Le 20/07/2012
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***
Le 21/07/2012
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Qualifications
***
Le 22/07/2012
Course
(67 Tours)
GéGémag.Formula Onel'Univers de la Formule1
Exemple de logistique des produits Elf |
Pour les Grands-Prix du Canada et des USA pour Renault |
Lacheminement des produits Elf sur les pistes dessais, à lusine Renault de Viry- Châtillon et bien évidemment sur les circuits, requiert une organisation particulière. Après lAustralie, la Malaisie et Bahreïn, la tournée nord-américaine constitue ainsi un quatrième déplacement lointain. A raison de 40m3 (40.000 litres) par cycle de fabrication, la production du carburant de Grand Prix, réalisée en gros volumes au centre de recherche Elf de Solaize, sappuie donc sur une logistique parfaite.
Un seul mot dordre : anticiper. Conditionnée en fûts numérotés de 50 litres, lessence du Renault F1 team a donc été expédiée par fret aérien le 28 mai dernier, en deux lots distincts à destination de Montréal et Indianapolis.
Au total, ce sont ainsi 3600 litres dessence, 200 litres dhuile moteur, 180 litres dhuile de boîte de vitesses, 80 litres dhuile hydraulique, 20 litres de liquide de refroidissement et quelques kilos de graisses diverses qui ont été expédiées outre- Atlantique.
A noter que tous les produits non utilisés sont systématiquement réexpédiés à Solaize
Annie Lermusiaux, responsable dexploitation à Solaize. Elf produit le carburant F1 par lots de 40.000 litres. Combien de temps la production dun lot nécessite-t-elle ?
Cette production réclame quasiment deux jours et permet à lécurie Renault en F1 de tenir cinq à six Grands Prix. La mise en fûts est rapide : le contenu des bidons (50 ou 200 litres) doit en effet rester homogène. Tous les quatre fûts de 50 litres, nous prélevons un échantillon pour validation en interne. En milieu de production, un fût est séparé en deux échantillons de 25 litres : le premier est envoyé à la Fédération Internationale de lAutomobile', CAPTION, 'FIA',BELOW,RIGHT, WIDTH, 300, FGCOLOR, '#7a93f6', BGCOLOR, '#4568f6', TEXTCOLOR, '#000000', CAPCOLOR, '#FFFFFF', OFFSETX, 10, OFFSETY, 10);" style="CURSOR: help; BORDER-BOTTOM: #000000 1px dotted" onmouseout="return nd();" href="javascript:void(0)">FIA, le second est conservé comme future référence. Enfin, chaque fût est numéroté.
Existe-t-il , comme en cuisine, un ordre précis dans lincorporation des éléments ?
La fabrication en elle-même est une étape cruciale. Elle réclame une haute précision de tous les instants : certains éléments, en effet, nentrent que pour 0,2% dans la composition du mélange. Lordre dincorporation des éléments constitutifs du carburant na guère dimportance, mais nous choisissons dincorporer les ingrédients présents en faible proportion à la fin du processus, pour des raisons de sécurité.
Consommation annuelle du Renault F1 Team
Tous les ans, le Renault F1 team brûle environ 200.000 litres de carburant. Environ un tiers de cette consommation est réalisée sur la piste. Les deux tiers restants sont quant à eux brûlés au banc dessais !
Le règlement de la Fédération Internationale de lAutomobile', CAPTION, 'FIA',BELOW,RIGHT, WIDTH, 300, FGCOLOR, '#7a93f6', BGCOLOR, '#4568f6', TEXTCOLOR, '#000000', CAPCOLOR, '#FFFFFF', OFFSETX, 10, OFFSETY, 10);" style="CURSOR: help; BORDER-BOTTOM: #000000 1px dotted" onmouseout="return nd();" href="javascript:void(0)">FIA (Fédération Internationale Automobile) indique que le carburant utilisé par les voitures de Formule 1 doit être de l'essence Super Sans Plomb. La précision "Sans plomb" a été rajoutée en 1999.
