Honda hors des sentiers battus

Honda hors des sentiers battus
Par Nicolas Carpentiers le 24/04/2015 à 12:35 28 Commentaires
Respect des traditions, goût de l’innovation. Entre ces deux pôles oscille la culture japonaise. Sauf en sport automobile, où son goût de l’invention s’est toujours exprimé sans réserve. Connaissant l’attrait du Soleil Levant pour les nouvelles technologies, le paddock était impatient de découvrir les innovations du premier propulseur hybride de Formule 1 mis au point par Honda.
À dénombrer les multiples pannes ayant affecté les McLaren depuis les essais hivernaux, on subodorait que l’imagination des ingénieurs nippons avait été débridée. Maladies de jeunesse qui s’expliquent en effet par l’ambition de Honda de rattraper ses concurrents en exploitant des technologies inédites… pas tout à fait éprouvées. Conscient que les marges d’évolution permises par le règlement allaient se rétrécir au fil des saisons, le motoriste n’a pas voulu entamer 2015 avec un six cylindres conventionnel, robuste mais au potentiel limité.
Une telle audace technique tient aussi – peut-être même surtout – aux contraintes drastiques imposées par son partenaire McLaren, qui a voulu offrir le maximum de liberté à l’aérodynamicien Peter Prodromou (ex-bras droit d’Adrian Newey chez Red Bull) :
“Pour cette voiture, il n’était pas question que le moteur, ses accessoires et les systèmes de récupération d’énergie soient un frein à la performance aérodynamique, confirme Éric Boulier, directeur de la compétition. Il fallait tout encapsuler, pour que rien ne dépasse. Le châssis a évidemment été conçu pour cela. Pour y parvenir, les gens de Honda ont dû s’y reprendre à plusieurs reprises et en arriver à la version 3 du groupe moteur, tant les deux premières ne cadraient pas avec le cahier des charges châssis/aéro. Cela leur a demandé d’énormes efforts.”
AXIAL ET RADICAL
Pour limiter l’encombrement de son moteur, Honda a séparé le compresseur de la turbine – mais d’une manière différente que Mercedes. Sur le V6 des Flèches d’argent, le volumineux compresseur est placé à l’avant du bloc. Comme l’a détaillé notre excellent confrère Craig Scarborough, le RA615H pousse plus loin encore l’art de la miniaturisation en logeant son compresseur à l’intérieur même du “V” formé par les deux bancs de cylindres, juste à côté du MGU-H. Belle trouvaille, certes, mais comment y parvient-on ?
Installer un compresseur dans un espace aussi restreint a poussé les ingénieurs du centre de recherches de Sakura à choisir un compresseur axial. La différence ? Dans un compresseur axial, le flux d’air traverse la pièce mécanique transversalement, en suivant l’axe de rotation. Sa forme oblongue est donc relativement compacte (même si le système exige une tuyauterie plus tortueuse). Dans un compresseur centrifuge, en revanche, le flux ressort du compresseur perpendiculairement à l’axe de rotation, ce qui accroît les dimensions de l’ensemble.
Un compresseur axial monte plus vite en régime (ce qui facilite l’exploitation du moteur et le travail du MGU-H), mais il n’atteint sans doute pas un taux de compression aussi élevé que son homologue centrifuge, car l’article 5.1.6 du règlement technique n'autorise qu’un seul étage dans le compresseur. Cette limite n'est cependant pas un défaut rédhibitoire étant donné la limite qu’impose le règlement au débit d’essence (en général, la pression maximum est estimée à 3,5 bars en raison des limites de l’alimentation en carburant). Quant à la turbine, elle est située de manière plus conventionnelle derrière le bloc.

