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F1 LES PARTENAIRES TECHNOLOGIQUES

Par publié le à 00h00

- Être fournisseur d'une écurie de F1, c'est acquérir un esprit de performance et de réactivité dont toute l'entreprise va tirer parti. À l'inverse, les écuries bénéficient de savoir-faire complexes qu'elles ne peuvent tous maîtriser. Un mariage de raison qui vise un seul objectif : la victoire.

Leur logo ne figure pas sur les voitures de course, leur nom est méconnu du grand public, et pourtant ce sont eux, pour une bonne part, qui alimentent cette fantastique débauche de technologie qu'est une F1.

Eux, ce sont les équipementiers, fournisseurs et autres sous-traitants des sports mécaniques. Où les trouve-t-on ? Pour plus de la moitié en Grande-Bretagne, du moins pour la partie châssis, c'est-à-dire aux portes des usines d'écuries - à la notable exception de Ferrari, ancrée sur son fief de Maranello. Après l'épopée Prost, c'est-à-dire le rêve d'une écurie 100 % française, Renault F1 ne fait pas exception puisqu'il a hérité de l'usine de Benetton (Enstone) même si ses moteurs sont toujours mis au point dans son usine de Viry-Châtillon (Essonne) au sud de Paris.

Raisons historiques, raisons de proximité, mais aussi avantage économique - le coût salarial favorise le Royaume-Uni. Et, bien sûr, légendaire inventivité des ingénieurs britanniques. Ajoutons que les équipementiers outre-Manche sont soudés au sein de la puissante MIA (Motorsport Industry Association), sans équivalent en France... jusqu'en 2001, date à laquelle Alain Diard et Alain Baéna (ex-dirigeants d'Olaer) ont fondé l'AFESM, l'Association française des équipementiers des sports mécaniques.

De l'aéronautique à la formule 1

Richard Baéna commente : « Nous nous sommes aperçus que toute la F1 venait "faire son marché" de hautes technologies au salon du Bourget, où mon entreprise exposait. Nous nous connaissions tous, bien sûr, en tant qu'équipementiers de l'aéronautique. Mais nous avons alors pris conscience qu'une centaine d'entreprises en France faisaient des merveilles en F1 ! » D'où la volonté de se rassembler - ils sont à ce jour une vingtaine d'industriels - et de se "vendre" sous une bannière commune dans les grands-messes de l'ingénierie automobile de compétition que sont le Performance Racing Industry Show à Indianapolis (États-Unis) ou son équivalent à Birmingham (Royaume-Uni).

Et de fait, la formule 1 puise bel et bien sa technologie en France. Les Michelin, TotalFinaElf et autre Carbone-Lorraine, partenaires quasi-institutionnels, ne sont que les grands arbres qui cachent une pépinière d'entreprises prisées pour leur savoir-faire. Et pas seulement par les équipes rallye de Citroën et Peugeot ou par l'usine moteurs de Renault F1 à Viry-Châtillon. Toutes les écuries européennes connaissent Chambon, ACC La Jonchère, Intertechnique, etc. Et que dire du logiciel Catia de Dassault Systèmes présent dans les bureaux d'études de sept écuries sur dix.

À noter d'ailleurs que l'écurie Prost F1 n'a pas laissé que des mauvais souvenirs, puisqu'on lui doit l'émergence d'une génération d'ingénieurs français de grand talent comme Henri Durand, actuel directeur du design et développement chez Jordan. Et que nombre d'entreprises hexagonales lui doivent leur entrée dans la compétition.

Pour devenir partenaire de la F1, il faut avant tout disposer d'une technologie de pointe. Rien d'étonnant, donc, que la quasi-totalité des fournisseurs français oeuvre dans l'aéronautique, l'espace ou la Défense. Ainsi, les écuries tirent parti de décennies de R&D et aussi d'une pratique quotidienne du contrôle qualité, de process certifiés, etc. La F1 veut du fiable, du performant et du léger... quel qu'en soit le prix. Comme plaisante un équipementier : « Rien ne différencie une étude en aéronautique d'une étude en formule 1. Les technologies sont les mêmes. Sauf que le délai est ramené d'un an à une semaine ! » Car en F1, on s'affranchit des fastidieux cycles de qualification propres à l'aéronautique.

D'où cette jubilation que communiquent les ingénieurs touchés par la F1 : le plaisir de l'exploit technologique, sans la lourdeur administrative ! Leurs témoignages sont vibrants de passion... et de sueurs froides rétrospectives. « C'est extraordinairement stimulant ! On nous présente des pièces au premier coup d'oeil impossibles à fabriquer... Et on n'a pas le choix, il faut trouver une solution ! »

La réactivité exigée est énorme. Entre deux grands prix, le fournisseur ne dispose que de dix jours pour fabriquer un nouveau jeu de pièces, dont la conception a été totalement revue à la lumière des enseignements de la course qui vient de se terminer. Chez Jordan, on affirme que 1 500 pièces par voiture sont améliorées en moyenne cinq fois au cours de la saison. Une voiture c'est 18 000 pièces dont un tiers pour le moteur.

La façon dont les partenariats se nouent en formule 1 s'apparente plus à des techniques de chasseur de tête qu'aux procédures d'un service achat ! Ici, pas d'appel d'offres : l'industriel est le plus souvent sollicité. Pour l'anecdote, c'est un intermédiaire qui a présenté des flexibles en titane, grande fierté d'ACC La Jonchère, au bureau d'études de Ferrari... à l'insu d'ACC. Ces flexibles, aussi souples que le caoutchouc mais qui "tiennent" plusieurs bars, ont piqué au vif l'intérêt des ingénieurs de Maranello, sans qu'ils sachent bien quoi en faire. Quelques semaines plus tard, c'est en tant que "façonnier" du titane et sur des tuyaux rigides que Ferrari passait commande à l'entreprise de Colombes.

