Vous serez tous d'accord avec moi si j'affirme que l'objectif principal du pilotage, c'est d'aller vite ! Piloter se pratique sur un circuit, ou sur une route fermée, avec pour seul et unique objectif de parcourir une distance donnée en mettant le moins de temps possible. La notion de vitesse étant relative d'un individu à un autre, chacun roule à son rythme en fonction de son niveau de pilotage, mais avec un objectif commun : aller vite !
Pré requis
Définir une règle applicable pour chaque virage, de chaque circuit, pour chaque véhicule, est une mission impossible, tant les trajectoires dépendent de multiples paramètres : la courbure ou l'angle du virage, le véhicule utilisé, les pneumatiques, le revêtement, la météo..
Nous serons également limités par les lois de la physique et les capacités mécaniques du véhicule utilisé. Celles d'une Formule 1 étant bien supérieures à celles d'une voiture de série, on pourra se permettre, même avec une sportive, des choses qu'il sera difficile de mettre en place sur nos "pistardes" (je m'excuse par avance auprès des propriétaires de Formule 1, qui perdront des secondes précieuses en suivant les conseils de ce numéro de Racer's).
De plus, la notion de "trajectoire idéale" peut varier d'un pilote à un autre. Il est courant de voir, en compétition automobile de haut niveau, des pilotes qui font des choix différents sur la piste, avec plus ou moins de réussite. Nous verrons cependant que tous ont un but commun dans les choix qu'ils font..
Le meilleur moyen, pour chaque apprenti pilote, de définir la trajectoire idéale dans un virage est donc de comprendre à quoi elle sert, par quoi elle est définie et quel est son but final. C'est dans ce contexte que cet article, "Les trajectoires, comment ça marche", vous donnera tous les outils nécessaires pour être en mesure de définir vous-même la trajectoire idéale correspondant à votre cas : circuit, véhicule, météo..
Un peu de maths..
Oui, toi qui étais au fond de la classe pendant des années, tu vas aussi faire des maths ! Pour mesurer notre performance sur un circuit, nous utilisons tous un chronomètre, qui mesure un temps. Le temps s'exprime de manière très simple :
t = d / v
- d : la distance ;
- v : la vitesse.
Pour améliorer son temps au tour sur un circuit, nous allons donc pouvoir intervenir sur deux paramètres : la distance parcourue et la vitesse. Pour modifier sa vitesse, rien de plus simple : on freine ou on accélère. Mais pour modifier la distance parcourue, il va bien falloir jouer sur sa position sur la piste. Couper dans l'herbe est bien entendu exclu..
Définition
Essayons maintenant de donner une définition de la "trajectoire idéale". Nous venons de voir que nous pouvions jouer sur deux paramètres : la distance parcourue et la vitesse. Il peut paraître surprenant pour certains que l'on puisse modifier la distance parcourue sur un circuit, la longueur de la piste étant fixe. Fixe, oui, mais sur la ligne médiane : c'est la longueur officielle des circuits, celle qu'on trouve sur les données techniques, mesurée en se plaçant au milieu de la piste tout au long du tour..
Calculons la distance parcourue en fonction de notre placement sur la piste. Dans les lignes droites, les distances sont équivalentes, mais on parcourt plus de distance en restant tout à l'extérieur, et moins si on est tout à l'intérieur. Sur l'exemple de la figure ci-dessous (une piste de 10 mètres de large) :
- trajectoire extérieure : 2 376,8 mètres ;
- trajectoire médiane : 2 345,4 mètres ;
- trajectoire intérieure : 2 314 mètres.
Soit une différence de 62,8 mètres entre la trajectoire la plus à l'intérieur et la plus à l'extérieur. Si l'on roule à 130 km/h en vitesse stabilisée, il est très facile de quantifier cet écart sur le chronomètre : 65,8 secondes à l'extérieur, 64,9 secondes sur la ligne médiane et 64,1 secondes à l'intérieur, soit un écart de 1,7 seconde entre la trajectoire la plus intérieure et la plus extérieure.
Il suffit donc de rouler le plus à l'intérieur possible pour faire le meilleur chrono ! Et là, c'est le drame : la physique intervient !