19.2 Définitions, Propriétés, 19.4 Composition du carburant
Paraffines | alkanes ramifiés et à chaîne linéaire. |
Oléfines | mono-oléfines ramifiés et à chaîne linéaire. mono-oléfines monocycliques (avec cinq atomes de carbone ou plus dans le cycle) et chaînes latérales aliphatiques saturées |
Naphtènes | paraffines monocycliques (avec cinq atomes de carbone ou plus dans le cycle) et chaînes latérales aliphatiques saturées) |
Aromatiques | noyaux aromatiques monocycliques et bicycliques avec et sans chaînes latérales aliphatiques saturées et/ou noyaux naphténiques fondus |
Oxygénates | composés organiques spécifiés contenant de l'oxygène |
Propriétés |
Unités |
Min. |
Max. |
Méthode de test |
RON | 95.0 | 102.0 | ASTM D 2699-86 | |
MON | 85.0 | ASTM D 2700-86 | ||
Oxygène | %m/m | 2.7 | Analyse élém. | |
Nitrogène | %m/m | 0.2 | ASTM D 3228 | |
Benzèene | %v/v | 1.0 | EN 238 | |
RVP | hPa | 350 | 600 | ASTM D 323 |
Plomb | g/l | 0.005 | ASTM D 3237 | |
Densité | kg/m³ | 725.0 | 780.0 | ASTM D 4052 |
Stabilité à l'oxidation | minutes | 360 | ASTM D 525 | |
Les manufacturiers définissent leurs type de gomme par des lettres.', CAPTION, 'gomme',BELOW,RIGHT, WIDTH, 300, FGCOLOR, '#7a93f6', BGCOLOR, '#4568f6', TEXTCOLOR, '#000000', CAPCOLOR, '#FFFFFF', OFFSETX, 10, OFFSETY, 10);" style="CURSOR: help; BORDER-BOTTOM: #000000 1px dotted" onmouseout="return nd();" href="javascript:void(0)">gomme | mg/100ml | 5.0 | EN 26246 | |
Soufre | mg/kg | 150 | EN-ISO/DIS 14596 | |
Corrosion du cuivre | indice | C1 | ISO 2160 | |
Conductiv. électr | pS/m | 200 | ASTM D 2624 |
Caractéristiques de distillation :
A E70°C | %v/v | 15.0 | 50.0 | ISO 3405 |
A E100°C | %v/v | 46.0 | 70.0 | ISO 3405 |
A E150°C | %v/v | 75.0 | ISO 3405 | |
A E180°C | %v/v | 85.0 | ISO 3405 | |
Pt d'ébull. max. | °C | 215 | ISO 3405 | |
Résidu | %v/v | 2.0 | ISO 3405 |
L'acceptation ou le rejet du carburant sera effectué selon ASTM D3244 avec une certitude de 95 %.
19.4) Composition du carburant :19.4.1 L'essence doit consister uniquement de substances définies en 19.2 et 19.4.4, et dont les proportions d'aromatiques, d'oléfines et de di-oléfines, au sein de l'échantillon total d'essence, respectent les valeurs ci-dessous :
Unités |
Min. |
Max. |
Méthode de Test | |
Aromatiques | % v/v | 0* | 42* | ASTM D1319 |
Oléfines | % v/v | 0 | 18* | ASTM D1319 |
Total de di-oléfines | % m/m | 0 | 1 | GCMS |
* Valeurs corrigées en fonction du contenu en oxygénate de carburant.
De plus, le carburant ne doit contenir aucune substance susceptible de réaction exothermique en l'absence d'oxygène extérieur.
19.4.2 Le total des hydrocarbures individuels présents à des concentrations de moins de 5 % m/m doit représenter au moins 30 % m/m du carburant.
19.4.3 La concentration totale de chaque groupe d'hydrocarbures dans l'échantillon de carburant total (définie par nombre de carbone et par type d'hydrocarbure) ne doit pas excéder les limites indiquées dans le tableau ci-dessous :
%m/m |
C4 |
C5 |
C6 |
C7 |
C8 |
C9+ |
Non attribué |
Paraffines | 10 | 30 | 25 | 25 | 55 | 20 | - |
Naphtènes | - | 5 | 10 | 10 | 10 | 10 | - |
Oléfines | 5 | 20 | 20 | 15 | 10 | 10 | - |
Aromatiques | - | - | 1,2 | 35 | 35 | 30 | - |
Maximum | 15 | 40 | 45 | 50 | 60 | 45 | 10 |
Pour les besoins de ce tableau, une technique de chromatographie en phase gazeuse devrait être utilisée qui permette de classer les hydrocarbures dans l'échantillon de carburant total de telle façon que tous les hydrocarbures identifiés soient classés dans la case du tableau appropriée. Les hydrocarbures présents à des concentrations inférieures à 0,5 % par masse qui ne peuvent être classés dans une case particulière peuvent être ignorés. Cependant, la somme des hydrocarbures non classés ne doit pas dépasser 10,0 % par masse de l'échantillon de carburant total.
19.4.4 Les seuls oxygénates autorisés sont les suivants :
Méthanol (MeOH) |
Ethanol (EtOH) |
Isopropanol (IPA) |
Isobutanol ? (IBA) ? |
Méthyl tertio butyl éther (MTBE) |
Ethyl tertio butyl éther (ETBE) |
Tertio amyl méthyl éther (TAME) |
Di-isopropyle éther(DIPE) |
N-propanol (NPA) |
Tertio butyl alcool (TBA) |
Normal butyl alcool (NBA) |
Butanol secondaire (SBA) |
Les composés trouvés normalement à l'état d'impuretés dans l'un ou l'autre des oxygénates ci-dessus sont autorisés à des concentrations inférieures à 0,8 % m/m de l'échantillon d'essence total.
