Dans le secret des freins en MotoGP

Charles Bradley 24 avr. 2024, 17:00

COMMENT STOPPER UNE MOTO À 360 KM/H : DANS LE SECRET DES FREINS EN MOTOGP

En dehors des dragsters, le MotoGP peut se vanter d'avoir les deux-roues les plus rapides de la planète, avec des pointes dépassant les 360 km/h. Mais comment les pilotes ralentissent-ils leurs bolides quand ils atteignent de telles vitesses ?


Photo de: Gold and Goose / Motorsport Images

Les MotoGP, ce sont des moteurs de 1000 cm3 produisant 270 ch, mais avec des surfaces de contact au sol réduites et un manque d'appui par rapport aux voitures qui se reflètent dans leurs temps au tour en comparaison de ceux des Formule 1. Si l'on prend l'exemple du dernier circuit visité par les motos, celui d'Austin, Valtteri Bottas y a décroché la pole position en F1 en 1'32"029 lors du Grand Prix 2019 (alors sur Mercedes), tandis que Maverick Viñales (Aprilia) a dominé les qualifications MotoGP en 2'00"864, il y a quelques jours.

Pourtant, une autre comparaison intéressante réalisée il y a quelques années avait opposé la KTM RC16 de Dani Pedrosa à la Red Bull RB8 de Liam Lawson dans un départ-arrêté, et c'est la moto qui l'avait emporté haut la main, principalement grâce à un meilleur rapport poids/puissance (la RB8 pèse 640 kg contre 157 kg pour la KTM).

L'étroitesse des motos se traduit également par une très faible traînée, ce qui leur permet d'atteindre une vitesse maximale dépassant les 350 km/h sur un bon nombre de pistes (dont Austin, qui a pour V-max 356,4 km/h), et même 366,1 km/h pour le record officiel enregistré l'an dernier au Mugello.

Tout ça, c'est bien beau en ligne droite, mais comment font les pilotes pour ralentir dans les parties sinueuses ?


Un disque de frein en MotoGP Photographe:Brembo

Quelle technologie se cache derrière les freins MotoGP et qui les fabrique ?

Pour la neuvième saison consécutive, la société italienne Brembo fournit aux 22 pilotes du MotoGP un système de freinage et un service entièrement personnalisés. Ce système se compose d'étriers de frein, de disques en carbone et en acier, de maîtres-cylindres, de pompes d'embrayage et de plaquettes.

L'étrier monobloc, appelé GP4, est conçu à partir d'une pièce solide d'aluminium. Il est doté d'un système d'amplification qui permet d'augmenter le couple de freinage, ce qui signifie qu'en appliquant la même pression sur le levier de frein, le bénéfice obtenu par le pilote est plus important. Parallèlement, un dispositif à ressort sur le système anti-traînée réduit le couple résiduel et empêche les plaquettes et les disques d'entrer en contact les uns avec les autres.

L'utilisation de disques avant en carbone génère une puissance de freinage considérable. Brembo propose différentes tailles de diamètre, chacune étant disponible dans trois types de matériaux : ventilé, high mass (piste de freinage haute) et standard mass (piste de freinage basse). Un disque en acier de plus petit diamètre est utilisé à l'arrière, car le frein moteur contribue au processus sur cette partie de la moto.


Les différentes options de disques de frein en MotoGP Photographe:Brembo

Au cours de la saison, la plupart des pilotes utilisent des disques en carbone de 340 mm de diamètre, qui se partagent entre les spécifications de matériaux high mass (pour les exigences de freinage les plus élevées) et standard mass (pour les exigences les moins élevées). Des disques de 320 mm sont également disponibles et des solutions de disques ventilés de 355 mm de diamètre sont proposées pour les circuits les plus exigeants tels que Spielberg, Buddh, Motegi, Buriram et Sepang.

Quel que soit le diamètre, l'épaisseur des disques est de 8 mm. Cela signifie que les freins de MotoGP sont en fait plus grands, en termes de diamètre, que ceux d'une Formule 1, mais beaucoup plus minces : les freins de F1 ont une largeur de 32 mm. Leur poids, quant à lui, varie entre 1 kg et 1,4 kg en fonction du diamètre et de la spécification utilisés. Au total, entre les roues avant et arrière, le système de freinage d'une MotoGP pèse environ 5,5 kg.

