En retraçant l’évolution des formes des formules 1 et des voitures de course en général depuis le début du XXème siècle jusqu’à nos jours, nous espérons mettre en évidence toute la complexité de leur aérodynamisme, et surtout les efforts déployés par les centaines d’ingénieurs s’étant penchés sur la question :

Les premiers concepteurs de voitures de courses au début du siècle ne se souciaient guère de l’aérodynamisme sur les voitures de courses. La forme du véhicule était déterminée par l’emplacement de ses pièces et une logique rudimentaire.

Les débuts de la Formule 1 se firent dans les années 1950 grâce au premier championnat de Formule 1. Là encore, les moyens financiers et technique ne sont pas suffisant pour que les constructeurs se soucient de l’aérodynamisme.

Le seul but de la carrosserie était de diminuer la traînée. Elle était donc de la forme d’une goutte d’eau ou ovoïde.

Ferrari, 1950

Les années 50 marquèrent le passage du moteur de l’avant à l’arrière du véhicule (1957). Le moteur arrière donnait moins de résistance à l’avancement que le moteur avant et allait révolutionner la structure des Formules 1.

	Cooper T45, 1958

Au début des années 60, le moteur des formules 1 fût placé a l’arrière et permit de réduire les perturbations des flux d’air générés par les sangles, les grilles d’aérations et d’autres éléments situés à l’avant et sur le dessus de la monoplace. La ligne de la monoplace fût également amincit et améliora l’aérodynamisme grâce à une surface frontale réduite.

En 1968 il y eu un grand tournant dans l’aérodynamisme des Formules 1. Ce fût l’arrivée des ailerons. Ceux-ci ont été copiés à un constructeur Américain qui les mettait à l’arrière de ses voitures de courses mais la charge aérodynamique était si forte qu’elle déséquilibrait le véhicule. Les constructeurs de F1 ont donc placé des petits ailerons à l’avant afin de diminuer le déséquilibre de la monoplace.

Les années 70 virent l’apparition de l’effet de sol: plus les ailerons sont près du sol, plus la traîné qu’elle induit est réduite et donc plus la portance est accrue. Le rôle de la partie avant pris une dimension prépondérante. Les ailerons avant furent rapprochés du sol pour produire suffisamment d’appui pour la maniabilité de la monoplace. La forme fût également revu afin qu’elle produise la traînée la plus propre possible. En 1970, les écuries McLaren et Lotus introduisirent un élément aérodynamique toujours utilisé de nos jours : la prise d’air moteur. La prise d’air permet grâce à la boîte à air, de conduire l’air jusqu’au trompettes d’admission situées sur le dessus du moteur. Cette prise d’air moteur située juste derrière le pilote, présentait des perturbations mais permettaient d’avoir de meilleures performances.

En 1972, les pontons firent leur apparition. Ceux-ci étaient destinés à accueillir les radiateurs servant au refroidissement de la voiture. Ils n’étaient pour l’instant que d’une hauteur importante, minces, larges et pourvus d’une entrée d’air de très grande taille.

Mais en 1977, des constructeurs inventèrent des pontons déporteurs en forme d’aile d’avion inversée. Cette forme permit un appui aérodynamique important. L’accélération de l’air dans les pontons latéraux qui engendrait le champ de dépression voulu était possible grâce à un tunnel en forme de venturi situé sur un des côtés d’un châssis étroit. Afin de créer un effet de sol, l’air devait être emprisonné et c’est pour cela que les pontons étaient aussi près que possible du sol. Ceci était possible grâce aux jupes aérodynamiques.

En 1978, des jupes furent installées sous chaque ponton et la voiture fût amenée aussi près du sol que possible car Peter Wreight (un des constructeur de la Lotus 79) s’était aperçu que cela créait un vide partiel et provoquait une adhérence phénoménale. Au niveau de la partie arrière, certaines voitures se virent équipées d’ailerons avec un seul pied afin de réduire les perturbations. La forme des ailerons varie ensuite selon les écuries (formes de V, aileron arrière biplan, dérives latérales prolongées vers le bas…)

Au début des années 80, on pu voir que des voitures enlevèrent l’aileron avant (possible grâce à l’effet de sol) afin de créer moins de déportance.

On vit aussi lors de cette décennie une nouvelle innovation au niveau de l’aileron avant : l’aileron en ailes de mouettes. Celui- ci introduisait le travail sur la bonne alimentation du fond plat ainsi que l’optimisation de l’effet de sol.

A partir de 1983, l’effet de sol fût interdit sous les voitures et les voitures se virent équipés de fond plats. Les ailerons avant se placèrent plus près du sol. Les pontons qui étaient généralement en forme parallélépipédique et d’une longueur la plus grande possible afin de bénéficier d’un plus grand effet de sol virent leur dimension réduire. En 1989, on pu voir l’apparition d’une nouvelle sorte de ponton avec une surface frontale réduite, puis un élargissement en son centre (afin d’y loger les radiateurs) et ensuite un rétrécissement à l'arrière du ponton.

