Sécurité en F1 : des monoplaces conçues pour protéger les pilotes

La sécurité a toujours été primordiale en Formule 1, un sport marqué par de nombreuses tragédies depuis ses débuts. Chaque année, la FIA s'efforce d'améliorer la protection des pilotes en mettant continuellement à jour la réglementation applicable aux monoplaces.

Lorsque l'accident de Romain Grosjean à Bahreïn en 2020 a transformé sa voiture en boule de feu, un simple anneau en titane a fait la différence entre la tragédie et la survie. Cet anneau, le « halo » de la FIA, est discrètement devenu l'innovation la plus importante en matière de sécurité dans les courses de monoplaces modernes.

Le halo est une barre en titane de 7 kg qui forme une arche au-dessus du cockpit du pilote, à seulement 5 cm au-dessus du casque. Son objectif est simple : empêcher une roue, un débris ou même le châssis de la voiture de heurter la tête du pilote. Le concept remonte aux arceaux de sécurité de la fin des années 1960, mais sa mise en œuvre est beaucoup plus sophistiquée. Lors des essais de la FIA, la structure a résisté à un pneu de 20 kg lancé à près de 225 km/h, une vitesse qui dépasse celle d'une roue de F1 dans un impact réel. Mercedes a esquissé cette idée pour la première fois en 2015, après des années de recherche de la FIA sur la protection avant. Ce dispositif est devenu obligatoire en Formule 1 en 2018, une décision précipitée par l'accident mortel de Jules Bianchi cette année-là, lorsque sa Marussia est entrée en collision avec un véhicule de dépannage. Malgré une opposition virulente – le regretté Niki Lauda l'avait qualifié de « destructeur d'ADN » –, le halo a presque immédiatement prouvé son efficacité.

Il a fait ses débuts dans la série nourricière lors de la course de F2 à Barcelone en 2018, où l'anneau a sauvé le pilote japonais Yuki Makino après une collision avec Takuma Fukuzumi. Quelques semaines plus tard, à Spa-Francorchamps, le halo a dévié la roue de Charles Leclerc lorsque la voiture de Fernando Alonso lui a roulé dessus, épargnant la tête du Monégasque. La validation la plus spectaculaire est venue à Bahreïn, lorsque la voiture de Grosjean a fait un saut dans les airs et a été frappée par un pneu. Le pilote s'en est sorti vivant et a admis plus tard : « Je n'étais pas fan du halo il y a quelques années, mais sans lui, je ne serais pas là aujourd'hui pour vous parler. »

Au-delà de la Formule 1, le halo protège désormais les pilotes de F2, F3 et Formule E, consolidant ainsi son statut de norme de sécurité universelle. Alors que le halo protège le haut du cockpit, la FIA s'est également attaquée à la protection contre les chocs latéraux avec un dispositif moins visible : l'appuie-tête, surnommé « la bête à cornes ». Ce bloc de mousse de densité moyenne à élevée, d'une épaisseur de 75 mm, est placé derrière la tête du pilote et recouvert de couches de fibre de carbone. La réglementation interdit tout revêtement susceptible de masquer les fissures après un impact, afin que les dommages soient visibles par les commissaires. L'appuie-tête n'est pas destiné au confort quotidien ; les pilotes gardent leur casque à distance, laissant un espace de 5 cm de chaque côté et à l'arrière. En cas d'urgence, deux clips à l'avant et deux goupilles à l'arrière permettent aux équipes de retirer rapidement l'appuie-tête, leur offrant une prise solide sans bouger la tête du pilote. Il en résulte une tête qui ne peut être forcée sur le côté ou vers l'arrière en cas de choc arrière, une lacune du dispositif HANS.

Ensemble, le halo, la « bête à cornes » et la cellule de survie renforcée forment une défense multicouche qui a déjà sauvé des vies et remodelé la perception du risque dans ce sport. L'évolution des arceaux de sécurité vers des arceaux en titane et de la mousse technique souligne une nouvelle ère où la sécurité du pilote est intégrée à la silhouette même de la voiture, plutôt que d'être ajoutée après coup.

La cellule de survie, qui correspond essentiellement au cockpit, est l'élément central d'une monoplace. Sa conception remonte à la McLaren MP4 de 1981 et elle est entièrement fabriquée en Kevlar-carbone, un matériau qui allie une résistance extrême à un poids réduit. Cela a marqué un changement majeur par rapport aux anciens châssis tubulaires, qui offraient une faible absorption d'énergie et pouvaient se déformer en cas de choc, mettant ainsi le pilote en danger. La cellule de survie étant le principal élément de sécurité pour le pilote, elle est soumise à des réglementations strictes. Depuis 1971, la FIA exige qu'un pilote puisse sortir de son siège en moins de cinq secondes, ce qui dicte la taille de l'ouverture du cockpit. La cellule doit également résister aux retournements et même au poids d'une autre voiture qui pourrait lui rouler dessus, un scénario qui n'est pas rare dans les courses de Grand Prix. Depuis 1978, un arceau de sécurité principal derrière le volant et un arceau de sécurité secondaire intégré dans la prise d'air au-dessus du casque du pilote sont obligatoires. Les parois latérales, conçues pour résister à la pénétration, sont minutieusement examinées lors de l'homologation et fonctionnent conjointement avec les arceaux de sécurité pour garantir la solidité du cockpit. L'avant de la cellule doit rester intact pour protéger les jambes du pilote, tandis que le nez de la voiture est conçu pour absorber l'énergie d'un choc frontal.

