Porsche a dévoilé à l’Autodromo Nazionale di Monza (IT) le vendredi 31 mars 2017 sa nouvelle voiture de course d’endurance : la Porsche 919 Hybrid. Le prototype du Mans, qui offre une puissance combinée d’environ 900 ch (662 kW), a été complètement retravaillé. Porsche compte bien défendre son titre, à la fois en gagnant la course des 24 Heures du Mans (17/18 juin) ainsi que les titres pilotes et constructeurs du Championnat du Monde d’Endurance FIA WEC pour la troisième fois consécutive après 2015 et 2016.
Fritz Enzinger, vice-président LMP chez Porsche, fait face à la saison avec beaucoup de respect: « Chacune des neuf courses d’endurance présente un défi. La fiabilité est l’exigence de base; six heures de navigation autour des nombreuses voitures dans les différentes catégories, chacune conduisant à différentes vitesses, rendent chaque course imprévisible – et finalement, ce n’est souvent que des secondes qui séparent le gagnant du reste du peloton. Avec une durée quatre fois plus longue que celle des autres courses, Le Mans est le sommet du championnat. Cette course de 24 heures pousse les hommes et les machines à leurs limites absolues. Toyota devrait être un candidat très fort dans la catégorie LMP1 avec un niveau supérieur pour la saison 2017. Nous allons faire face à eux avec une Porsche 919 Hybrid méticuleusement améliorée et une équipe de six pilotes de première classe. »
Technologie
Le modèle 2017 de la Porsche 919 Hybrid déploie une gamme de nouvelles innovations, en particulier dans l’aérodynamisme du véhicule, au niveau du châssis et avec un nouveau moteur à combustion. Le directeur de l’équipe Andreas Seidl, qui continue de servir de directeur technique intérimaire, rapporte: « Pour la saison 2017, 60 à 70 % du véhicule a été nouvellement développé. Le concept de base de la 919 Hybrid offre encore des possibilités afin d’optimiser des détails plus fins et de renforcer l’efficience. La monocoque est resté inchangée depuis 2016, mais le potentiel d’optimisation de tous les autres composants a été analysé et, dans la plupart des cas, des ajustements ont été effectués en conséquence. » Comme dans Formule 1, la monocoque est fabriquée à partir d’un composé de fibre de carbone à l’aide d’un design en sandwich.
Aérodynamique
La réglementation technique pour le Championnat du monde d’endurance FIA WEC 2017 introduit d’autres limitations en termes de dimensions de certains composants de la carrosserie qui affectent l’aérodynamique. Dans le but d’accroître la sécurité, les nouvelles mesures réduisent la force d’appui des prototypes LMP1, ce qui diminue la vitesse en virage du véhicule pour des raisons de sécurité. Sur la base des nouvelles spécifications et des résultats de développement, les ingénieurs Porsche de Weissach ont conçu deux nouveaux packs aérodynamiques pour la Porsche 919 Hybrid par un désir de compenser les temps de recul accrus résultant des exigences réglementaires.
En 2016, Porsche avait trois packs aérodynamiques pour la saison, mais la nouvelle réglementation a également imposé des limites aux nombres de packs. Andreas Seidl: « Limiter les équipes à deux ensembles aérodynamiques par saison est une mesure raisonnable de contrôle des coûts ».
L’un des nouveaux packs aérodynamiques est spécifiquement conçu pour la piste à grande vitesse au Mans. Pour atteindre les vitesses maximales sur les sections droites extrêmement longues, le design se concentre sur la réduction de la résistance à l’air. Le deuxième pack aérodynamique compense un plus haut niveau de traînée avec une plus grande force d’entraînement pour les pistes avec des virages. Le réglage précis en fonction de la piste est encore autorisé, mais en général, en 2017 cela impliquera un niveau de compromis plus élevé alors que ce n’était pas le cas avec les trois ensembles aérodynamiques de l’année précédente.
