En 1959, la référence en matière de voiture de Grand Prix a plus à voir avec son équivalent actuel qu'avec celui de 1950, du moins sur le plan de la conception. A l'inverse, on pourrait presque établir une filiation directe entre la version 1950 et les première années de l'automobile. Le fait que le tournant décisif dans l'évolution de la lignée soit intervenu au cours de la décennie centrale du siècle n'est peut-être pas dépourvue de sens.
La formule en cours en 1950 à l'instauration du Championnat du monde était pour l'essentiel une resucée de la catégorie voiturette d'avant-guerre, laquelle se situait juste en-dessous des Grands Prix, une sorte de Formule 2, au nom près. Son adoption comme Formule 1 après la guerre s'accordait parfaitement aux restrictions de l'époque. On descendit donc des étagères différents types de moteurs Alfa Roméo, Maserati, et ERA 1,5litres turbocompressés dont le bruit d'échappement déchirèrent la froidure économique ambiante pour donner le coup d'envoi de la renaissance de la course de Grand Prix.
Cependant, au milieu des sonorités aiguës, on percevait le grondement grave des Talbot atmosphériques. Néanmoins, elles avaient été autorisées à s'aligner dans la nouvelle F1 aux côtés de voitures plus petites simplement pour faire nombre. C'était une mesure de circonstance, qui eut des répercussions non négligeables sur la conception des voitures de Grands Prix.
Mais pas dans l'immédiat. Car l'Alfa Romeo 158, qui avait dominé la période avant-guerre, resta inchangée au cours de sa deuxième carrière en tant que voiture de Grand Prix. Malgré ses 13 ans, elle faisait toujours référence en 1950, année où elle remporta toutes les épreuves du Championnat. Cela révélait au grand jour le conservatisme qui régnait depuis toujours au sein des bureaux d'études des voitures de Grands Prix : dès lors qu'un thème s'était révélé fécond, on avait tendance à ne plus le remettre en question, se bornant simplement à les faire progresser par l'intermédiaire du développement et d'une mise au point minutieuse.
Les voitures de Grands Prix avaient le moteur à l'avant, et la puissance était transmise aux roues arrières. Cette puissance provenait généralement d'un turbocompresseur, un système entraîné mécaniquement qui comprimait l'air admis dans le moteur et tirait avantage du fait que plus on pouvait amener d'air à l'intérieur des cylindres, plus grande était la puissance que l'on pouvait obtenir. Dans la majorité des cas, ce système alimentait huit cylindres disposés en ligne. L'Alfa de 1950 était en avance sur la plupart de ses rivales en ce sens que la boîte de vitesse était montée à l'arrière pour équilibrer le surcroît de poids de la distribution ; de plus, la suspension des roues arrières était elle aussi indépendante, et pas seulement celle des roues avant. Le châssis sur lequel était boulonnée cette suspension était un cadre en forme d'échelle renforcé par des tubes soudés, le tout caréné par des panneaux métalliques indépendants de la structure. La décélération était assurée par des freins à tambours.
L'industrie aéronautique exploitait depuis longtemps les avantages de la coque porteuse, plus moderne, et des freins à disques. La technologie existait, mais personne ne s'était avisé de l'utiliser.
Dans une période marquée par un tel conservatisme technique, où la route à suivre était plutôt le développement que l'innovation, il n'était pas étonnant que la puissance de l'usine Alfa Roméo impose sa loi aux petites entreprises des spécialistes. Cependant, l'un de ces spécialistes du nom de Ferrari parvint à mettre un terme au règne Alfa.
Cela ne doit rien au génie technique de Ferrari ; ce fut plutôt une question de tactique. Après un essai infructueux pour reprendre Alfa en imposant ses conditions avec une nouvelle F1 turbocompressée, Ferrari prit le parti d'explorer la voie du 4,5 litres sans turbocompresseur.
Les paresseuses Talbot avaient les dimensions pour l'accueillir, et ne pouvaient rivaliser avec les Alfa 1,5 litres qui en 1951 développaient tout près de 400 CV. Cependant, pour obtenir cette puissance, le turbo des Alfa tournait à des pressions telles qu'il fallait utiliser un carburant à la base de méthane à la fois pour le refroidissement et la combustion à l'intérieur du moteur, le revers de la médaille étant une consommation rédhibitoire de 180 litres au 100 km ! Ce qui signifie en revanche qu'il pouvait arriver que sur la durée d'une course les Alfa se trouvent sous la menace directe de Talbot qui ne délivraient pas plus de 220 chevaux, pour la simple raison que les voitures françaises passaient moins de temps dans les stands pour ravitailler.