Immense est le bénéfice que retire une entreprise à s'impliquer dans un projet F1. Et quasiment sans rapport avec le chiffre d'affaires généré. C'est du côté de l'image, du coup de projecteur porté sur les compétences qu'il faut chercher l'impact réel de la F1. Cette image, ACC l'exploite de façon intensive cultivant sur ce terreau une religion de l'excellence. Patrick A. Laubie, son dirigeant, le reconnaît volontiers : « La F1 a un aspect mobilisateur vis-à-vis de nos partenaires. Et en interne, c'est un facteur de mise en valeur de l'humain. » Pour beaucoup, la formule 1, c'est quasiment une cellule R&D !

Pour sa part, Nicolas Chambon, explique : « Nous avons cette chance d'être confrontés à cette extraordinaire diversité de problèmes que nous soumettent les écuries. Des solutions d'abord débroussaillées dans la F1, ont pu migrer sur des pièces de grande série. »

Religion du client

Jean-Michel Mathey (Intertechnique) apporte une vision particulière : « Bon an, mal an, la formule 1 nous rapporte un million d'euros. À mettre en regard avec les 60 millions de notre activité ravitaillement en carburant. La F1, c'est 200 pièces sur un catalogue de 50 000 références. C'est deux personnes sur les cinquante-cinq que compte le bureau d'études. » Alors, pourquoi s'y accrocher ? « Parce que la F1 nous a fait réaliser des progrès considérables. D'abord une disponibilité complète vis-à-vis du client. Dimanche 18 heures, après une course, je reçois un coup de fil de Jean Todt. Le lundi matin, je suis à Maranello pour expertise. Et cet esprit "client" nous a ouvert les yeux sur l'ensemble de nos activités. Nous avons appris à faire de bien meilleures prévisions d'usure des pièces, de niveau des stocks. En F1, la rupture de stock serait impardonnable. Ensuite, sans rien perdre de la traçabilité, nous avons créé des "circuits courts" entre la réception d'un matériel et son affectation à la bonne personne. »

En revanche, la F1 est une activité contraignante, voire épuisante, qui plus est saisonnière et, surtout, extrêmement volatile. Un contrat peut fort bien être interrompu pendant la saison ! « La F1 mène à tout à condition d'en sortir. » C'est ce qu'ont dû se dire nombre de PME ayant vécu cette passionnante aventure. Atelier Chabord (voir p. 58) s'est taillé une réputation exceptionnelle dans le formage précis de tubulures de F1 en Inconel. Totalement disproportionnée à sa taille : dix personnes. Mais à un moment, la PME s'est trouvée dépendante pour les trois quarts de cette activité... certes juteuse, mais soumise à tous les aléas. Ce qui explique la décision d'Alain Chabord de réduire la voilure. Et de pérenniser le savoir-faire acquis. La PME s'est d'abord tournée vers le rallye. Puis vers l'aéronautique. Une activité moins rentable que la F1, mais plus stable et qui représente à ce jour 20 % du chiffre d'affaires.

Alain Chabord relate : « Notre technique d'échappement automobile, nous l'avons adaptée aux appareils légers type Jodel et Robin, pour diminuer le niveau sonore. Mieux que réduire le bruit (- 10 dB), on a récupéré 5 % de la puissance moteur ! L'influence sur le couple est telle que l'avion gagne 50 mètres au décollage. »

Les entreprises réellement gagnantes sont celles qui ont appris à intégrer la F1 à une large palette d'activités. Nicolas Chambon explique : « Nous conjuguons une vision d'artisan et une vision industrielle. » Et le même industriel qui va usiner un vilebrequin pour Renault F1 demandant plus de cent heures machine est aussi capable de lancer la production de 15 000 pièces par an pour les climatiseurs de Carrier. Et d'être le "prototypeur" attitré de bon nombre de constructeurs généralistes.

La F1 pose un problème délicat, la confidentialité. Une entreprise "pointue" sera certainement amenée à fournir des pièces très voisines et dans le même laps de temps, à plusieurs écuries. ACC La Jonchère résout cette difficulté : Ferrari, et seulement Ferrari ! D'autres sont amenés à séparer leurs usines en îlots étanches pour éviter toute fuite. Et, de plus en plus, les écuries ont recours à des contrats de confidentialité.

La participation à des projets de F1 soulève aussi des problèmes organisationnels. Les PME, dotées d'équipes réduites, modulent les pics d'activité avec un volant d'heures supplémentaires. Mais ne peuvent embaucher puisque la charge de travail n'est pas garantie. Et le travail requis est à trop forte technicité pour faire appel au travail temporaire.

Éviter de sacraliser la compétition

Même au plan humain, le caractère "épique" de la F1 a des effets pervers. Par exemple, stariser une équipe d'ouvriers, au risque de donner à tous les autres un sentiment de dépréciation. Créer une usine dans l'usine. De plus, la F1 ne peut être un travail à plein temps. Comment revenir à un travail de routine après avoir tutoyé l'acmé ? Et comment motiver les gens, non pas sur un "coup", mais saison après saison ? C'est la sagesse du dirigeant qui aplanit ces difficultés. Ainsi, Alain Chabord commente : « Je fais partici- per tous les compagnons très expérimentés à la F1 : je ne spécialise personne. Le sur-croît de difficulté que suppose la F1 ne peut être supporté que sur un temps court. Quelques jours avant ses vacances, un compagnon sera très content que je lui confie un travail un peu répétitif sur des pièces simples ! »

Ce syndrome du désenchantement (revenir au quotidien après l'exceptionnel) n'est pas le seul fait des fournisseurs. Jean-Pascal Dauce, qui a monté la structure de coordination avec la F1 au sein du Technocentre de Renault, a pesé ce problème. « J'ai établi une règle. Lorsque je délègue un technicien à Enstone, c'est pour une durée qui ne dépassera jamais 18 mois. Ensuite, sa mission sera de réinjecter "l'esprit sacré" dans une équipe-projet normale. Je ne laisse imaginer à personne qu'il va faire carrière dans la F1. Il effectue un stage. » Règle qu'en bon manager il s'est appliquée à lui-même. Il quitte cette année la F1 pour prendre en charge le développement d'un véhicule chez Renault Sport.

