonctionne et évolue durant la course. Pour eux aussi c’est excitant, car ils doivent aller le plus vite possible tout en gérant leur énergie et les adversaires autour d’eux. »

Dans leur gestion de la course et de leur énergie, les pilotes disposent de certaines aides. « Sur base de l’énergie utilisée et de celle qu’il reste, les pilotes reçoivent des sons dans leurs oreillettes », précise notre interlocuteur. « Il y un certain bip lorsqu’ils doivent arrêter d’accélérer et faire du coasting et un autre type de son – un bop par exemple – quand ils doivent régénérer puis freiner. »

Cela signifie-t-il que le pilote ne fait que répondre aux injonctions d’un programme informatique et que son rôle est minimisé ? « Certainement pas », reprend Bertrand. « Car le plus important dans une course de Formula E, c’est l’efficacité. Il faut donc maximiser la vitesse minimum dans chacun des virages. Si le pilote est 2 km/h en-dessous de la vitesse appropriée, il perd du temps. En outre, s’il est moins rapide à la sortie d’un virage, il arrive moins vite au bout de la ligne droite suivante. Du coup, il récupère aussi moins d’énergie durant la phase de régénération… Il est donc essentiel que le pilote puisse aborder chaque virage avec un maximum de vitesse. »

Bertrand

Et une gestion de course appropriée

Au sein de toutes les équipes, on utilise des outils de simulation avec un seul but : définir la meilleure stratégie pour parcourir l’entièreté de la course le plus rapidement possible. Sauf que… Entre la théorie établie sur un ordinateur et la réalité de la piste, où il faut se battre avec des adversaires, il peut y avoir de grandes différences. « En fonction de nos concurrents, des éventuelles neutralisations ou du déroulement de la course, nous devons sortir de notre scénario idéal », explique l’ingénieur de Envision Virgin Racing. « Parfois, attaquer un adversaire peut coûter beaucoup d’énergie et le manque de cette énergie en fin de course peut avoir de grosses conséquences. En fait, il est essentiel de comprendre que tout ce que tu fais à un moment durant la course aura un impact avant la fin. C’est pour cela que certains pilotes n’attaquent pas directement s’ils sont plus rapides ou, au contraire, qu’ils ne défendent pas leur position. C’est évidemment très différent du sport automobile traditionnel et ça peut être surprenant au début. »

Comme la télémétrie est interdite, le pilote est en communication perpétuelle avec son ingénieur. « Tout le monde peut avoir accès à nos communications radio, y compris le grand public via l’application officielle du championnat », reprend le Condruzien. « Dès lors, nous utilisons des messages codés. Dans les infos que le pilote nous fait remonter, et qu’il peut voir sur son volant, il y a notamment l’énergie qu’il lui reste et donc le nombre de tours que la voiture estime devoir faire jusqu’à l’arrivée de la course. Grâce à nos communications avec le pilote, nous vérifions constamment qu’il n’y a pas de décalage. C’est la corrélation entre les données de la voiture et nos prévisions qui nous permet d’être le plus efficace possible. »

Formula E

Dès lors, on comprend que le rôle du pilote est primordial. « Celui qui comprend le système mieux que les autres parvient aussi à mieux gérer les sorties du scénario idéal et à mieux les « compenser », si on peut dire », conclut Bertrand Fermine. « Et je m’estime chanceux car mon pilote, Robin Frijns, fait partie de ceux-là. Nous avons une magnifique relation de travail et je suis impatient de voir la saison redémarrer pour entamer notre troisième saison ensemble. »

Lors des différentes courses de cette saison 2021, Robin Frijns et son ingénieur belge tenteront donc d’accrocher de nouveaux succès en Formula E. Avant, pourquoi pas, de viser un titre mondial en fin d’année ?

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