La trajectoire idéale sur un circuit peut donc se définir comme le meilleur compromis que l'on pourra trouver, en fonction des conditions de roulage, entre la vitesse de passage et la distance parcourue. Pouvoir utiliser toute la largeur de la piste nous offre de nombreuses possibilités de trajectoires, qui nous permettent de nous adapter au cas dans lequel nous nous trouvons : piste sèche, piste humide, dépassement. Nous serons limités dans notre progression par certaines lois de la physique, telles que la force centrifuge ou la limite d'adhérence des pneus.
Light is right..
Une des principales forces physiques qui vont intervenir sur notre voiture en mouvement est la force centrifuge. Il y en a d'autres, comme le poids, la résistance au roulement ou le frottement de l'air, mais celle-ci nous intéresse tout particulièrement dans l'établissement de notre trajectoire idéale.
Le meilleur moyen de comprendre ce qu'est la force centrifuge est de regarder ce qu'il se passe à travers le hublot de votre machine à laver lorsqu'elle est en mode "essorage". Le linge mouillé, soumis à une vitesse de rotation élevée dans le tambour, se plaque vers l'extérieur. Lorsque vous conduisez votre véhicule, vous êtes soumis à cette même force dès que vous tournez votre volant : elle vous "pousse" vers le côté opposé à celui où vous tournez. Elle s'exprime comme suit :
Force centrifuge = m × V² / R
- m : la masse du véhicule ;
- V : la vitesse du véhicule ;
- R : le rayon décrit par la trajectoire.
Le premier paramètre, la masse, ne bouge pas. En y regardant de très près, elle n'est pas tout à fait invariable, puisqu'on consomme de l'essence, du pneu et qu'on transpire derrière son volant.. Mais c'est minime par rapport aux forces exercées sur notre véhicule. Vous pouvez tenter, à l'approche d'un virage serré, de faire descendre votre passager, mais je doute de l'efficacité de cette technique sur le long terme.. à expérimenter !
C'est aussi pour cela qu'il n'y a pas de pilote de Formule qui pèse 110 kg : il serait trop désavantagé par rapport à ses coéquipiers, la force centrifuge étant directement proportionnelle à la masse. C'est aussi une bonne excuse, pour les apprentis pilotes, pour se goinfrer au buffet du petit-déjeuner de nos trackdays préférés.. "De toute façon, je n'ai pas le physique pour piloter à haut niveau !"
On retrouve alors les deux paramètres primordiaux que nous avons déterminés dans la définition de la trajectoire idéale : la vitesse et la distance parcourue, R étant le rayon de la courbe que décrit notre trajectoire. Plus on va vite dans un virage, plus la force centrifuge est forte et nous tire vers l'extérieur de la courbe.
Le sacrifice
Un circuit se compose de lignes droites et de virages. Les plus longues distances étant parcourues dans les lignes droites, nous allons chercher à avoir le maximum de vitesse dans ces "bouts droits". Prenons l'exemple d'une ligne droite de 500 m : on parcourt cette distance en 12 secondes à 150 km/h, en 11,25 secondes à 160 km/h, en 10,6 secondes à 170 km/h.. Donc, si mon virage est suivi d'une ligne droite de 500 mètres et que j'arrive à avoir une vitesse moyenne de 170 km/h au lieu de 150 km/h sur cette ligne droite, j'aurai déjà gagné près d'une seconde et demie sur mon chrono.
Notre objectif principal, dans l'élaboration de notre trajectoire idéale, sera donc d'optimiser notre vitesse de sortie de virage. Ceci implique de sacrifier un peu l'entrée du virage pour favoriser la sortie.
La trajectoire d'un virage lent, ou "à rayon variable"
Dans ce virage, il y a deux phases distinctes : la phase de placement et la phase de réaccélération. Trois points repères la jalonnent :
- A : le point de braquage, là où je commence à braquer ;
- B : le point de corde, le seul endroit où je touche l'intérieur du virage ;
- C : le point de sortie. Ouf ! c'est terminé !
La première phase, celle où on inscrit son véhicule dans le virage, démarre au point de braquage (A) et se termine un peu avant le point de corde (B). On sacrifie son entrée de virage dans le but de préparer la sortie. Le rayon R décrit par notre trajectoire est petit (angle au volant important), ce qui implique que notre force centrifuge serait trop élevée si on mettait de la vitesse. C'est pour cela qu'on parle de sacrifice : on réduit sa vitesse pour que la force centrifuge nous "laisse" tourner. Cette phase se termine lorsque le véhicule est "orienté" vers la sortie du virage et que l'on est prêt à débraquer.