La température de fonctionnement d'un disque en carbone sur une MotoGP doit être comprise entre 250°C et 850°C. En comparaison, les disques en acier fabriqués par Brembo pour les Moto2 et Moto3 opèrent entre 100°C et 650°C.

À quelle vitesse une MotoGP peut-elle ralentir ?

Avec un poids de 157 kg, auquel s'ajoute le pilote, pas beaucoup plus gros qu'un jockey, les MotoGP peuvent décélérer à un peu plus de 1,5 g. Prenons un exemple concret, celui du Grand Prix des Amériques sur le COTA. Sur ce circuit − classé comme "moyen" en termes d'effort de freinage, avec 26% du tour consacré au ralentissement des motos −, le plus gros stop se situe à la fin de la ligne droite de retour. La vitesse d'approche vers le virage 12 y est de 338 km/h et la vitesse minimale dans le virage est de 65 km/h. Le virage nécessite une distance d'arrêt de 293 mètres, ce qui prend 5,8 secondes. La pression de freinage requise est de 12,5 bars et la puissance de freinage maximale est de 120 kW x 2.


Jorge Martin, Pramac Racing Photographe:Gold and Goose / Motorsport Images

"C'est au moment de la dissipation de la chaleur que le disque en carbone est le plus efficace", explique Mattia Tombolan, ingénieur de course Brembo en MotoGP. "En raison des propriétés du matériau carbone lui-même, il peut absorber beaucoup plus de chaleur qu'un disque en acier, mais il peut aussi la dissiper très rapidement. Pour obtenir le même niveau de dissipation avec l'acier, il faudrait un disque très grand, qui serait beaucoup plus lourd. Or, le poids a un impact considérable sur la maniabilité de la moto."

La taille d'un disque en carbone a également des répercussions sur le reste du système. "La dimension du disque a un impact direct sur le couple de freinage appliqué par le pilote", ajoute Mattia Tombolan. "Un disque plus grand génère également un effet gyroscopique plus important qui entrave la capacité de la moto et du pilote à changer de direction."

"Si j'exerce la même pression sur le maître-cylindre et si j'ai un disque plus grand, avec un rayon plus élevé et un élan plus important, j'appliquerai un couple de freinage plus élevé. Le pilote aura donc l'impression qu'il doit exercer moins de pression pour obtenir la force de freinage qu'il souhaite. D'un autre côté, un disque plus petit signifie que le pilote doit exercer beaucoup plus de pression − cela dépend donc des préférences du pilote."


Un disque de frein en MotoGP Photographe:Brembo

Bien que la science soit la même que pour les systèmes de freinage de la F1, la façon dont le pilote enclenche le système est totalement différente. Dans le cas de la F1, il le fait en appuyant avec force sur la pédale de gauche. En MotoGP, tout se passe au guidon pour le frein avant et entre le pied et la main gauche pour le frein arrière.

"Lorsque vous appliquez plus de 100 bars avec votre pied [en F1], vous utilisez également la décélération de la machine pour vous aider", explique Mattia Tombolan. "En MotoGP, on parle de 10 à 15 bars, que l'on applique avec les doigts. Je dirais que les sensations d'un pilote de MotoGP sont plus importantes, et n'oubliez pas également que le pilote bouge sur la moto, il n'est pas attaché."

"Je dirais donc que le retour d'information du pilote est encore plus important lorsqu'il s'agit de la partie technique, pour traduire ses sensations et pas seulement les chiffres. En MotoGP, il faut vraiment établir une relation avec le pilote et le chef mécanicien pour régler la moto du point de vue du freinage."