Les ingénieurs avaient surtout pour objectif de concevoir une extrémité avant du véhicule moins sensible à l’aérodynamique. Seidl poursuit: « En 2016, l’extrémité avant du véhicule accumulait de petites quantités de caoutchouc abrasif sur la surface de la voie. Ce caoutchouc s’accumulait et bouleversait l’équilibre du véhicule. Nous avons analysé ce phénomène et optimisé les composants de la carrosserie de manière pertinente. »
En comparant une vue de face de la 919 de cette année au modèle de l’année précédente, les arches de roues sont plus hautes, plus larges et plus longues. Elles attirent immédiatement les yeux! Sur le côté, le nouveau canal de la monocoque au passage de roue est visible, ainsi que les prises d’air arrière redessinées pour les radiateurs.
« En raison des pertes aérodynamiques que nous entraînons en raison de la nouvelle réglementation, nous prévoyons une augmentation de trois à quatre secondes des temps au tour au Mans », explique Seidl. « Nous devrons attendre et voir à quel point les différentes améliorations que nous avons apportées compenseront ces pertes ».
Système de conduite
Dans le cadre du pack de mesures d’amélioration, les ingénieurs Porsche ont renforcé l’efficience et la performance du train. La transmission sur les essieux avant et arrière, le moteur à combustion, le moteur électrique et les systèmes de récupération d’énergie ont tous été optimisés, mais le principe de base du système d’entraînement est inchangé: l’essieu arrière de la Porsche 919 est piloté par un moteur à combustion V4 de 2 litres extrêmement compact. Le moteur combine la technologie du downsizing avec des turbos avec une injection directe de carburant efficiente. Au final, ce moteur développe un peu moins de 500 ch (368 kW) et est le moteur à combustion le plus efficient de l’histoire de Porsche à ce jour. Deux systèmes de récupération d’énergie différents – un système de récupération d’énergie de freinage sur l’essieu avant plus un système de récupération d’énergie d’échappement – alimentent une batterie au lithium-ion qui, à son tour, gère un moteur électrique capable de développer sur demande plus de 400 ch (294 kW) sur l’essieu avant. La Porsche 919 Hybrid, développée à Weissach, est le seul prototype à pouvoir récupérer l’énergie pendant l’accélération ainsi que durant le freinage. Il atteint une puissance combinée de plus de 900 ch (662 kW), profitant de l’énorme traction générée lorsque la voiture accélère dans les virages avec une puissance supplémentaire de 400 chevaux sur l’essieu avant, transformant la Porsche 919 en une traction intégrale.
Environ 60% de l’énergie récupérée provient du KERS (Kinetic Energy Recovery System) sur les freins de l’essieu avant. Les 40% restants sont générés par le système de récupération d’énergie des gaz d’échappement. En moyenne, 80% de l’énergie de freinage récupérée à partir de l’essieu avant est immédiatement convertie en énergie de propulsion. Si le moteur à combustion était nécessaire pour fournir cette énergie électrique, il faudrait augmenter sa puissance de plus de 100 ch (74 kW), ce qui augmenterait la consommation de carburant de la voiture de course Porsche de plus de 20%. Au Mans, cela équivaut à un litre supplémentaire de carburant par tour. Un autre avantage du système de récupération très efficaient est qu’il permet à la 919 Hybrid de fonctionner avec des freins plus petits et plus légers – une caractéristique qui non seulement réduit le poids, mais aussi la résistance de l’air, car les freins plus petits nécessitent moins d’air de refroidissement.
Pour récupérer l’énergie des gaz d’échappement, une petite turbine est installée dans les échappements. Cette turbine fonctionne à une vitesse de plus de 120 000 tr/min, alimentant un générateur. Tout comme l’énergie récupérée à partir des freins avant, l’énergie générée est stockée dans la batterie lithium-ion jusqu’à ce qu’elle soit nécessaire. Le conducteur peut accéder à cette énergie stockée à la demande en appuyant sur un bouton – en l’utilisant pour booster la voiture en virage tout en reconstituant l’énergie des gaz d’échappement générés lors de l’accélération. Pour s’assurer que la turbine fonctionne aussi efficacement à des vitesses inférieures, lorsque la pression d’échappement est faible, la turbine comporte une turbine à géométrie variable. En dépit de la technologie embarquée sophistiquée, l’équipe d’ingénierie était toujours en mesure d’obtenir une réduction de poids dans le système d’échappement.