L'industrie de la F1 : 15 000 personnes

Avant d'être un spectacle, la formule 1 est une industrie. Les usines des dix écuries emploient plus de 4 000 personnes, alors que 2 000 personnes travaillent chez les motoristes, les manufacturiers de pneumatiques, les fournisseurs de carburant et de lubrifiants. Une myriade de partenaires complète ce paysage. En bref, près de 15 000 personnes sont directement impliquées dans les aspects industriels de la F1. Et les constructeurs de F1 en viennent à se poser les mêmes problèmes que les généralistes. En matière de qualité, de logistique, d'intégration.

La part de la sous-traitance dépend étroitement de la taille du constructeur. Les grosses écuries (Toyota : 900 personnes, Ferrari : 800 personnes) sont très intégrées, disposant de tous les savoir-faire. Mais intervient aussi le choix des pièces stratégiques. Ainsi, Renault et Toyota sous-traitent leurs vilebrequins, contrairement à Cosworth qui équipe Jaguar, Jordan et Minardi, ou Ferrari. À l'inverse, les écuries plus modestes font plus volontiers appel au savoir-faire extérieur. Ainsi, chez Jordan (200 employés), 70 % de la fabrication est sous-traitée.

Kathy Johnson, consultante chez Celerant, est détachée sur l'usine de Jordan au Royaume-Uni. Le cabinet conseil est intervenu durant un an pour mettre en place une démarche de qualité globale auprès des fournisseurs. Elle commente : « La F1 fera toujours appel à des petites entreprises de taille humaine, extraordinairement réactives. Mais l'exigence de contrôle qualité va favoriser des entreprises de taille plus importante. »

Le royaume du prototypage rapide

De même, la politique du coup par coup semble évoluer vers des partenariats sur la durée. Les constructeurs confieront ainsi des avantprojets - supposant des investissements technologiques - à leurs équipementiers. Réduire le nombre d'intervenants, les hiérarchiser autour d'une garde rapprochée de fournisseurs de rang 1, répartir le contrôle qualité tout au long de la chaîne de valeur, externaliser en partie la recherche... Voilà qui rappelle furieusement la politique d'achat de l'automobile de masse !

D'ailleurs les usines de F1 utilisent des outils similaires à ceux des grands groupes automobiles (voir encadré ci-dessous). « La F1 est un formidable banc test pour nos outils de PLM », explique Jacques Kurkdjian, responsable de l'activité F1 chez Dassault Systèmes. « Le fait d'être fortement présent en F1 nous permet de valider plus vite nos logiciels car ils sont poussés dans leurs retranchements. »

Constat similaire chez MSC.Software et Fluent dont les logiciels de mécanique des structures, de simulation dynamique et de mécanique des fluides aident grandement les ingénieurs à définir des formes et des pièces toujours plus compétitives.

Le prototypage rapide trouve lui aussi un terrain d'application privilégié dans la F1. « Pratiquement toutes les écuries utilisent cette technologie pour valider plus rapidement en soufflerie des ailerons aérodynamiques à l'échelle 1Ú2. Ils fabriquent ainsi trois ou quatre ailerons différents dans une même cuve en 4 heures », explique Pascal Rizzon, directeur de 3D Systems. Renault F1 ne s'y est d'ailleurs pas trompé puisqu'il a carrément créé, avec 3D Systems, un centre de fabrication numérique avancée dans son usine d'Enstone. De son côté, une grande écurie italienne utilise la même technologie pour créer des outillages destinés à la fonderie rapide de pièces complexes, telles que des carters de boîtes de vitesses en magnésium.

Les moteurs dureront plusieurs grands prix

En F1, non seulement la recherche de performance est incessante mais, en plus, les règles du jeu changent selon le bon vouloir de la Fédération internationale de l'automobile (FIA). En 2005, le moteur équipant les formule 1 sera une sorte de boîte fermée auquel le constructeur n'aura pas le droit de toucher entre deux courses - le moteur devra durer deux ou trois grands prix. Cette directive, qui a pour objectif d'équilibrer les chances, aura d'importantes implications technologiques. Car bielles et pistons sont aujourd'hui assimilables à des "consommables". Vont donc se généraliser des traitements de surface destinés à durcir les pièces, comme la nitruration en grande profondeur que pratique Chambon pour ses vilebrequins (voir p. 54). Ou encore des procédés comme le dépôt graphite diamant sous plasma que met en oeuvre une PME comme ICC (Seine-et-Marne) sur toute pièce sujette à grippage, usure, frottement soit... toutes les pièces en mouvement du moteur. Et cette volonté de faire des moteurs qui "durent" va doper la recherche sur les nouveaux matériaux.

"CE QUE J'ATTENDS D'UN PARTENAIRE"

Pour ses moteurs de F1, Renault a recours à plus d'une centaine de sous-traitants, français pour la plupart. Bernard Dudot explique quelles sont les exigences d'un constructeur de F1 envers ses partenaires.

