Fiche technique 1 - Le système SREC (KERS)

Vous avez sans doute entendu parler du système SREC (ou KERS) présent aujourd'hui dans le sport automobile et spécialement en Formule 1.

SREC, Système de Récupération de l'Energie Cinétique
KERS, Kinetic Energy Recovery System

Ce système est avant tout un système particulier de freinage qui permet de récupérer de l'énergie cinétique (due à la décélération) au lieu de la perdre sous forme de chaleur.

Dans le cas de la Formule 1, cette énergie est stockée afin d'être utilisée ensuite à la demande du pilote pour obtenir un supplément de puissance.
Il y a une réglementation très précise à ce niveau : pour chaque tour de piste effectuée, le pilote peut utiliser l'énergie emmagasinée pour un supplément de 80 chevaux pendant 6,67 secondes ou 40 chevaux pendant 13 secondes.

- Un vrai avantage pour doubler ou ne pas être doubler :
Ainsi un pilote désirant doubler peut déclencher son KERS et ainsi surprendre un pilote devant lui à un freinage.
A l'inverse, nous nous sommes rendu compte au fil des courses que les pilotes possédant un KERS et soumis à une forte pression d'un adversaire plus rapide peuvent déclencher leur système aux endroits clés afin de faciliter l'accélération de leur monoplace après un virage et se mettre à l'abri d'un dépassement. Nous pouvons citer l'exemple de Sebastian Vettel souhaitant doubler Felipe Massa au grand-prix d'Espagne 2009 : le pilote Red Bull a vu ces opportunités fortement réduites dans cette course, "bloqué" derrière le pilote Ferrari.
- Une légère économie de carburant. Pour l'instant, l'économie est trop faible pour constituer un vrai avantage mais les futures évolutions dans la réglementation rendront peut-être ce point intéressant. Aujourd'hui, on peut estimer qu'une monoplace avec le KERS économise 1,47 litres pour 70 tours.

Inconvénients :
- Le poids du système (20 à 30 Kg) est un vrai problème pour les écuries surtout cette année où le moindre kilo peut faire la différence sur un temps au tour.
- Les coûts de développement d'un tel outil sont si colossaux que beaucoup d'écuries n'ont pu se permettre de consacrer leurs budgets sur ce système. (Un coût de développement si élevé et les politiques de réduction de budgets de la FIA ne seraient-ils pas un peu en contradiction ?)
- Problème de fiabilité : plusieurs équipes (dont Ferrari) ont eu des problèmes de fiabilité avec ce système qui se trouve au coeur du fonctionnement de la monoplace.
- Dangers : l'utilisation de batteries (nous verrons plus tard que c'est un choix) peut entrer des problèmes de décharges électriques; il semblerait que ce problème ait été assez vite maîtrisé par les écuries; seuls 1 incident notable a été constaté chez BMW avec un mécanicien.

Stockage de l'énergie :
Rentrons un peu plus dans la technique : les équipes disposent de plusieurs choix pour le stockage de l'énergie :
- L'utilisation de batteries
- L'utilisation d'un volant d'inertie
- L'utilisation d'un accumulateur hydraulique
- [...]

Détaillons les 2 premiers points, qui sont les solutions qui paraissent les plus exploitables :

Le stockage chimique : les batteries

Des batteries ion-Lithium sont utilisées pour emmagasiner l'énergie.
Je ne vais pas rentrer dans le détail du fonctionnement des accumulateurs ion-Lithium mais je vous invite à visiter ce lien si vous êtes intéressé par le sujet : Accumulateur_lithium sur Wikipedia
Renault a par exemple choisi ce type de stockage pour sa monoplace; l'équipe a beaucoup hésité entre un stockage chimique ou mécanique mais ils ont conclut que le stockage en batteries offrait plus de perspectives de transferts de la technologie vers les véhicules Renault de tourisme pour les prochaines années.

Le stockage mécanique: le volant d'inertie
Ce stockage est aussi appelé "batterie mécanique". Si nous vulgarisons un peu sa définition, il s'agit d'un système dans lequel un élément en mouvement (rotation) parvient à conserver son mouvement (par inertie) bien que la force ayant initié ce mouvement ait été interrompue.
Pour rappel :

L'inertie est une réaction inverse résultant de l'accélération ou de la décélération d'un mouvement dans un référentiel terrestre.

Pour information, le principe du volant d'inertie avait été dessiné par Leonard de Vinci : ses plans ont ensuite fait l'objet de constructions réelles et son volant d'inertie fonctionne parfaitement.
A noter : si vous êtes intéressé par les multiples inventions de Leonard de Vinci, je vous conseille d'aller visiter le château du Clos-Lucé; j'y suis allé il y a quelques années et c'est vraiment passionnant !

Volant à inertie d'après les plans de Leonard de Vinci

Enfin bon, je m'écarte quand même un peu du sujet là...

Sinon, pour information, la Formule 1 n'est pas le seul sport automobile a avoir envisagé d'utiliser un système SREC :
- Des tests ont déjà été fait sur des motos.
- Les organisateurs des formules "24H du Mans" et "Le Mans series" prévoit l'utilisation de ce système (pour les LMP1)

Liens pour aller plus loin :
SREC sur Wikipedia
Freins dynamiques sur Wikipedia
Volants d'inertie sur Wikipedia
Accumulateurs Lithium sur Wikipedia