Honda hors des sentiers battus





COMPACITÉ ET AUTRES BÉNÉFICES
Comme on peut le voit dans le comparatif ci-dessous, l’architecture du V6 Honda se rapproche de celle retenue par Mercedes, sans être absolument identique.
Parmi les singularités, le compresseur axial offre au moteur japonais une plus grande compacité que le compresseur centrifuge de son homologue allemand, même s’il impose des conduits très spécifiques. Moins avantageuse, sa proximité avec le MGU-H au creux du “V” met le système de récupération d’énergie à rude épreuve du point de vue thermique. Autre différence : pour récolter les gaz brûlés, Honda a opté pour un collecteur unique ­– solution que Brackley avait adoptée l’an dernier avant de l’abandonner cette saison au profit de tubulures conventionnelles. Sur le papier, un collecteur unique, court, privilégie la compacité et la quantité d’énergie envoyée à la turbine. En réalité, chaque dessin possède ses avantages, comme nous l’avons montré par ailleurs.
Parmi les caractéristiques que partagent Mercedes et Honda, l’installation disjointe du compresseur et de la turbine autorise un meilleur refroidissement, puisque le compresseur et les conduits sont montés à l’avant du bloc, loin des 900 °C de la turbine et des tubulures d’échappements brûlantes. Situé dans une zone nettement moins chaude que sur le moteur Renault par exemple (qui accole compresseur et turbine), le compresseur peut se satisfaire d’un intercooler plus petit (l’air compressé ayant moins besoin d’être refroidi).
Logé à l’intérieur de la monocoque, en position centrale, sur la W06, l’intercooler est implanté plus classiquement sur la MP4-30 dans le ponton droit. Quant au moteur Ferrari (*) il niche l’intercooler au centre des deux rangées de cylindres, en vue de réduire au maximum le blocage du flux d’air à l’intérieur des pontons (comme expliqué ici en détail).
Autre avantage de l’architecture commune à Mercedes et Honda : les conduits reliant le compresseur à l’intercooler sont plus courts que sur les moteurs conçus par Renault et Ferrari. Sur le V6 teuton ­– et pour le moment en théorie sur le bloc nippon –, il faut donc moins de temps et d’énergie pour faire circuler l’air comprimé, ce qui permet de réduire le fameux “temps de réponse” du turbo. Or abaisser ce décalage permet de réduire la proportion d’énergie récupérée par l’ERS que le MGU-H doit consacrer à la relance de la turbine quand la pédale d’accélérateur n’est pas enfoncée (ce qui permet de consacrer davantage d’énergie au “boost” proprement dit).
(*) Sur le moteur Ferrari 059/4 de 2015, le turbocompresseur est toujours situé à l’arrière du bloc (comme sur le Renault) et l’intercooler légèrement redessiné à l’intérieur du “V” formé par les rangées de cylindres, mais on ignore encore si le MGU-H est toujours installé entre le compresseur et la turbine.



Honda hors des sentiers battus



ORIGINALITÉ À TOUS LES ÉTAGES
Tout au-dessus du V6, la prise d’air est divisée en deux conduits distincts. Le premier refroidit un large radiateur qui y est directement fixé, et dont l’air chaud s’échappe en suivant la courbure du capot moteur, jusqu’à son extrémité évasée, largement dimensionnée. Ce radiateur refroidit l’ERS.
Quant au second conduit, plus conventionnel, il alimente le bloc thermique en air, qui passe par le compresseur puis la boîte à air pour l’admission. Réalisée en aluminium, celle-ci est particulièrement basse grâce à la présence d’ailettes internes orientées à 90°, qui guident à angle droit l’air refroidi vers les cylindres.
Autre curiosité : la cartouche unique qui rassemble la batterie et les boîtiers de contrôle des deux systèmes de récupération d’énergie (thermique et cinétique), comme on le voit ci-dessous sur le cliché pris par le journaliste espagnol Albert Fabrega, insérée dans l'image de Racecar Engineering. Cet ensemble compact permet de gagner du volume sous le réservoir, au bénéfice d’un packaging très serré, mais laissant peu de place au refroidissement.

Une fois que Honda aura réglé les maladies de jeunesse de son V6, les gains de la philosophie “taille zéro” se feront sentir. Mais le temps presse...

Or le MGU-K et le MGU-H doivent impérativement être refroidis (par de l’eau ou de l’huile), ce qui a obligé Honda à brider son propulseur afin de contenir la hausse des températures et d’éviter des fuites de liquide de refroidissement par les joints entourant les axes. Quant à la bâche à huile et au MGU-K, ils sont implantés de manière classique : respectivement devant le moteur et sous le banc de cylindres gauche.
Une fois que Honda sera venu à bout de ses problèmes de fiabilité, les gains de la philosophie “taille zéro” se feront sentir. En attendant, il faudra au motoriste du courage, de l’endurance et une certaine dose de patience. Cela tombe bien, il existe en japonais un mot pour désigner une qualité alliant ces trois vertus : gaman. “Telle est la vie/Tomber sept fois/ Et se relever huit”, dit un proverbe populaire au Japon.
NB: Réalisés dans une perspective avant tout comparatiste et pédagogique, les schémas présentés ici simplifient à gros traits la complexité des groupes propulseurs (le réservoir est normalement creusé pour accueillir la bâche à huile ; les dessins des échappements et de la prise d’air sont trop schématiques ; de nombreux périphériques sont manquants, etc.).


http://www.f1i.com/f1i-features/honda-hors-des-sentiers-battus/3/