La quasi-totalité de la fabrication des moteurs F1 de Renault est sous-traitée. « Notre véritable valeur ajoutée est de concevoir, d'essayer et de développer des moteurs, pas d'en usiner toutes les pièces », explique Bernard Dudot, directeur général adjoint de l'usine de Viry-Châtillon (Essonne) de Renault F1 Team, en charge des moteurs. Il y a une autre raison qui justifie ce recours massif à l'extérieur : « La diversité des matériaux employés et la spécificité des pièces imposent de maîtriser des technologies de fabrication très pointues. Il est illusoire, même pour une entreprise comme la nôtre, d'espérer en maîtriser la totalité avec le niveau de performances nécessaire. C'est une affaire de spécialistes », souligne Bernard Dudot. Bien. Mais où Renault trouve-t-il de tels partenaires capables de maîtriser ces savoir-faire extrêmes ? « On dit souvent que tous les sous-traitants de la F1 se trouvent dans un périmètre de 60 kilomètres autour du circuit britannique de Silverstone. C'est faux ! affirme Bernard Dudot. La quasi-totalité de nos partenaires intervenant sur le moteur et sa périphérie - et il y en a plus d'une centaine ! -, sont français, qu'il s'agisse d'usinage, de chaudronnerie, de faisceaux ou d'équipements électriques ». Et de préciser : « La spécificité technique de nos pièces mécaniques se rapproche de celle des pièces aéronautiques, à la fois en termes de matériaux mis en oeuvre, de spécificité des usinages, de taille des séries et surtout de qualité. Il nous a donc semblé tout à fait naturel de rechercher nos sous-traitants dans ce secteur industriel. » Savoir-faire et réactivité Certains motoristes italiens et japonais commencent sérieusement à recruter des sous-traitants travaillant pour Renault F1. Mais cela ne semble pas perturber Bernard Dudot : « Nos partenaires travaillent avec un engagement de confidentialité totale, et disposent le plus souvent de zones dédiées aux travaux que nous leur confions. Ils peuvent donc travailler avec des concurrents dans d'autres zones. Cela leur permettra d'avoir un volume de travail plus important pour la F1, ce qui ne pourra que développer leur niveau de compétence », confie-t-il. On notera que les sous-traitants de Renault F1 Team travaillent souvent avec le constructeur automobile Renault, notamment dans le domaine des pièces prototypes, grâce à leur savoir-faire et leur réactivité. La réactivité est justement, après le savoir-faire, l'autre facteur clé pour être élu sous-traitant de Renault F1. Un moteur de F1 est, en effet, en perpétuelle évolution et l'ensemble des pièces fait l'objet d'améliorations constantes et de développements ponctuels. « Nous fabriquons beaucoup plus de 200 moteurs par an. Pour cela nous disposons d'un volant de pièces qui font l'objet d'un planning défini en début de saison. Mais il est courant que les nouvelles pièces spécifiques soient lancées après une séance d'essai ou une course, et sortent de fabrication environ une semaine avant la course suivante. Cela ne laisse quelquefois qu'une semaine à nos sous-traitants pour travailler. » Autant dire qu'ils n'ont pas droit à l'erreur. Des relations sur le long terme Cette disponibilité suppose la mise en place d'un véritable partenariat entre l'équipe moteur de Renault F1 Team et sa centaine de sous-traitants. « Nous impliquons nos sous-traitants très en amont dans nos études. Rien ne sert de concevoir des pièces hyperperformantes si personne n'est capable de les réaliser. Nous tenons donc très largement compte du savoir-faire de nos partenaires pour codévelopper nos pièces. Cela suppose des relations basées sur le long terme et le maintien de leur part d'un savoir-faire de haut niveau. C'est, par exemple, ce que nous avons établi depuis plus de vingt ans avec Mecachrome, qui fabrique les principales pièces de nos moteurs (carter moteur, culasse, vilebrequin...) et qui va même jusqu'à l'assemblage d'une partie de nos moteurs. » Mecachrome fait ainsi partie de la vingtaine de sous-traitants avec lesquels l'équipe réalise plus d'un million d'euros de sous-traitance par an. Le contrôle des pièces se fait chez le sous-traitant Bien sûr, last but not least, Renault F1 demande une qualité irréprochable. Entre autres, l'écurie se montre intransigeante sur la qualité visuelle des pièces qui lui sont fournies. « Nous proscrivons toutes les traces d'usinage ou de choc, car elles peuvent être synonymes d'amorce de rupture du fait du taux de travail des pièces extrêmement proche de leur limite admissible. » Ainsi, tous les sous-traitants doivent être ISO 9002 et être capables d'assurer un contrôle unitaire des pièces, ainsi que leur traçabilité. « Mais, en plus, nous vérifions ce niveau de qualité par des prélèvements faits dans les séries de pièces qui nous sont livrées », indique Bernard Dudot. Afin d'assurer la traçabilité des pièces qu'il sous-traite, Renault F1 Team a mis en place avec ses partenaires un système informatique qui lui permet de connaître en permanence l'état d'avancement d'un lot en fabrication, puis de suivre chacune des pièces durant toute leur durée de vie. « Cette surveillance en temps réel de l'avancement de la fabrication chez nos partenaires nous est indispensable, afin d'avoir une visibilité en amont sur le montage de chacun de nos moteurs. Nous travaillons avec une date butée qui n'est pas négociable. Nos voitures doivent être au départ de chacun des seize grands prix de la saison, un dimanche sur deux, à 14 heures. Tout doit donc être prêt au bon moment. » -

J.-F. P.