Il ne devrait pas être difficile, réfléchit Ferrari, de construire un 4,5 litres beaucoup plus élaboré que le vieux moteur type sport de la Talbot. Même si le moteur ainsi obtenu demeurait moins puissant que celui de l'Alfa, il serait peut-être suffisamment proche de ce dernier pour le battre au bout du compte. C'est ce qui arriva. Et presque aussitôt la victoire de Ferrari sur Alfa à Silverstone en 1951, les moteurs atmosphériques devinrent la norme. Il faudrait attendre 26 ans pour voir les prochaines tentatives sérieuses concernant les voitures turbocompressées.
La retraite d'Alfa à la fin de 1951 signifia également la rupture avec la tradition ancienne de voitures de Grand Prix à huit cylindres en ligne, même si cette configuration devait opérer un bref retour avec succès. La Ferrari 4,5litres était un V12, mais lorsqu'en 1952-53, ce fut la formule à 2 litres qui prit le relais, l'ingénieur Aurelio Lampredi se dit que l'avantage de puissance obtenu sur un multicylindre serait annulé par son poids et le manque de couple à bas régime des moteurs d'une cylindrée aussi limitée. Raisonnement qui se révéla juste, si l'on en juge par les performances réalisées par sa Ferrari 500 à quatre cylindres deux fois champion du monde. La Maserati 2 litres était un six cylindre, mais bien que sa vitesse de pointe fût supérieure à celle de la Ferrari, il n'avait pas les reprises de ce dernier et fut loin d'obtenir le même palmarès.
Lorsqu'en 1954 la Formule 1 s'ouvrit aux 2,5 litres, la controverse reparti à propos de la configuration idéale pour le moteur. C'est une formule qui devait avoir cours toute la fin de décennie, période au cours de laquelle des quatre cylindres en ligne, des six cylindres en ligne, des V6, des huit cylindres en ligne et des V8 ont tous connus la victoire. Ce qui tendait à se retrouver chez tous, cependant, était une architecture interne datant de cette fameuse Fiat de 1921 : Deux grosses soupapes par cylindre ainsi qu'un carter et un bloc solides pour autoriser des rapports course/alésage toujours plus élevés. Les années cinquante ignorèrent la technologie des multisoupapes qui faisaient fureur avant la Fiat, et ce n'est qu'au cours des années soixante qu'elle sera redécouverte. En attendant, le montage complexe de deux bougies par cylindre devait en partie tenir lieu de compensation.
La puissance des moteurs demeura le sujet primordial de préoccupation pour les ingénieurs tout au long de la décennie. La conception du châssis, quant à elle, connut une évolution beaucoup plus lente. Il fallut attendre 1954 pour que Maserati abandonne finalement son essieu arrière rigide non indépendant : quant au châssis, tout le monde continuait d'utiliser la structure en échelle. La tendance était à concentrer les rares efforts de développement sur la réduction de la hauteur des voitures, et donc de leur surface frontale, le plus souvent en faisant passer l'arbre de transmission non pas sous le pilote, mais à côté de lui.
Lorsque Mercedes revint à la compétition en 1954, la donne technique se trouva rehaussée, et ce bien que la configuration de leur W196 demeurât fondamentalement classique. Les innovations concernaient plutôt des points de détail que la conception globale. Le châssis franchissait un pas par rapport à la tradition des tubes soudés utilisés pour renforcer la structure en redistribuant la géométrie de cette tubulure de façon à transformer en une structure totalement portante et permettant de se passer des cadres en échelle.
Avec son moteur incliné, la voiture était plus basse sur la piste et son centre de gravité abaissé lui aussi par rapport aux autres voitures. A une époque où le carburateur était de mise, ce moteur bénéficiait d'une injection directe, ainsi que d'une commande de soupapes desmodroniques, à l'heure où les soupapes des autres voitures étaient actionnées par un système de ressorts moins précis et moins fiable. Elle était équipée de véritables amortisseurs, alors que la plupart des contemporaines faisaient encore confiance au type à bras rotatif ; et bien que ses freins soient encore à tambours, il étaye en position "inboard" afin de réduire la masse non amortie de la voiture.
Mais la particularité la plus remarquable de cette voiture était l'apparence sans concessions de sa carrosserie carénée. Le règlement de l'époque autorisait le carénage des roues - qui ne fut interdit qu'en 1961 - mais Mercedes était le seul à avoir profité de cette possibilité. Cependant, le bénéfice de sa moindre prise au vent en ligne droite était en règle générale annulé par une absence d'équilibre de la motricité dans les courbes rapides due à l'aérodynamisme de la voiture. De plus, la conception entraînait un surcroît de poids important, ce qui, sur la plupart des circuits les plus rapides où la vitesse était déterminante, tels que Reims ou Monza, donnait à la voiture cette forme caractéristique de "pantoufle" sur ses roues inclinées vers l'intérieur. Ce qui confirme que l'aérodynamique, s'agissant du relèvement de la voiture ou de sa force d'appui, et non plus de la simple prise au vent, en était encore à ses balbutiements, et mal connue.
