ERS

Un ERS, ou système de récupération d'énergie, est un groupe motopropulseur hybride électrique monté sur les voitures de course de Formule 1 qui capte l'énergie perdue du moteur et du système de freinage, la stocke dans des batteries et la déploie à la demande pour faciliter l'accélération. Depuis 2014, lorsque la FIA a introduit l'ERS comme composant obligatoire dans la réglementation des moteurs du sport, chaque voiture de F1 est équipée de deux moteurs électriques : le MGU-K (motor generator unit-kinetic) recycle l'énergie de freinage, tandis que le MGU-H (motor generator unit-heat) récupère la chaleur perdue du turbocompresseur du moteur. Un pilote peut déployer la puissance électrique stockée via l'un ou l'autre système pour obtenir jusqu'à 160 ch de puissance supplémentaire pendant des périodes limitées par la réglementation, généralement environ 6 à 10 secondes par tour selon le circuit et la stratégie de carburant.

Le MGU-K est couplé mécaniquement à l'essieu arrière et capte l'énergie chaque fois que le pilote freine, convertissant l'énergie cinétique qui serait autrement perdue sous forme de chaleur en charge électrique qui alimente un bloc de batteries monté bas dans le châssis. Le MGU-H fonctionne indépendamment, tournant avec l'arbre du turbocompresseur et générant de l'électricité à partir des gaz d'échappement à haute température qui passeraient autrement inutilisés dans l'atmosphère. Cette double approche permet aux équipes de récupérer l'énergie de deux sources de déchets distinctes simultanément. La puissance récupérée s'écoule dans une unité de puissance hybride (HPU), essentiellement un système de batterie lithium-ion sophistiqué pesant environ 20 kg, qui stocke la charge électrique jusqu'à une limite d'état de charge fixée par la FIA.

Déploiement et stratégie

Les équipes gèrent le déploiement de l'ERS via un logiciel et l'entrée du pilote via un bouton ou une palette montés sur le volant. Le budget de puissance électrique disponible par tour pour un pilote dépend de la quantité d'énergie récupérée par la voiture, de la limite d'énergie autorisée par la FIA et de l'état de charge de la voiture. L'utilisation stratégique de l'ERS est devenue un élément central de la course de F1 : les pilotes le déploient dans les lignes droites pour maximiser les opportunités de dépassement ou défendre leur position, mais doivent également équilibrer le gain de puissance immédiat avec la disponibilité en fin de tour. La gestion thermique de la batterie est essentielle ; une décharge excessive génère de la chaleur qui doit être dissipée par des systèmes de refroidissement actifs intégrés à la carrosserie de la voiture.

La limite d'énergie introduite en 2015 limite l'énergie électrique totale qu'une voiture peut utiliser par tour à environ 120 mégajoules du MGU-K et environ 90 mégajoules du MGU-H, avec des réglementations strictes sur les fenêtres de puissance maximale. Ce cadre réglementaire empêche une assistance à l'accélération illimitée et oblige les ingénieurs à optimiser l'efficacité de la récupération et la distribution de puissance sur toute la distance de la course. Les équipes investissent massivement dans la dynamique thermique et les logiciels de contrôle électrique, car même de petits gains d'efficacité de l'ERS se traduisent par des avantages de performance significatifs sur un week-end de course.

L'ERS représente un compromis entre l'identité de la F1 en tant que formule de course purement à combustion interne et la pression de l'industrie automobile pour démontrer la technologie de propulsion hybride et électrique. Le système reste subordonné au moteur à essence, qui fournit toujours la majorité de la puissance motrice, mais l'ERS a fondamentalement changé les tactiques de course et la conception des voitures, influençant le positionnement des conduits de frein, l'architecture thermique de la batterie et les stratégies de mélange de carburant. La complexité et le coût du développement compétitif de l'ERS ont également soulevé un débat au sein du paddock sur l'orientation de la réglementation technique du sport.