CHAMBONCHAMPION DU VILEBREQUIN

L'entreprise stéphanoise jouit d'une fantastique expertise sur cette pièce, parmi les plus techniques du sport auto.

Chambon SA, c'est peut-être la plus emblématique des PME françaises de la F1, et du sport automobile en général. Numéro 1 incontesté en Europe, troisième au monde dans la fabrication de cette pièce d'extrême précision, le vilebrequin. Parmi les plus sollicitées en flexion et en torsion puisque c'est elle qui transforme en couple le mouvement alternatif des bielles. Jusqu'à 18 000 tr/min. Une pièce à la limite du possible Lorsque les motoristes F1 ne fabriquent pas eux-mêmes cette pièce, alors il y a toute chance que Chambon s'en charge. « Il nous est arrivé de fournir six écuries la même saison », confirme Nicolas Chambon, directeur des ventes. Aujourd'hui, seuls Renault et Toyota externalisent leurs vilebrequins. Pourtant, le rallye et surtout la formule 1 représentent encore 40 % des activités de Chambon, le reste provenant de jeux de prototypes pour Renault, Peugeot, Ford... ou encore de pièces pour l'industrie. La PME compte cent personnes dont six au bureau d'études, et réalise 9 millions d'euros de chiffre d'affaires. « Quand on voit ce que les motoristes de F1 nous demandent de faire, parfois, on reste bouche bée... On ne va jamais y arriver !... Et six mois plus tard, la pièce tourne sur leur banc d'essai », s'exclame Nicolas Chambon. Jugez de l'exploit : un vilebrequin de F1 pèse 10 kg et transmet 800 ch. Soit dix fois le couple d'une voiture normale et avec deux fois moins de masse. Il dure, il est vrai, moins longtemps ! La précision dimensionnelle n'est pas le seul critère de qualité. L'usinage peut aussi fragiliser la pièce, et c'est justement l'expertise de Chambon que d'en tenir compte. Un transfert de l'aéronautique Car en compétition, le vilebrequin n'est pas forgé mais « taillé dans la masse », à partir d'un cylindre d'acier, d'abord dégrossi puis amené à une précision de l'ordre du micron. Entre temps, 90 % de la matière aura été enlevée au cours d'une centaine d'opérations jusqu'au polissage extrême. L'acier, d'une pureté exceptionnelle, est fourni par Aubert & Duval. « L'usinage d'une pièce de grande production prend une heure. Celle d'une pièce de F1, une centaine d'heures. » Au final, le vilebrequin d'une Renault F1 coûte... le prix d'une Renault tourisme. Chambon agit aussi comme équipementier expert auprès de constructeurs généralistes, leur livrant un jeu de prototypes usinés, destinés au banc d'essai. L'intervention de Chambon, qui dure dix-huit mois, peut aller jusqu'à accompagner le lancement de la forge des pièces en usine. L'entreprise pratique divers traitements destinés à durcir l'acier et à éliminer les tensions de surface dues à l'usinage : du galetage à la trempe après chauffe par induction. Mais c'est dans la nitruration qu'il excelle. « Nitruration en grande profondeur, précise Nicolas Chambon. C'est un procédé qui vient de l'aéronautique. Généralement l'azote sous forme ammoniac diffuse jusqu'à 0,3 mm. Pour la F1, la pièce, chauffée pendant douze jours à 550 °C, est pénétrée jusqu'à 0,9 mm. » Un procédé de laboratoire, très peu utilisé aux États-Unis, qui intéresse la maison mère de Chambon. Car la PME familiale, fondée en 1933, est tombée l'an dernier dans le giron de l'américain Performance Motorsports (PMI), du groupe Dover. Lequel se constitue par achat de petites PME qui sont leaders dans les composants moteurs et, pour plus de la moitié, européennes. « Par exemple un centre technique de Sallsbury qui nous apporte de la R&D dans les matériaux. » Absorption librement consentie : Chambon compte sur PMI pour lui ouvrir le marché américain et l'automobile de haut de gamme.

T.M.

OLAERSORCIER DES ACCUMULATEURS DE FLUIDES

Composants de haute sécurité, les accumulateurs sont des "boules d'énergie" dont la F1 est vorace.

De la taille d'un oeuf ou d'une grosse bonbonne, ils sont partout. Dans le train d'atterrissage des avions, dans les catapultes de drones, les mécanismes de matériel agricole, à bord de la fusée Ariane... Eux, ce sont les accumulateurs d'énergie, le plus souvent une coque d'acier dans laquelle une vessie remplie d'azote encaisse les surpressions du circuit de fluide. L'usine Olaer (multinationale à capitaux anglais) de Colombes (Hauts-de-Seine), s'en est fait le grand promoteur, au travers d'un spectre immense d'applications spatiales, aéronautiques, militaires... et de formule 1 ! Christophe Rigaudie, directeur d'Olaer France, explique : « Dans la F1, les accumulateurs évitent de surdimensionner les circuits de frein, de direction, de refroidissement, etc. Ils compensent la dilatation thermique, amortissent les pulsations et surtout restituent l'énergie accumulée en un temps très court. » Fournir des pics d'énergie Les écuries de F1 - Prost fut pionnier - ont appris à en tirer tous les partis. Par exemple, pour "booster" les changements de vitesses, ou pour éviter que dans les virages, l'huile se plaque contre le carter, laissant les pignons à sec. Ou encore pour lisser les pics de débit du carburant. Selon Christophe Rigaudie, un véhicule de F1 comporte en moyenne cinq de ces accumulateurs d'énergie... dont Olaer fournirait plus de la moitié. À noter que dans ce domaine, Citroën (7 accumulateurs sur la C5) et les constructeurs allemands, promoteurs de suspensions actives, correcteurs d'assiette et autre ABS, ont devancé la F1. Mais, comme toujours en compétition, les contraintes techniques sont ici poussées à l'extrême. « Nous avons dû faire appel à des formulations spéciales de caoutchouc, pour le séparateur, capables de résister aux carburants les plus corrosifs [la composition du carburant est en effet le secret le mieux gardé de la F1]. » Et bien sûr, gain de masse oblige, les coques sont usinées sur mesure dans le titane, et testées à l'éclatement. Ces véritables "boules d'énergie" doivent, si elles éclatent, se fissurer d'une façon très précise. Christophe Rigaudie conclut : « Les écuries nous passent actuellement commande des composants à fabriquer pour la saison prochaine. Seul regret, le plus souvent, nous ignorons à quoi ils vont servir précisément ! »

T.M.

