Toyota: Au coeur de l’aire de test du département Recherche &Développement

Recherche, Développement & Test. Que signifient de manière concrète ces trois mots dans le mon de la compétition de haut niveau ? Chez TOYOTA Motorsport GmbH (TMG), le camp de base du team TOYOTA Racing à Cologne, le département Research & Development , incluant l’espace dédié aux tests, joue un rôle primordial dans le programme Le Mans. C’est ce que nous vous proposons de découvrir aujourd’hui.

En quelques mois, le team TOYOTA Racing a dû concevoir et construire un nouveau prototype capable de relever le défi des 24 Heures du Mans. Pour cela, l’équipe a notamment pu compter sur les outils de TMG au niveau de la conception et de la construction de la voiture. Une fois en piste, la TS030 HYBRID a ensuite continué les tests en piste en parallèle, passant entre les mains du département Research & Development. Un espace impressionnant au cœur de TMG qui regroupe une multitude d’outils capable de tester la majorité des pièces qui composent la TS030 HYBRID. Pour ne pas dire la totalité…

La zone de test R&D s’étend sur une surface de 2 400m² et propose plus de 200 tests différents ! Des tests qui ont différents objectifs : du développement avec un travail sur la performance, de la fiabilité avec un travail sur la résistance, et des contrôles que ce soit pour le bon fonctionnement des pièces ou leur homologation.

Nous commençons cette visite par le banc sept-postes, qui est actuellement utilisé pour un client extérieur. Seuls 4 vérins sont en fonction pour les tests effectués sur cette voiture de série. Les techniciens ont la possibilité d’en ajouter trois supplémentaires sur les voitures de course, habituellement un à l’avant et deux à l’arrière, pour générer des efforts aérodynamiques. Ce banc reproduit les forces appliquées sur les suspensions et d’une manière générale la voiture, particulièrement en dynamique verticale. Cet outil permet d’affiner ou d’évaluer les réglages de l’auto. C’est donc logiquement que la TS030 HYBRID a récemment passé une semaine sur le banc, au rythme de 10 à 12 heures par jour, pour préparer les 6 Heures de Silverstone. Le banc 7 posts peut par ailleurs recréer un tour de circuit complet ( « replay » ) via des datas enregistrées en course lors des années précédentes ou en provenance du simulateur. Il s’agit du lieu idéal pour obtenir des directions de travail avant un meeting et ainsi gagner un précieux temps. Outre la répartition du poids, il peut permettre de tester la fiabilité et la solidité, mais d’autres outils plus spécifiques offrent aussi cette opportunité chez TMG.

Ces bancs spécifiques, ils sont nombreux et destinés à tous types de pièces. Le premier d’entre eux – qui n’est toutefois pas utilisé pour le programme Le Mans – est réservé aux triangles de suspension en carbone. Les deux suivants sont consacrés à tous les efforts rotatifs. L’un sert à vérifier les caractéristiques de chaque élément, tels que les roulements et barres antiroulis, dans des conditions maximums d’effort. Le second est davantage destiné à des tests « de fatigue », en simulant des cycles de charges typiques rencontrées sur un circuit. Pour ce banc, les rotations peuvent être combinées et il n’est pas rare qu’il soit utilisé pour des tests de six heures ou plus.

A proximité, un banc est consacré aux arbres de transmission, à la fois pour travailler sur la compétitivité et la fiabilité, notamment en validant le calibrage et la solidité des pièces. Un peu plus loin, mais toujours dans cet esprit de valider les différents composants de la TS030 HYBRID, se trouvent d’autres bancs. L’un d’eux est dédié aux amortisseurs : chacun d’entre eux passe par ce poste pour être checké. Preuve du sérieux de cette machine, il faut patienter pas moins de 24 mois après avoir passé commande! La direction fait aussi l’objet d’un outil spécifique. Le premier permet de configurer la direction. Une mission qui demande de la précision, la direction de la TS030 HYBRID étant inspirée de celle utilisée en F1, à la différence que le contrôle est mécanique et non électronique. Le deuxième banc est dynamique et intègre l’ensemble du système de direction, y compris la colonne. Après chaque évolution, la direction repasse par ce poste qui permet de contrôler la les frictions ou la pression hydraulique.