La 1ére fonction du lubrifiant en Formule 1 |
Apporter sécurité et fiabilité dans un contexte extrême. Contrairement aux carburants pour lesquels la Fédération Internationale de lAutomobile', CAPTION, 'FIA',BELOW,RIGHT, WIDTH, 300, FGCOLOR, '#7a93f6', BGCOLOR, '#4568f6', TEXTCOLOR, '#000000', CAPCOLOR, '#FFFFFF', OFFSETX, 10, OFFSETY, 10);" style="CURSOR: help; BORDER-BOTTOM: #000000 1px dotted" onmouseout="return nd();" href="javascript:void(0)">FIA édicte des règlements contraignants (*RON limité à 102 contre 128 pour les carburants vendus dans le commerce), les lubrifiants ne font lobjet daucune réglementation particulière. Ils peuvent donc être conçus avec comme unique objectif daméliorer les performances de la voiture, sans se soucier de quelconques limitations. La En mécanique : Ecartement entre les axes verticaux des roues d\'un même train. Normalement la voie arrière est plus grande que la voie avant. En F1 le réglement autorise que la voie AV soit plus grande que la voie AR. Voie signifie aussi simplement chemin, direction... ', CAPTION, 'voie',BELOW,RIGHT, WIDTH, 300, FGCOLOR, '#7a93f6', BGCOLOR, '#4568f6', TEXTCOLOR, '#000000', CAPCOLOR, '#FFFFFF', OFFSETX, 10, OFFSETY, 10);" style="CURSOR: help; BORDER-BOTTOM: #000000 1px dotted" onmouseout="return nd();" href="javascript:void(0)">voie est alors ouverte pour une contribution maximale du lubrifiant à la compétitivité générale de la Formule 1.* RON étant l'indice d'octane. 95 ou 98 pour les voitures du citoyen lambda. Le 95 veut dire quil y a 95 ramifications sur la molécule dessence. Or plus ils y a de ramification plus lexplosion sera puissante dans le moteur. Protection des pièces contre l'usure L'huile protège les pièces moteur contre l'usure liée aux charges mécaniques qu'elles subissent. Comme dans tout moteur thermique, le lubrifiant a dabord pour fonction de sinterposer entre les pièces en mouvement pour éviter les contacts métal-métal. Tout contact direct des pièces mécaniques entre elles peut générer au pire une panne par grippage, au mieux une usure accélérée du moteur qui empêchera la F1 de terminer la course. Dans un moteur de Formule 1, qui développe une puissance 6 à 10 fois supérieure aux moteurs des véhicules de série, les contraintes mécaniques imposées aux pièces moteur augmentent de façon exponentielle. On peut se faire une idée de limportance de ces contraintes en sintéressant au comportement du Pièce mobile qui se meut dans un cylindre et transmet une pression, généralement en en alliage léger, le piston possède un ou plusieurs segments. ', CAPTION, 'piston',BELOW,RIGHT, WIDTH, 300, FGCOLOR, '#7a93f6', BGCOLOR, '#4568f6', TEXTCOLOR, '#000000', CAPCOLOR, '#FFFFFF', OFFSETX, 10, OFFSETY, 10);" style="CURSOR: help; BORDER-BOTTOM: #000000 1px dotted" onmouseout="return nd();" href="javascript:void(0)">piston dans le cylindre. Dans un moteur F1 de trois litres et 10 cylindres développant une puissance maximum de près de 800 chevaux à 18 000 tr/min, le piston passe de 0 à plus de 37 m/s, puis à 0 m/s à nouveau, le tout répété 600 fois par seconde sur une course denviron 4 cm !Le niveau incroyable dVariation de la vitesse dans un intervalle de temps donné. L\'unité de mesure du système international est le m/s² L\'accélération d\'un mobile est le taux de variation de sa vitesse. En d\'autres mots, son accélération est le rapport entre une variation de sa vitesse (dv) et la durée durant laquelle cette variation de la vitesse se produit (dt). ', CAPTION, 'accélération',BELOW,RIGHT, WIDTH, 300, FGCOLOR, '#7a93f6', BGCOLOR, '#4568f6', TEXTCOLOR, '#000000', CAPCOLOR, '#FFFFFF', OFFSETX, 10, OFFSETY, 10);" style="CURSOR: help; BORDER-BOTTOM: #000000 1px dotted" onmouseout="return nd();" href="javascript:void(0)">accélération et décélération subies par le piston sur une distance aussi réduite donne une idée plus précise de lampleur des contraintes mécaniques subies par les pièces moteur et le lubrifiant. Concrètement, ces contraintes se manifestent par des frottements colossaux sur le piston, au niveau des segments sur le cylindre, des bielles sur les manetons et du vilebrequin sur les paliers. Face à ces charges mécaniques terribles entre les pièces moteur, le lubrifiant a pour rôle de «tenir» afin déviter les contacts métal-métal. Il se doit par ailleurs de conserver une fluidité adaptée afin que les frottements induits au niveau du film dhuile soient les plus réduits possible.Protection thermique du moteur L'huile