1 - KERS (son fonctionnement) - 2009

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Le KERS (système de récupération d'énergie cinétique) est l’une des grandes nouveautés de la saison 2009. L’une des plus mystérieuses, aussi.


Voici les réponses de Renault F1 Team à 10 questions concernant ce système.

A la fin de l'article, vous trouverez une vidéo de l'écurie Williams qui choisi la solution mécanique alors que la plupart des autres équipes ont préféré la solution électronique.


1. Quel est le principe de fonctionnement du KERS ?

Il s’agit d’un système dont le but est de stocker dans un réservoir (batteries, accumulateur à haute pression, volant d’inertie…) l’énergie libérée lors du freinage des monoplaces pour le restituer en phase d’accélération. Sur ce point, le règlement technique 2009 est clair: le KERS ne doit pas délivrer une puissance supérieure à 60kW, soit environ 80 chevaux, lorsque le pilote actionne le bouton au volant. Il ne peut pas non plus libérer plus de 400kJ à chaque tour.

2. Existe-t-il une seule manière de récupérer puis de restituer l’énergie ?

Au moment de concevoir les systèmes 2009, les ingénieurs avaient le choix entre deux pistes principales. La première consistait à utiliser un volant moteur mécanique en carbone, sous vide, relié via une transmission CVT au différentiel. Ce procédé restituait donc l’énergie mécaniquement. Il offrait une grande capacité de stockage et avait l’avantage d’être indépendant de la boîte de vitesses. Cependant, pour être piloté précisément, il nécessitait des activateurs hydrauliques puissants et encombrants. La seconde possibilité était de faire appel à un moteur électrique, qui agissait de deux manières : chargeur des batteries en phase de freinage, et générateur de puissance vers le groupe motopropulseur en phase d’accélération.

3. Quel a été le choix opéré par Renault et comment le système retenu fonctionne-t-il ?

Renault a choisi de faire appel à la solution électrique, comme la plupart des concurrents. Le système s’articule autour de 3 entités très importantes :

• Un moteur électrique (MGU : Motor Generator Unit) situé entre le réservoir de carburant et le moteur, relié directement au vilebrequin du V8, à qui il procure la puissance additionnelle.
  
• Des batteries de type ion-lithium (HVB : High Voltage Battery pack), de dernière génération, capables de stocker et de délivrer l’énergie très rapidement.
  
• Un boîtier de contrôle (KCU : Kers Control Unit), qui gère le fonctionnement du MGU en charge comme en décharge. Il a lié au boîtier électronique standard de la voiture.
  
  

4. Quelle a été la principale difficulté rencontrée lors de la mise au point ?

Tout d’abord, il a fallu s’accommoder du poids et de l’encombrement du système. Celui-ci, en effet, représente un surpoids conséquent par rapport à 2008. C’est autant de lest dont ne bénéficient plus les ingénieurs pour travailler sur l’équilibre des châssis. Ensuite, le refroidissement des batteries est primordial. Il a donc fallu travailler sur des systèmes spécifiques.

5. Où sont situées les batteries ?

Elles sont positionnées sous le réservoir de carburant. Certaines équipes ont choisi de les placer sous les jambes du pilote, voire dans les pontons, mais Renault y a renoncé, ces solutions présentant à son avis de trop gros risques en termes d’équilibre.

6. Le MCU est-il forcément positionné entre le moteur et le réservoir de carburant ?

Non. Il est possible de le placer en parallèle de la boîte de vitesses, à l’arrière des monoplaces. Il est alors connecté directement aux roues arrière, à qui il procure la puissance, via le différentiel.

7. Renault sera-t-elle la seule équipe à utiliser le système qu’elle a mise au point ?



Non. L’équipe vendra son système KERS à un autre concurrent cette saison.



8. Pourquoi la plupart des équipes sont-elles en retard dans la conception du système ?

Le calendrier de conception, tout d’abord, était très serré : le système a dû être conçu en 18 mois seulement. Le nombre d’avant projets et d’études préliminaires a donc été limité et certaines équipes ont pu en faire les frais, car optant pour une architecture trop difficile à mettre au point. Ensuite, la sécurité du pilote comme des mécaniciens a nécessité de nombreuses remises à niveau. Enfin, les usines ont dû mettre au point des bancs d’essais spéciaux, former le personnel, etc…

9. Le KERS rendra-t-il les courses plus disputées ?

Pas nécessairement. Si tous les concurrents disposent du KERS, ils l’utiliseront aux mêmes endroits, en même temps, et n’auront aucun avantage déterminant. En revanche, ne pas avoir le système sera un énorme handicap.

10. La F1 a-t-elle déjà aidé cette technologie à progresser en vue d’une utilisation à grande échelle ?



Les moteurs électriques capables de délivrer 80 chevaux pour en encombrement minimum et un poids réduit, dans un environnement difficile, constituent déjà une avancée non négligeable dans le monde de la récupération d’énergie.