En raison de son rôle essentiel, la cellule de survie – ou le cockpit dans son ensemble – est l'une des parties les plus strictement réglementées d'une voiture de F1, agissant essentiellement comme un bunker protecteur pour le pilote. Extincteur Chaque monoplace de F1 est équipée d'un extincteur embarqué placé près du volant, à portée de main du pilote et des commissaires. Un petit interrupteur dans le cockpit permet d'activer le système. Ce dispositif a été introduit après plusieurs incidents, tels que l'incendie de Niki Lauda en 1976, celui de Nick Heidfeld en 2011 et celui de Romain Grosjean à Bahreïn en 2020.

Interrupteur d'arrêt D'urgence À côté du bouton de l'extincteur se trouve l'interrupteur d'arrêt d'urgence, qui permet au pilote d'arrêter le moteur ou de le forcer à s'arrêter. Ces commandes sont montées sur le côté du cockpit afin de rester accessibles même si le volant est endommagé lors d'un accident.

Réservoirs de carburant La poche de carburant recouverte de caoutchouc peut contenir jusqu'à 110 kg de carburant et se compose d'un réseau complexe de parois, de collecteurs de pompe et de trappes. Elle est enfermée dans une structure de protection qui fait partie de la cellule de survie et est soumise aux mêmes tests de collision. La réglementation technique limite également la largeur de l'enveloppe en caoutchouc à 80 cm. Les réservoirs sont fabriqués par ATL dans la « vallée du sport automobile » de Milton Keynes à partir d'un mélange de Kevlar et de caoutchouc (818-D) conforme à la norme FIA FT5-1999. Leur conception interne vise à empêcher les mouvements du carburant, qui pourraient perturber l'équilibre de la voiture. Pour ce faire, le réservoir est divisé par des cloisons : des cloisons verticales contrôlent le débit dans les virages, des cloisons latérales gèrent les mouvements pendant l'accélération et le freinage, et des cloisons horizontales empêchent le carburant de remonter. La monocoque ne présentant qu'une petite ouverture à sa base, l'installation de ces panneaux est difficile, mais le carburant doit tout de même atteindre la pompe en continu. Des clapets anti-retour sont donc intégrés dans les parois. Un petit collecteur (1 à 2 litres) alimente le moteur pendant plus de 30 secondes pendant que le carburant se déplace vers le compartiment principal ; la pompe GDI haute pression aspire ensuite le carburant dans le bloc moteur. En 2020, la FIA a réduit la réserve de carburant externe autorisée de 2 litres à seulement 250 ml.

Longerons La refonte de la Formule 1 en 2014 a également apporté des changements aux structures de protection latérale, qui constituent la première ligne de défense en cas de collision latérale.

Lorsque Robert Kubica a eu un accident à Montréal en 2007, sa BMW a été détruite à plus de 230 km/h, ce qui a obligé la FIA à repenser la manière dont une voiture absorbe les chocs latéraux. La réponse est venue sous la forme de longerons renforcés, des éléments structurels capables d'absorber environ 40 kJ d'énergie, que l'impact soit frontal ou oblique. Le concept a d'abord été esquissé par l'équipe qui a débuté sous le nom de Marussia, puis rebaptisée Manor Marussia, avant que la conception ne soit affinée et mise en condition pour la course par Red Bull. Une fois que la FIA a rendu leur inclusion obligatoire, tous les châssis ont dû être équipés de ces barres absorbant l'énergie, un changement qui a souligné le fait que l'aérodynamique seule ne définit plus la compétitivité d'une voiture en Formule 1.

Les préoccupations en matière de sécurité vont au-delà de la monocoque. Un pneu de Formule 1 pèse environ 9,5 kg à l'avant et 11,5 kg à l'arrière, sans compter la jante, et une roue détachée peut devenir un projectile mortel, dépassant souvent la vitesse du châssis lui-même. Les systèmes de fixation des roues sont obligatoires depuis 2001, mais ils ont été revus après la tragique disparition d'Henry Surtees. La question a refait surface en 2009 lorsqu'une roue de Formule 2 s'est détachée et a heurté la tête d'un pilote, ce qui a incité la FIA à renforcer les règles. En 2011, l'instance dirigeante a doublé le matériel de retenue, équipant chaque roue de deux câbles absorbant l'énergie qui, ensemble, dissipent environ 6 kJ de force, remplaçant ainsi la configuration à câble unique. En 2018, la norme est passée à trois câbles par roue, réduisant encore davantage le risque d'éjection de la roue à grande vitesse.