Un petit saute-vent fût introduit devant le cockpit pour diriger l’air au dessus du casque et éviter au pilote d’être perturbé par le flux d’air. La forme relevée du soubassement fût placée à l’arrière de la monoplace, au lieu de devant les roues arrière comme à la fin des années 70. Les constructeurs fixèrent des lamelles verticales à ce soubassement pour mieux diriger et accélérer l'air. Pourtant, la dépression engendrée était beaucoup moins élevée qu'avec les voitures à effet de sol autorisées jusqu'à fin 1982. Le plan de l’aileron arrière fût redressé, et ainsi l’air qui arrivait dessus était mieux détourné. Il y avait donc une meilleure déportance créée et la voiture disposait d’une meilleure adhérence. Il y eut des dérives latérales sur les côtés de l’aileron afin d’améliorer le travail de celui-ci en diminuant les tourbillons d’air formés autour de lui.

Lors de l’année 1990, il y eut l’introduction du nez relevé créer par Jean-Claude Migeot de chez Tyrrell. Cette évolution fût faite dans un grand nombre de formules 1 bien que certaines mirent un certain temps à l’adapter.

Lors de cette décennie, les monoplaces acquirent une fluidité dans leur forme. On peut aussi remarquer que les voitures entres les écuries se ressemblent de plus en plus. L’explication très simple est seulement que lorsqu’une écurie introduisait un élément aérodynamique qui se révélait efficace, les autres écuries l’adaptaient à leurs monoplace. 1994 fût l’année de l’arrivée des déflecteurs. Ces éléments aérodynamiques permettaient au flux d’air de contourner les pontons, tout en en conduisant une partie à l’entrée d’air des pontons. Il y avait deux types majeurs de déflecteurs. Ceux comme Ferrari et Benetton qui avaient deux déflecteurs : l’un juste derrière les roues avant et les éléments de suspension, et l’autre juste devant les pontons (déflecteur principal). Tyrrell, Williams et Minardi avaient un seul déflecteur placé juste devant le ponton et d’une plus grande taille que ceux qui utilisent les deux déflecteurs. Cette solution fût finalement adoptée par toutes les écuries.

En effet cela augmentait la section sous la monoplace et donc diminuait la vitesse du flux passant sous elle.

En 1997, Tyrrell créa une nouvelle innovation aérodynamique : un petit aileron haut placé sur chaque ponton. Ce dernier était utilisé dans le but de rajouter de l’appui. Certaines écuries reprirent ce principe la saison suivante, mais malheureusement il fût interdit pour des raisons de sécurités.

A l’arrière de la voiture, le soubassement fût conservé incliné vers le haut. Des lamelles perpendiculaires y furent ajoutées afin de créer un "couloir Venturi". Ainsi à partir d’une certaine vitesse, la monoplace était plaquée au sol.

Lors de l’année 1995, des carénages de roues furent intégrés à la carrosserie afin de dévier le flux des roues qui généraient des perturbations et de la portance. Ceux-ci montaient à la même hauteur que les roues arrières sans l’englober totalement. Grâce à eux, la traînée et donc la résistance à l’avancement furent diminuer et le comportement de la voiture s’en trouva amélioré. Pour causes de restriction, sa taille fût diminuée et il pris le nom de déflecteur.

Lors de l’année 2001, le principe de double quille fut introduit. Celui-ci placé sous le nez haut de la formule 1 permettait à l’air de s’écouler plus facilement et créer un effet Venturi.

McLaren innova en 2000, en mettant une cheminée au dessus des pontons pour évacuer l’air chaud. Les ingénieurs les affinaient au maximum afin de diminuer la résistance à l’air. Toutes les écuries finirent par adopter ce principe, chacune avec un style différent (coupe en V à l’arrière, longues cheminées….)

Les innovations technologiques permirent de réduirent le moteur de plus en plus ce qui entraîna un rétrécissement de la carrosserie arrière afin de permettre un meilleur écoulement des flux. En conséquence, les déflecteurs arrières s’élargirent et une cloison interne aux roues apparue. Ceci permis de dévier l’air par-dessus les côtés intérieurs de la roue arrière et permis au flux d’air central de comporter moins de turbulences provenant de la roue. Celles-ci étaient déviées vers l’extérieur grâce aux cloisons. On vit aussi la généralisation en 2002, d’un petit aileron déporteur situé à l’arrière du véhicule.

Voilà, maintenant, après avoir vu l’évolution et la complexité de l’aérodynamisme automobile, nous allons donc comme promis vous détailler le plus simplement possible et en détail l’équipement aérodynamique d’une formule 1 moderne…