ACC LA JONCHÈREEXPERT ÈS TUYAUTERIES EN TITANE

Le partenariat avec Ferrari alimente une R&D permanente, qui trouve des applications hors du sport automobile.

La société ACC La Jonchère, à Compiègne (Oise), détient un joli savoir-faire dans l'étude et la fabrication de lignes de tuyauteries, soumises à de grandes dilatations et divers modes vibratoires. Phénomènes envahissants dans la formule 1, où l'huile de refroidissement atteint 150 °C. La solution tient à des calculs de comportement de la structure, et à maintes astuces de fabrication et d'assemblage. Par exemple, l'usage de compensateurs, c'est-à-dire des soufflets métalliques obtenus par hydroformage. Le titane, matériau délicat Ces compensateurs, ACC s'en est fait une spécialité, dans une gamme qui va de 20 millimètres... à 2 mètres de diamètre. Selon les applications (de la F1 aux centrales nucléaires !), ces tuyaux sont en inox, en aluminium, en Inconel ou en titane. Les constructeurs de F1 - Ferrari parmi les premiers - se passionnent pour le titane. Plus lourd que l'aluminium, mais très résistant, il autorise des parois minces et, au final, un gain de 30 % en masse. Par exemple, la tuyauterie qui amène l'huile des pontons au moteur aurait une épaisseur d'au moins 1 mm, si elle était fabriquée en aluminium. Le même tuyau en titane, est épais de 3/10 mm, mais au prix de grandes difficultés de mise en forme. Chez ACC La Jonchère, on ne jure que par Ferrari « et sa perpétuelle recherche d'innovations ». C'est en 2000 qu'est noué le partenariat, jamais démenti depuis. Ferrari sous-traite à ACC ses circuits de lubrification et de refroidissement : en pratique des lignes entre 15 et 150 cm de longueur, soit une centaine d'équipements par an. En retour, ACC voue une exclusivité au "Cavalino rampante", ne lui faisant guère d'infidélité que dans le domaine du rallye (Peugeot) et du prototype (Renault). Dans l'étude d'une formule 1, le chemin de la tuyauterie vient en dernier, et subit donc toutes les contraintes d'encombrement. Ce qui fait de chaque bout de tuyau un objet tarabiscoté, difficile à former. Et ACC voit son délai d'intervention serré aux limites de l'impossible. « Le cycle dessin, outillage, prototype est d'une semaine et demi... En aéronautique, nous disposerions de trois mois ! », souligne Jean-François Roche, responsable R&D d'ACC. De plus, Ferrari travaille sur plusieurs hypothèses, chacune faisant l'objet d'un prototype. Ainsi, ce cycle de travail va recommencer dès le mois de décembre, pour la saison 2004. ACC devra livrer huit tuyauteries différentes avant le 15 janvier. Le travail du titane pose des problèmes très spécifiques qui, autant que son prix, l'écartent de l'automobile de loisir. Très oxydable, il se soude en présence de gaz neutre. De plus, il grippe et se casse facilement à la déformation, ce qui impose formage à chaud et lubrification. L'une des forces d'ACC, c'est de disposer d'outils de calcul et d'une expertise très spécifiques aux tuyauteries en titane, « comme pas plus de dix entreprises au monde ». Parmi ces outils numériques, EuropePipe pour l'assemblage, Cosmos/N code de calcul aux éléments finis, Marc-Mentat pour simuler la fabrication (éléments finis en grande déformation). Ce dernier visualise les rétrécissements de la paroi au moment du formage et oriente vers le meilleur procédé de fabrication. Toujours une longueur d'avance En CAO, Catia, bien sûr, l'espéranto de la F1. En tout, dix stations de travail. L'entreprise réalise 17 millions d'euros de chiffre d'affaires avec 150 employés, dont six au bureau d'études. Financièrement, la formule 1 pèse bien peu. Où se situe alors son impact réel ? « Comme elle nous pose sans cesse des problèmes nouveaux, elle nous fait défricher de nouvelles solutions. J'ai en tête le cas d'un appel d'offres d'Hispano-Suiza que nous avons remporté, parce que ce problème nous avait déjà été posé par la F1. »

T.M.

HONEYWELL-SECANARTISAN DES ÉCHANGEURS THERMIQUES

La fabrication des radiateurs requiert un équipement lourd comme fort peu d'industriels en disposent. Honeywell-Secan est de ceux-là.