Pour pouvoir réaliser cette inscription en virage avec de la vitesse, il faudra maîtriser plusieurs techniques, notamment le freinage dégressif et la gestion des transferts de charge. Vous allez donc devoir lire l'article sur les transferts de charge et celui sur le freinage ! Pas folle, la guêpe !
On parle de trajectoire à rayon variable car, tout au long du virage, nous allons changer notre angle au volant selon plusieurs phases pour nous adapter au virage en question. Ce lien "angle au volant / action aux pédales" est primordial dans l'apprentissage du pilotage. En entrée, on s'autorise un braquage plus important car on réduit notre vitesse. En sortie, le fait de débraquer fait augmenter la valeur de R dans la force centrifuge : notre trajectoire décrit un cercle plus grand, la force centrifuge diminue et nous pouvons augmenter notre vitesse, donc réaccélérer. La réaccélération doit être progressive, adaptée à l'angle au volant. Autrement dit : plus tôt je débraque, plus tôt je réaccélère.
La projection du regard
Une grosse part de la réussite de la mise en place de ce type de trajectoire dépend de notre regard. Il faut anticiper au maximum les gestes que nous allons faire en "projetant" notre regard au loin, pour donner les bonnes informations à notre cerveau sur la situation à venir. Il ne faut pas hésiter, dans un virage très serré, à tourner la tête vers la sortie du virage pour transmettre les bonnes informations : vos yeux sont des capteurs, ils renseignent sur la situation présente et sur celle à venir. Ce thème du regard pourrait faire l'objet d'un article complet, tant il est important..
La trajectoire dans un virage rapide, ou "à rayon constant"
Dans ce type de virage, on garde un rayon de braquage constant. Le R de la force centrifuge ne varie pas : on ajuste la vitesse en fonction de plusieurs paramètres, comme les pneus utilisés, les capacités du véhicule, les conditions d'adhérence de la piste.. et aussi le (gros) cœur du pilote ! Ces virages sont parmi les plus dangereux sur les circuits. La courbe Dunlop du circuit Bugatti, la Fuchsröhre de la Nordschleife ou Blanchimont à Spa-Francorchamps en sont de bons exemples.
On essaie de manière générale d'avoir une assiette stable dans ce genre de virage rapide, c'est-à-dire qu'on garde le pied sur l'accélérateur pour "asseoir" l'arrière de la voiture. On parle de filet de gaz constant. Une erreur classique de débutant est de relâcher l'accélérateur en plein virage.. et là, c'est le drame ! Transfert de charge brutal vers l'avant, survirage..
Quelle que soit la typologie du virage abordé, on doit penser à la sortie du virage. La trajectoire idéale se définit en fonction de nombreux paramètres, variant selon le circuit, le véhicule et les conditions d'adhérence. Les démonstrations décrites dans cet article ont pour but de vous donner une base de connaissances pour que vous puissiez établir vous-même la trajectoire idéale qui conviendra à la situation dans laquelle vous vous trouvez.
Cas particulier de la chicane, ou succession de virages
Dans le cas d'une chicane, on doit raisonner de la même manière que pour un virage classique, en se posant la bonne question : comment vais-je faire pour avoir la vitesse de sortie la plus élevée ? C'est là que le sacrifice revient à la charge !
Comparons le placement de deux autos dans la même chicane. Dans le premier cas, le pilote est déjà en train de braquer pour négocier la seconde partie de la chicane : il peut commencer à réaccélérer pour s'extraire du virage. Dans le second cas, le pilote s'est laissé embarquer vers l'extérieur entre les deux parties de la chicane. Il n'a pas suffisamment sacrifié son entrée et se retrouve bloqué, sans pouvoir réaccélérer, car il est toujours en train de braquer pour se remettre sur la bonne trajectoire.
Si on était ressorti trop à l'extérieur du premier virage, on n'aurait pas pu négocier correctement le deuxième, avec pour conséquence une vitesse de sortie plus faible. Il est donc primordial de penser au dernier virage que nous allons aborder avant la prochaine ligne droite, en composant pour obtenir une vitesse de sortie la plus élevée possible.
Cet article est issu du numéro 1 de Racer's, le magazine de Marc Peraldi. Merci Marc !