protège le moteur des surchauffes générées par les charges extrêmes qui caractérisent son fonctionnement. Limportance des pressions des pièces mécaniques entre elles se traduit par ailleurs par une production de chaleur qui vient sajouter à la chaleur produite par la combustion du carburant (2000°C). Ce dégagement de chaleur est dautant plus important que la pression de contact et la vitesse relative des pièces sont élevées. Le lubrifiant joue alors un rôle de régulateur thermique destiné à maintenir le moteur à sa température optimale de fonctionnement et à prévenir toute avarie liée à une surchauffe. Laugmentation de la température est particulièrement perceptible au niveau des segments. Lexplosion qui a lieu dans la chambre de combustion développe une pression élevée sur la tête de piston, pression qui sexerce latéralement sur les segments en les appuyant sur les parois du cylindre, le tout à des vitesses relatives qui varient alternativement de 0 à 130 km/h 600 fois par seconde (300 allers et retours du piston à 18000tr/min). Cette charge thermique est alors partiellement évacuée du cylindre par le film dhuile, ce qui permet au piston de retrouver sa température déquilibre (supérieure à 400°C au niveau de la tête de piston). Double protection Pour assurer cette double protection contre les contraintes mécaniques et thermiques, le lubrifiant doit offrir une résistance hors normes. Limpact des contraintes mécaniques sur le lubrifiant : le cisaillement. Frottements et pressions mécaniques «encaissés» par le lubrifiant mettent ce dernier à rude épreuve. Dans ces conditions extrêmes, cest à un véritable laminage permanent que ce dernier est confronté. Ce «torture test» menace en permanence de briser les molécules qui le composent. Lhuile ne peut alors plus assurer sa fonction de fiabilisation du moteur dans les conditions requises. La réponse apportée par les ingénieurs du team Elf Formule 1 va alors consister à sélectionner les huiles de base et additifs qui offrent des structures moléculaires extrêmement solides et stables. La stabilité quasi indéfectible à laquelle on aboutit alors permet déviter les ruptures du film dhuile et de conserver au lubrifiant son niveau de performance sur toute la durée du Grand Prix. Limpact des contraintes thermiques Loxydation de lhuile. Loxydation de lhuile est une conséquence directe des températures élevées sous atmosphère pro-oxydante auxquelles elle est soumise. Cest un phénomène que lon peut percevoir à lil nu puisque quil entraîne la formation de dépôts et boues noires (on parle de caramélisation du lubrifiant). Lhuile devient alors plus épaisse et perd sa fluidité initiale. Cet épaississement de lhuile peut être à lorigine dune baisse des performances du moteur et menace directement son rendement et sa fiabilité. Là encore, la réponse est chimique. Elle consiste à sélectionner des constituants qui offrent une résistance accrue à loxydation et à intégrer à la formulation du lubrifiant des additifs chimiques spécifiques dont le rôle est de la combattre. ', CAPTION, 'transmission',BELOW,RIGHT, WIDTH, 300, FGCOLOR, '#7a93f6', BGCOLOR, '#4568f6', TEXTCOLOR, '#000000', CAPCOLOR, '#FFFFFF', OFFSETX, 10, OFFSETY, 10);" style="CURSOR: help; BORDER-BOTTOM: #000000 1px dotted" onmouseout="return nd();" href="javascript:void(0)">transmission d'informationsL'huile moteur transmet des informations essentielles pour développer et fiabiliser les moteurs. Le lubrifiant est au moteur ce que le sang est au corps humain. Son analyse permet de se prononcer quant au fonctionnement global de lorganisme. A ce titre, les analyses spectrométriques dhuile développées par Elf transmettent aux ingénieurs des teams F1 des informations de première importance sur le fonctionnement du moteur. Au fil des kilomètres en effet, le lubrifiant se charge de composants qui résultent du fonctionnement du moteur. Si certains sont le résultat dune usure normale des pièces mécaniques, dautres sont le signe dusures anormales qui menacent la fiabilité du moteur. Des solutions pourront alors être apportées soit par des modifications de la formulation du lubrifiant, soit par des changements darchitecture moteur ou de matériaux utilisés. Dans tous les cas, lanalyse des données transmises par lhuile permettra déviter de nombreuses pannes. Renault reconnaît avoir ainsi évité de nombreuses casses moteur au cours de la saison 2001. | |||||||
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