La nouvelle Porsche 919 Hybrid est un bolide qui développe une puissance systémique de quelque 900 ch (662 kW). Le prototype Le Mans de Porsche a été remanié en profondeur. Porsche vise cette année le ‘hat-trick’ puisque l’objectif est à la fois de remporter les 24 Heures du Mans (17 et 18 juin), mais aussi les titres Constructeurs et Pilotes en Championnat du Monde d’Endurance FIA pour la troisième fois de rang après les couronnes conquises en 2015 et 2016.
La version 2017 de la Porsche 919 Hybrid présente diverses innovations, particulièrement dans le domaine de l’aérodynamique, du châssis et du moteur thermique.
La règlementation technique en vigueur pour le Championnat du Monde d’Endurance FIA WEC 2017 introduit de nouvelles restrictions en matière de dimensions de certains composants de carrosserie influençant l’aérodynamique. Dans le but de renforcer la sécurité, ces nouvelles mesures réduisent l’appui des prototypes LMP1, ce qui permet d’abaisser la vitesse de passage en courbe. Sur la base de ces nouvelles spécifications et des conclusions du travail de développement, les ingénieurs de Porsche ont défini deux nouveaux packages aérodynamiques pour la 919 Hybrid. Leur but est évidemment de compenser l’augmentation des temps au tour entraînés par les exigences règlementaires.
En 2016, Porsche avait utilisé trois packages aérodynamiques pour la saison. La nouvelle règlementation a également imposé un nombre réduit de définitions aérodynamiques.
L’un de ces nouveaux packages aérodynamiques a été spécialement développé pour les hautes vitesses atteintes sur le tracé du Mans. Afin de permettre une vitesse maximale sur les sections rectilignes extrêmement longues de ce tracé, la définition aérodynamique privilégie une résistance aérodynamique minimale. Le second package aérodynamique compense une traînée supérieure par un appui renforcé sur les circuits plus sinueux. Si de légères adaptations spécifiques à la piste sont toujours autorisées, la règlementation 2017 impose de manière générale un compromis plus important qu’avec les trois packages aérodynamiques de l’année passée.
L’une des priorités des ingénieurs a été de concevoir une face avant moins sensible aux variations aérodynamiques.
Lorsque l’on compare la face avant de la 919 millésime 2017 à celle du modèle de l’an dernier, on remarque directement que les passages de roue sont plus hauts, plus larges et plus longs. Sur ses flancs, un nouvel évent s’étirant de la monocoque vers le passage de roue apparaît alors que les prises d’air postérieures destinées aux radiateurs ont été redessinées.
Dans le cadre de ces développements, les ingénieurs de Porsche ont renforcé l’efficience et les performances du groupe propulseur dans son ensemble. Les transmissions des essieux avant et arrière, le moteur thermique, le moteur électrique et les systèmes de récupération énergétique ont tous été optimisés. Mais le principe de base du groupe propulseur demeure inchangé : l’essieu arrière de la 919 est entraîné par un moteur thermique V4 de deux litres de cylindrée extrêmement compact. Ce moteur combine une technologie faisant appel à une cylindrée réduite, à la suralimentation et à une injection directe à haut rendement. Le V4 développe une puissance de presque 500 ch (368 kW) et est le moteur thermique offrant le plus haut rendement jamais développé par Porsche. Deux systèmes différents de récupération énergétique – un dispositif de récupération de l’énergie au freinage sur l’essieu avant et un dispositif de récupération de l’énergie à l’échappement – alimentent une batterie lithium-ion, qui alimente à son tour un moteur électrique capable de fournir une puissance additionnelle de plus de 400 ch (294 kW) sur demande au niveau de l’essieu avant. Développée à Weissach, la 919 Hybrid est le seul prototype en mesure de récupérer l’énergie à la fois durant l’accélération et au freinage. Elle affiche une puissance systémique dépassant les 900 ch (662 kW) et tire profit de sa capacité de traction exceptionnelle à l’accélération en sortie de courbe grâce à un surplus de puissance de 400 ch sur l’essieu avant, ce qui transforme la 919 en voiture à transmission intégrale.
Quelque 60% de l’énergie récupérée provient du dispositif SREC (Système de Récupération de l’Énergie Cinétique) couplé aux freins avant. Les 40% restants sont produits par le système de récupération énergétique à l’échappement. En moyenne, 80% de l’énergie récupérée au freinage par l’essieu avant est immédiatement transformé en énergie motrice. Si le moteur thermique devait être utilisé pour fournir cette énergie électrique, il faudrait augmenter sa puissance de plus de 100 ch (74 kW), ce qui entraînerait une augmentation de plus de 20 pc de la consommation d’essence de la 919. Au Mans, cela reviendrait à une consommation augmentée de 1 litre par tour. Ce système de récupération à très haut rendement offre un avantage supplémentaire : il permet à la 919 d’utiliser des freins plus compacts et plus légers, ce qui autorise une réduction du poids de l’ensemble mais aussi de la résistance aérodynamique puisque des freins de plus petit diamètre nécessitent un apport moindre en air pour leur refroidissement.
Afin de récupérer l’énergie à l’échappement, une petite turbine est intégrée à la tubulure d’échappement. Cette turbine tourne à une vitesse de plus de 120 000 tr/min et alimente un générateur. Comme pour l’énergie récupérée à partir des freins avant, cette énergie est stockée dans la batterie lithium-ion avant d’être utilisée. Le pilote peut exploiter cette énergie sur demande en appuyant sur un bouton, augmentant ainsi la puissance pour accélérer plus fort en sortie de courbe tout en produisant à nouveau de l’énergie au niveau de l’échappement à l’accélération. Afin d’avoir l’assurance que cette turbine se montre aussi efficace à bas régime, avec une faible pression des gaz d’échappement, elle dispose d’une géométrie variable. Malgré la complexité de la technologie embarquée, l’équipe de développement est parvenue à abaisser le poids de la ligne d’échappement.
La 919 évoluera de nouveau dans la classe d’efficience la plus élevée définie par la règlementation. Elle pourra ainsi utiliser jusqu’à 8 mégajoules d’énergie de récupération sur les 13,629 kilomètres du circuit du Mans tout en ne dépassant pas un volume maximal de 4,31 litres de carburant pour ce faire. Les valeurs de consommation sont suivies minutieusement et contrôlées à chaque tour.
En parallèle aux évolutions mécaniques apportées au châssis, diverses innovations logicielles ont contribué à l’optimisation des qualités dynamiques de la 919, en particulier dans le domaine du contrôle de la motricité et de la gestion du système hybride. Ces deux facteurs impactent de manière significative la durée d’exploitation des pneus. Ce paramètre sera encore plus important en 2017. Les équipes engagées en LMP1 disposeront désormais de trois trains de pneus en moins pour chaque week-end de course et chaque voiture. Les trains de pneus devront donc plus fréquemment accomplir des doubles relais – l’équivalent de deux pleins de carburant ou un temps de conduite d’environ une heure et demie.
D’après communiqué