Encore une fois, c'est vers un grand équipementier de l'aéronautique, Honeywell, que se tourne la F1 pour réaliser ses échangeurs de température. De fait, la division Secan d'Honeywell, à Gennevilliers (Hauts- de-Seine), compte parmi ses fidèles clients les Ferrari, Jordan, Toyota... Quasiment tous les teams sont passés ici. Régis P. Voituriez, responsable commercial de la division systèmes, explique : « Il suffit de voir l'outil industriel requis pour comprendre que les échangeurs sont toujours sous-traités. » Les échangeurs offrent plusieurs variantes technologiques mais fonctionnent tous selon ce principe d'offrir la plus grande surface de contact possible entre les fluides à refroidir (huile, eau ou mixte) et la paroi métallique ou circule l'air. Ce, dans un encombrement réduit. Des pièces réalisées à l'unité D'où des systèmes tubulaires ou à barrettes que l'on soude par brasage afin d'obtenir une liaison intime entre tubes et intercalaires, pour une étanchéité parfaite. Et qu'il s'agisse de brasage par bain de sel (trempage à 600 °C, suivi de six étapes de trempage) ou dans des fours à vide, l'usine offre une vision proche de l'antre d'Héphaïstos ! Un métier si spécifique que même les codes de calcul pour déterminer l'échangeur au su de ses caractéristiques sont "maison". Si la F1 a repris, sans modification majeure, les procédés de l'aéronautique, le caprice des ingénieurs d'écurie se manifeste au travers de formes d'échangeurs extraordinairement compliquées : confinement exige, la pièce épouse la forme contraignante des pontons. Des pièces impossibles à produire en série. Régis P. Voituriez explique : « Ce sont les mêmes process, les mêmes machines dans l'aéronautique et la compétition. Mais là où en aéronautique, on reconduit souvent des solutions éprouvées, la demande en F1 est toujours particulière. Il faut compter habituellement deux mois d'études avant de livrer un prototype, lequel sera testé un mois en tunnel puis en circuit. La F1 ne demande pas de révolution technologique mais pousse nos ingénieurs dans leurs derniers retranchements ! » Et réserve quelques surprises... comme des ailettes qui se couchent sous la vitesse de l'air ! Secan réalise 70 millions de chiffre d'affaires avec 380 personnes, et l'automobile de compétition pas plus de 5 % des activités. 1 % seulement pour la F1. Activité marginale mais porteuse de passion et qui soulève en permanence des problèmes nouveaux : une école.

T.M.

ATELIER CHABORDLE LOUP BLANC DES TUBULURES D'ÉCHAPPEMENT

L'expertise acquise dans la formule 1 ouvre à la PME une fructueuse activité aéronautique.

Williams, Benetton, Jordan, Sauber, Minardi... En 1994, Atelier Chabord, à Épagny, près d'Annecy (Haute-Savoie), fournit tout le gratin de la formule 1 en systèmes d'échappement. Peu désireuse de créer un bureau italien, la PME savoyarde se paye même le luxe de se refuser par deux fois à Ferrari ! Aventure industrielle exceptionnelle que celle de cette entreprise de mécano-soudure de douze personnes, pesant tout juste son million d'euros de chiffre d'affaires. Alain Chabord, fils du fondateur Maurice Chabord, est aujourd'hui aux commandes. Il est pourtant revenu sur cette stratégie tous azimuts... « On ne pouvait plus suivre ! C'était un exercice d'équilibriste intenable à terme. Cette année, nous n'avons plus fourni que Jordan et BAR-Honda. Et encore, ce sont eux qui définissent la géométrie des pièces et mènent à bien les calculs en interne. » Mais le fils a su tirer parti de la technologie du père pour développer l'activité aéronautique, moins stressante et aux revenus plus réguliers. Avec succès. Juste retour aux sources. Car c'est Renault Sport qui, à la fin des années 1970, suggère à la PME d'utiliser un alliage de l'aéronautique, l'Inconel, pour l'échappement de ses véhicules turbo. Des gaz à 1 000 °C en sortie En 1987, les constructeurs repassent à des moteurs atmosphériques, mais les contraintes sont tout aussi criantes, d'autant que le régime ne cesse de s'accroître pour atteindre couramment 18 000 tr/min. « À la sortie d'un moteur, les gaz qui s'échappent sont à 900 et 1 000 °C. À cette température, l'acier fond ! De plus, cette pièce complexe est soumise à des contraintes vibratoires énormes », souligne Alain Chabord. L'Inconel, un alliage de nickel, de chrome et de fer a, lui, un point de fusion au-dessus de 1 300 °C. Et pèse accessoirement deux fois moins que l'acier... Renault Sport joue son rôle de mentor et fait toute confiance à la petite société, jusqu'à lui laisser - comme le feront les autres écuries - toute latitude quant à la définition géométrique de la pièce et le détail de sa fabrication. Et la PME réussit des exploits, comme de s'affranchir des fixations, l'échappement n'étant plus solidaire que du bloc moteur, par la sortie de chaque cylindre. L'échappement est une pièce très technique dont l'architecture influe jusqu'à 10 % sur le rendement du moteur ! Car la dynamique des gaz en sortie se reboucle sur la carburation elle-même. « Pour équilibrer les pressions et limiter les vibrations, les longueurs de chaque tubulure doivent être précisément identiques, à une précision du 10e de millimètre ; au 100e pour les attaches. » Cependant, les problèmes d'encombrement, qui brisent la symétrie de l'ensemble, obligent les concepteurs à dessiner des tubulures tourmentées. Un prototype en trois semaines Ce qui, en fabrication, se traduit par le soudage d'une bonne quarantaine de pièces élémentaires. Un travail d'orfèvre. Au savoir-faire empirique de la PME, succède aujourd'hui l'usage de codes de calcul au sein des écuries. D'où le fait que la PME a restreint son activité d'études et reçoit aujourd'hui le dessin 3D précis de la pièce en CAO. Même dans ces conditions, les temps de réalisation sont au plus juste. « La prédéfinition du design nous fait gagner quinze jours, mais le rythme est effréné. Trois semaines entre la réception du design (fin décembre) et la réalisation du prototype, puis une cascade de modifications à raison d'un prototype par semaine... Et une évolution majeure en milieu de saison. En tout, une quarantaine d'équipements sera livrée, pour une écurie », commente Alain Chabord.