Une partie du département Recherche & Développement est entièrement consacrée au contrôle des éléments d’un point de vue règlementaire. A titre d’exemple, le bloc arrière de la TS030 réalisée pour Silverstone a été checké début août. Ces tests de vérifications sont effectués sur toutes les nouvelles pièces en carbone, notamment au niveau de la résistance, des dimensions ou encore des caractéristiques, afin de s’assurer de la performance et de la validité réglementaire.

Dans une philosophie similaire, un banc est capable de mesurer en 3D précisément tout point d’une auto avec une optique laser. Cet outil peut par ailleurs être utilisé pour du reverse engineering. Il est tout à fait possible de modéliser une voiture ou une pièce en 3D à partir de la version réelle.

Au centre de ces outils se trouvent le banc « MTS 329 ». La voiture est fixée par les quatre roues pour y  intégrer les différentes forces appliquées de manière dynamique. Ces mouvements  sont simulés dans l’optique de vérifier la fiabilité de différentes éléments tels que la boîte de vitesse, les suspensions. TMG utilise généralement un « super lap », qui correspond à la combinaison des pires scénarios avec les virages les plus extrêmes rencontrés. Ce test, qui est l’un des derniers à faire avant un shakedown et qui peut être réalisé sur une durée de 30 heures, donne ainsi une bonne indication des points faibles.

A quelques mètres, un espace est tenu plus secret. Il abrite le « TTS », pour « transmission test system ». Cet outil a été développé et personnalisé spécifiquement pour TMG à l’époque de la F1 afin de tester les boîtes de vitesse. La machine est impressionnante : elle est munie d’un moteur électrique dont le régime peut atteindre les 22 000 tr/min pour une puissance de 1000 cv ! En simulant tous les types de forces appliquées à une boîte de vitesses, ainsi que les mouvements propres à la suspension, le « TTS » génère des données particulièrement réalistes qui couvrent la plus part des aspects liés à la boîte et son comportement.

Un autre banc se trouve dans la même pièce, pour simuler la position de l’huile à l’intérieur de la boite, lors des phases de freinage notamment, mais aussi dans les virages. Un outil nécessaire pour vérifier que la pression dans la pompe à huile reste constante lors des mouvements de la boîte, et ce sur plusieurs axes.

Le tour de cet impressionnant espace, géré par six experts (trois techniciens et trois ingénieurs), se termine par d’autres machines-outils. Celles-ci sont carrément consacrées à la réalisation de pièces propres aux différents bancs présents dans la zone de test. Pour une meilleure réactivité et précision. Deux mots qui caractérisent bien cette partie de TMG.

Apprenez à connaître… le département R&D.

Surface ? 2400m².
Outil le plus impressionnant ? The « TTS ». Il est très spécifique et personnalisé. C’est un système relativement complexe, unique au monde.
Le dernier outil ? Tous outils sont régulièrement mis à jour. Le dernier est consacré aux amortisseurs. Nous avons aussi fait une grosse évolution du banc sept-postes pour la TS030 HYBRID, car les appuis aéro sont tout de même bien différents d’une F1.
Combien de personnes travaillent dans ce département ? Six dédiés uniquement à la zone de test. Trois techniciens et trois ingénieurs. 12 autres personnes travaillent dans la partie simulation sur ordinateur.
Le plus difficile ?  Passer d’une tâche à une autre. C’est intéressant, mais les changements sont très rapides et très différents. On peut passer du TTS pour une équipe F1 au banc sept-postes avec une voiture de série… Chaque semaine est différente, c’est aussi ce qui fait que le travail est plaisant.
Le plus plaisant ? Il n’y a pas routine. C’est toujours différent et on découvre constamment de nouvelles choses.
Rôle avant, pendant et après une course ?  La période charnière est celle qui précède l’apparition d’une nouvelle voiture ou d’un nouveau package. Il faut tester le fonctionnement et la fiabilité de nombreux éléments. Avant Silverstone, nous avons eu également beaucoup de travail sur le développement et sur les réglages propres au nouveau package. Après une course, notre mission dépend de ce qui s’est passé et notamment si il y a eu un problème. Si le team n’a rencontré aucun souci, nous préparons la prochaine course. Si il y a problème, nous cherchons pourquoi.
Activité de ce département ?  Le programme Le Mans, nos activités en rallye, des travaux sur des voitures de série ou de compétition, différents clients.

Source: Toyota Racing