Seidl: « Notre objectif était de s’assurer que le poids du véhicule ne dépassait pas celui du véhicule de l’année précédente, en dépit des nouvelles technologies innovantes que nous avons ajoutées – des éléments du châssis et de la carrosserie aux mises à jour du groupe motopropulseur ».
La 919 Hybrid recommence dans la catégorie d’efficacité énergétique la plus élevée prescrite par les règlements. Cela signifie que la voiture peut utiliser 8 mégajoules d’énergie récupérée sur la piste mancelle longue de 13,629 km, sous réserve de la restriction qu’elle ne consomme que 431 litres de carburant pour le faire. Les deux valeurs de consommation sont étroitement surveillées et totalisées après chaque tour.
Qualité de conduite et pneus
Parallèlement aux améliorations mécaniques apportées au châssis, un certain nombre d’innovations logicielles ont contribué à améliorer encore la qualité de conduite de la 919, notamment en matière de contrôle de traction et de gestion hybride. Ces deux facteurs ont un impact important sur la durée de vie des pneus, et cette considération devrait prendre une importance encore plus grande en 2017. Les équipes LMP1 auront maintenant trois séries de pneus disponibles pour chaque week-end et par voiture, afin que les ensembles de pneus puissent résister à des périodes de course multiples sur une base plus fréquente, ce qui représente l’équivalent de deux réservoirs de carburant ou un temps de conduite d’environ une heure et demie. Andreas Seidl: « En collaboration avec notre partenaire Michelin, nous nous sommes préparés intensément afin que nous soyons en mesure de maintenir le rythme jusqu’à la fin de la course, même lorsque nous conduisons en double parcours. Toutes les courses, que ce soit six heures ou 24 heures, seront également des sprints réels cette année. » Pendant la nuit au Mans, lorsque les températures sont plus fraîches, des périodes quasi quadruples sur un ensemble de pneus sont possibles.
WEC – la plate-forme idéale pour les pionniers technologiques
Avec ses règles d’efficience uniques pour les LMP1 (Le Mans Prototypes 1), le WEC représente une plate-forme idéale pour Porsche – et ce sont ces règles qui ont motivé le retour de l’entreprise en endurance en 2014. Les règlements fournissent aux ingénieurs un degré inhabituel de liberté pour introduire différents concepts d’entraînement et nécessite des technologies tournées vers l’avenir telles que l’hybridation, la réduction des coûts du moteur et l’utilisation uniforme de la construction légère. En conséquence, le WEC constitue la plate-forme idéale pour Porsche pour développer et tester les innovations pour les voitures de sport routières.
Prologue: la première rencontre avec la compétition
Dès demain, la première réunion des équipes en WEC se tiendra. Au Prologue WEC, il y aura un test conjoint de 14 heures en commun dont deux heures après le coucher du soleil. L’équipe Porsche fera rouler ses deux voitures durant les deux jours.
Neel Jani (33 ans, Suisse), André Lotterer (35 ans, Allemagne) et Nick Tandy (32 ans, Grande-Bretagne) seront les pilotes de la voiture de course numéro1. Jani est actuellement le champion du monde WEC et le vainqueur des 24 Heures du Mans 2016. Lotterer a remporté le titre de champion du monde en 2012 au volant d’une Audi R18 e-tron quattro et apporte avec lui l’expérience acquise grâce à trois victoires générales au Mans, alors que Tandy faisait partie de l’équipe victorieuse Porsche au Mans en 2015.
La voiture sœur portant le numéro 2 sera partagée entre le champion du monde 2015 Timo Bernhard (36, Allemagne) et les deux néo-zélandais Earl Bamber (26) et Brendon Hartley (27). Bamber a été victorieux avec Tandy au Mans en 2015, tandis que la même année Hartley a partagé le titre de Champion du Monde d’Endurance avec Bernhard.