A l'époque, Mercedes n'avait pas le monopole de l'innovation. L'écurie britannique Connaught a elle aussi développé un modèle de carénage des roues pour sa série B. C'était également la première voiture de Grand Prix à utiliser les freins à disques. Si cette compagnie avait disposé de capitaux nécessaires, l'histoire de la Formule 1 aurait pu être différente. Dès 1953 figurait dans ses cartons une voiture à moteur central et coque porteuse - ou monocoque - qui ne vit jamais le jour. Elle avait cinq ans d'avance sur son époque en ce qui concerne la position du moteur, et pratiquement dix ans pour la conception du châssis, lequel aurait rendu obsolète le châssis Mercedes lui-même, en appliquant à cette recherche les techniques de l'industrie aéronautique.
C'est à Vanwall que revint le mérite, entre 1956 et 1958, de maîtriser avec succès les avantages conjugués du freinage par disques et d'une conception saine de l'aérodynamique. L'écurie s'en alla prendre conseil auprès de Franck Costin, ancien ingénieur en aérodynamique chez Havilland, qui dessina une coque au nez allongé, haute à l'arrière, et dont la pénétration dans l'air était de toute évidence plus efficace que chez toutes les autres voitures, et qui cependant n'était pas affligée de cette absence d'équilibre à grande vitesse dont souffrait la carrosserie profilée de la Mercedes. Cependant, Costin lui-même ne franchit pas le pas de l'utilisation du flux d'air pour créer une force d'appui. Il faudra attendre encore une décennie pour voir ce phénomène faire son entrée dans la Formule 1, même si ailleurs l'ingénieur suisse Michael May travaillait déjà à cette idée.
Les freins à disque de la Vanwall étaient fabriqués par Dunlop. Le fabricant de pneumatiques prit également une part importante dans l'amélioration des records du tour en incorporant du Nylon à la gomme, ce qui assouplissait les flancs, et en favorisant le développement des pneus - à l'époque étroits comme des rubans - vers des largeurs de plus en plus importantes et des tailles de plus en plus basses. La résistance des matériaux signifiait également que les carénages des roues pouvaient être plus minces, ce qui abaissait la température. Cela permettait d'utiliser des composés plus tendres dans le but d'augmenter l'adhérence. On aura une idée de l'efficacité de cette démarche en constatant qu'en 1958, la Vanwall équipée de nouveaux pneus Dunlop tournait 3,8 % plus vite qu'en 1957.
Les chiffres sont encore plus frappants si l'on considère que la voiture avait vu sa puissance réduite de 30 chevaux à la suite d'une modification dans le règlement. Les compagnies pétrolières, à l'époque principaux sponsors de la F1, étaient vivement intéressées par l'emploi d'un carburant plus proche de celui que l'on trouve à la pompe à la place de ces cocktails bizarres d'azote et d'alcool utilisés auparavant.
Parallèlement, on raccourcissait les épreuves sous la pression d'organisateurs soucieux d'inscrire au programme des épreuves secondaires le même jour que leurs Grands Prix. La durée minimale fut ramenée de 500 km ou trois heures à 300 km ou deux heures.
Tout ceci fut parfaitement mis à profit par l'innovateur le plus formidable de l'époque : Cooper. Sa minuscule voiture dont le réservoir avait une capacité trop faible avant les changements pouvait désormais finir l'épreuve sans arrêt au stand grâce au raccourcissement de la distance à parcourir et à la réduction de la consommation des moteurs alimentés par le nouveau mélange plus léger. Elle n'aurait peut-être pas souhaité essuyer les plâtres, mais la Cooper à moteur central a été en fin de compte celle qui a orienté la conception des voitures de Grand Prix vers la modernité, ou quelque chose d'approchant. En 1958, son moteur Climax client rendait encore 60 chevaux aux Ferrari et aux Vanwall, mais avec ses 3870 kg, la voiture accusait environ 180 kg de moins, grâce en grande partie à son agencement. En plus de cela, son moteur monté en position centrale, en attirant la masse de la voiture vers le centre, conférait à cette dernière une agilité bien supérieure à celle des dinosaures de la concurrence. De plus, elle était favorisée en vitesse de pointe en ligne droite pas sa surface frontale beaucoup plus réduite.
Les Auto-Union avaient connu la réussite au cours des années trente avec leur moteur monté en position centrale mais pas au point d'être parvenu à changer la norme. De toute manière, en choisissant la solution du V12 et V16 démesurément longs, on avait escamoté l'un des principaux avantages de cette disposition, le centrage de la masse. Les Cooper, à l'inverse, atteignirent un tel niveau de performance en 1959 qu'elle firent finalement tomber l'un des bastions les plus âprement défendus dans le domaine de la conception des voitures de Grand Prix.
source: f1légende
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Merci à Modena49
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Image: Peter Collins au volant de sa Vanwall en Grande-Bretagne (1954)
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