Monocoque en fibre de carbone
Fiche Technique : La monocoque en fibre de carbone
Portée en course par la McLaren MP4/1 en 1981. Conception : John Barnard, directeur technique de McLaren, assisté de Steve Nichols et Alan Jenkins. Fabrication des premières coques : Hercules Aerospace, à Salt Lake City, dans l’Utah.
Les données techniques de la monocoque en fibre de carbone
Une monocoque carbone se construit par empilement. Des nappes de fibres, chacune orientée dans une direction choisie, sont drapées sur un moule puis noyées dans une résine époxy, que la cuisson sous pression durcit en autoclave. L’orientation croisée des plis décide de la réponse mécanique : des fibres à 45 degrés encaissent la torsion, des fibres alignées sur l’axe de la voiture encaissent la flexion.
La MP4/1 intercale une âme en nid d’abeille d’aluminium entre deux peaux de carbone. Cette âme éloigne la matière de l’axe neutre et augmente la raideur sans ajouter de masse. À la rupture, le comportement change de nature. L’aluminium plie et conserve sa forme déformée. Le stratifié se délamine pli par pli, et chaque décollement consomme de l’énergie : la structure se broie sur une longueur donnée au lieu de transmettre le choc au pilote.
Les chiffres clés de la monocoque en fibre de carbone
Les moments marquants de la monocoque en fibre de carbone
La Lotus 88 passe les vérifications techniques et prend part aux essais du vendredi. Le samedi, une majorité d’écuries dépose une protestation contre son double châssis, assimilé à un dispositif aérodynamique mobile. La FISA suit la protestation et écarte la voiture pour le reste du week-end. Lotus qualifie et engage la 81, de conception classique.
Sa coque intérieure associait fibre de carbone et Kevlar. Peter Wright, l’un de ses concepteurs, a fait tisser le Kevlar dans le stratifié pour répondre à la crainte d’un carbone réduit en poudre sous contrainte. La 88 ne prendra jamais le départ d’un Grand Prix.
Deux MP4/1 sont engagées à l’Autodromo Municipal de Buenos Aires, troisième manche de la saison. John Watson abandonne au 36e tour sur rupture de transmission. Andrea de Cesaris rallie l’arrivée en 11e position, à deux tours du vainqueur. Le résultat sportif reste anecdotique. La coque, elle, a encaissé une distance de Grand Prix.
Parti cinquième sur la grille, Watson recule à la huitième place au départ. René Arnoux ralentit au 50e tour, moteur touché. Watson prend la tête au 61e tour et l’emporte sept tours plus tard. McLaren n’avait plus gagné un Grand Prix depuis Fuji, en 1977.
À la sortie du second Lesmo, la MP4/1 part en tête-à-queue et frappe le rail en marche arrière. Le moteur et la boîte de vitesses s’arrachent, l’arrière de la voiture traverse la piste. Watson sort du baquet sans blessure. McLaren relève une vitesse d’impact de 140 mph.
Le pronostic d’une coque qui se fendrait comme un œuf circulait dans le paddock depuis la présentation de la voiture. Hercules Aerospace conservera l’épave pour montrer ce qu’une monocoque carbone laisse au pilote après un choc de cette violence.
L’idée reçue sur la monocoque en fibre de carbone
La Lotus 88 est bien la première voiture à châssis composite présentée à un week-end de Grand Prix : elle roule aux essais libres de Long Beach le 15 mars 1981. Écartée le samedi sur protestation, elle ne prendra jamais le départ d’une course. La MP4/1 est la première à courir une monocoque composite, en Argentine le 12 avril 1981. La primauté se partage donc selon le critère retenu : première apparition à Lotus, première course à McLaren.
Les deux constructions diffèrent aussi par la matière. La coque intérieure de la 88 associe fibre de carbone et Kevlar. La monocoque de la MP4/1 est intégralement en carbone, avec une seule pièce d’aluminium majeure conservée.
La MP4/1 est dessinée par John Barnard, directeur technique de McLaren, et ses premières coques sont fabriquées par Hercules Aerospace à Salt Lake City. En 1981, Gordon Murray est chef concepteur chez Brabham, poste qu’il occupe de fin 1972 à 1986. Il y signe la BT49, avec laquelle Nelson Piquet remporte le titre 1981.
Murray rejoindra McLaren comme directeur technique en 1987, en reprenant le poste laissé par Barnard. La MP4/1 lui est antérieure de six ans et ne lui doit rien.
La monocoque en fibre de carbone, pourquoi ça compte ?
Le carbone arrive en Formule 1 par l’aéronautique. Barnard va chercher chez Hercules Aerospace, à Salt Lake City, une compétence de drapage et un autoclave que McLaren ne possédait pas en 1981. Les premiers éléments de coque traversent l’Atlantique avant d’être assemblés à l’usine. Construire une voiture de course devient une affaire de matériaux et de cuisson, avec les fournisseurs et les délais qui vont avec.
La sécurité change de logique. Protéger un pilote consistait jusque-là à ajouter des éléments autour de lui, matelassage et arceau. La monocoque carbone loge la protection dans la pièce qui porte déjà la voiture : celle qui tient les suspensions est celle qui garde le pilote. La réglementation de sécurité structurelle qui suivra, tests de choc frontal compris, s’écrira sur ce postulat.
Le plateau met trois saisons à suivre. Ferrari passe à une monocoque intégralement composite avec la 126C4, en 1984. La même année, la Williams FW09 fait figure d’exception parmi les voitures de pointe, avec son châssis en aluminium. Williams bascule à son tour avec la FW10, en 1985.
Sources
Sportauto-Heritage.fr – Les chroniques du Sport Automobile au XXe Siècle