T.M.

INTERTECHNIQUE"L'INCONTOURNABLE" DU RAVITAILLEMENT

Les systèmes d'alimentation en carburant qui équipent les paddocks doivent tout à l'aéronautique. Et au site stéphanois du groupe Zodiac.

Cent pour cent du marché mondial, qui dit mieux ? La suprématie d'Intertechnique dans la F1 est l'oeuvre de Jean-Michel Mathey, directeur du département circulation de carburant, de la filiale du groupe Zodiac, sise à Saint-Étienne (Loire). Intertechnique est leader, avec Parker Aerospace, des systèmes de circulation de carburant dans l'aéronautique. Au sol, comme dans l'appareil. Ainsi, le futur A380 embarque 210 de ses équipements. Or, le ravitaillement d'un véhicule de formule 1 est soumis aux mêmes contraintes que celui d'un avion de ligne. Objectif : gagner du temps ! Et en toute sécurité. Le carburant, pressuré à 3 bars par azote, remplit le réservoir à 12 litres par seconde. Chassant les vapeurs hautement inflammables, qu'il faut donc évacuer simultanément au remplissage. L'histoire d'amour entre Intertechnique et la F1 est à rebondissements. Jean-Michel Mathey relate : « En 1993, je reçois un appel de Dassault pour étudier l'alimentation en carburant dans la F1. Commanditaire : la FIA. » Car le ravitaillement en course est, en effet, réintroduit. Las, Dassault se montre trop gourmand et le projet capote. Jean-Michel Mathey passe alors par la filiale britannique d'Intertechnique pour contacter directement Charlie Whiting, directeur technique de la FIA (Fédération internationale de l'automobile) : « Je peux faire beaucoup mieux que tout ce qui existe ! » Une boîte noire intégrée Fin octobre 1993, Charlie Whiting débarque à Saint-Étienne. Il est convaincu. Et, dans la foulée, commande 24 systèmes identiques, soit deux par écurie. « On a livré dès février 1994, pour le début de la saison », se remémore Jean Mathey. Un projet mené en quatre mois, départ arrêté ! L'année suivante, catastrophe ! Au Grand Prix d'Hockenheim, l'équipe Benetton provoque un spectaculaire incendie par négligence. Pour avoir retiré une pièce, le système d'accrochage au véhicule a laissé fuir les dangereuses vapeurs de carburant. En toute urgence, Intertechnique améliore son équipement, ne laissant cette fois plus aucune place à l'erreur humaine. L'accrochage se fait en deux poussées, ouvrant successivement le circuit gaz, puis le circuit essence, pareil au décrochage. La sécurité, inviolable, est totalement mécanique. Une autre amélioration majeure sera apportée en 2000, avec une boîte noire intégrée enregistrant tous les paramètres du ravitaillement, et ne pouvant être lue que par la FIA. « Nous n'attendons pas qu'on nous demande. C'est nous qui proposons en permanence des améliorations », ajoute Jean-Michel Mathey.

T.M.

FABRICATION DES USINES (PRESQUE) COMME LES AUTRES...

Rien de spécifique dans les usines des dix écuries de F1. Elles utilisent les outils et logiciels du marché. Et pourtant, elles sont bien différentes des usines des secteurs industriels classiques.

Pour fabriquer la meilleure voiture, il faut la meilleure usine. Mais autant les voitures qui s'affrontent le dimanche sur les circuits sont spécifiques et n'ont aucun point commun avec la voiture de monsieur tout le monde, autant les usines n'innovent pas dans le choix de leurs outils. De la CAO à la machine-outil, elles utilisent les mêmes outils et les mêmes logiciels que vous. Enfin presque. Le top des outils numériques Chaque écurie réunit en un même lieu tous les équipements les plus avancés du marché et les meilleurs spécialistes pour les exploiter. Un luxe que personne ne peut se permettre et qui fait la différence. En termes de temps de développement, de réactivité et de qualité. Ainsi, les dix écuries utilisent au total plus de mille postes de CAO et de simulation directement liés à des outils de GDT (Dassault Systèmes, EDS PLM Solutions, PTC, CD Adapco, Fluent, MSC.Software, HP, Sun...). Certaines disposent de leurs propres souffleries et de bancs vibratoires pouvant reproduire chaque circuit. Une trentaine de machines de prototypage rapide de 3D Systems et EOS sont également installées. On n'y compte plus les MOCN, les machines de découpe de tissus pour composites, d'électroérosion (Charmilles Technologies, Lectra Systèmes, Mazac, Mori Seiki...). Il en va de même pour l'outillage et l'équipement général (Facom, Lista, Kyoto Tools, Sandvick Coromant...), ou pour les outils de gestion et d'aide à la décision (SAP, Computer Associates...). Une usine qui prend l'avion Enfin, toutes les usines de F1 sont récentes et conçues pour fournir un cadre de travail agréable apte à fédérer les équipes. Tout concourt à une circulation optimale des pièces et des informations tout au long du processus de définition et d'assemblage des voitures. De là, un parti pris architectural en phase avec l'image d'efficacité que veut se donner la F1 : élégance, propreté, ordre, lumière naturelle et ouverture vers les espaces verts... Sans compter un musée, une galerie des trophées et des systèmes de sécurité élaborés, secret oblige. Dernier point, une partie de l'usine se déplace tous les quinze jours, lors de chacune des seize courses, dans trois à cinq semi-remorques.

J.-F. P.

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