Un disque de frein en MotoGP Photographe:Brembo

Le freinage expliqué par un pilote MotoGP

En MotoGP depuis 2019 et avec cinq victoires à son actif, Miguel Oliveira pilote aujourd'hui une Aprilia pour Trackhouse Racing après avoir précédemment couru sur KTM. Il nous explique ce que cela fait de piloter un de ces bolides à 360 km/h et de découvrir où se trouve la limite pour ralentir et entrer dans un virage en épingle à moins de 60 km/h.

"La première question qui se pose en termes de freinage est la suivante : que représente le 100% ?" demande-t-il de manière rhétorique. "Il faut trouver la limite. Et, en général, notre limite en matière de freinage se situe au moment où le pneu arrière se soulève du sol. Chaque fois que le pneu arrière se soulève ou que l'avant se bloque, c'est là que je sens la limite et que j'ajuste la pression de freinage, afin de garder autant de pression que possible sans dépasser cette limite pendant toute la phase de freinage."

"Comme on le voit aujourd'hui, il n'y a pas beaucoup d'avantages à garder la moto droite pour freiner. On essaye d'utiliser toute l'aéro et tout le pneu arrière pour s'arrêter. En ce qui concerne l'utilisation du frein arrière, on essaye de ne l'utiliser qu'au minimum, pour permettre au frein moteur d'être plus efficace, mais cela dépend de la moto et de l'électronique. On fait beaucoup d'ajustements."

"On travaille beaucoup sur l'entrée dans les virages. On utilise cela pour réduire la vitesse quand on en a besoin. Bien sûr, on ne peut pas garder beaucoup de pression quand on est dans cette phase de freinage pour entrer dans le virage, donc c'est là qu'on utilise surtout le frein arrière. Avec le frein moteur et le frein arrière, on essaie de trouver l'équilibre pour ne pas être trop vif ou agressif quand on fait tourner la moto dans le virage, sinon on surcharge l'avant et c'est là qu'on peut perdre l'avant."


Miguel Oliveira, Trackhouse Racing Team Photographe:Gold and Goose / Motorsport Images

Contrairement à d'autres, Oliveira n'utilise pas de commande au pouce pour le frein arrière. "Je préfère utiliser le pied, parce que je peux exercer une plus grande pression avec mon pied", explique-t-il.

En F1, on voit souvent les pilotes bloquer leur roue avant à l'approche d'un virage. En MotoGP, cela arrive aussi, mais c'est beaucoup moins évident pour l'œil du spectateur... "On le sent assez facilement", explique le pilote portugais. "Quand ça arrive, on laisse glisser un peu, on ne relâche pas le frein immédiatement, on peut laisser la moto glisser un peu en ayant l'avant bloqué − mais c'est vraiment une sensation à laquelle on s'habitue et à laquelle on réagit assez naturellement."

Et qu'en est-il de la force requise sur le levier quand il faut piler ? Comme nous l'avons mentionné, les pilotes de F1 génèrent une énorme pression sur la pédale de frein dans le cockpit avec leur pied, mais comment ça se passe avec un levier en MotoGP ?

"Ça n'est pas si difficile, vous savez", répond Miguel Oliveira. "Je pense qu'il faut 11 à 12 kilos sur le levier de frein pour générer la puissance de freinage nécessaire. Mais la principale chose sur laquelle il faut se concentrer, c'est à quel point il faut l'utiliser en course, à quel degré de précision on doit être à plus de 300 km/h. Les marques de freinage sont super importantes, et la chose la plus difficile est de continuer à s'y placer régulièrement en course, quand les pneus se dégradent et que la charge de carburant diminue. Ça n'est pas facile !"


Fabio Quartararo, Yamaha Factory Racing Photographe:Gold and Goose / Motorsport Images

Oliveira a également gagné sept fois en Moto2 et six fois en Moto3. Il est donc bien placé pour comparer les disques carbone et acier. "Ça fait longtemps que je n'ai pas roulé avec ces freins-là", sourit-il. "Mais si je me souviens bien, c'est vraiment au premier toucher qu'on remarque la grande différence. Avec les freins en carbone... bwoah ! On s'arrête vraiment fort dès qu'on les touche."

Pourquoi les pilotes MotoGP écartent-ils la jambe au freinage ?

Enfin, grande question : pourquoi les pilotes MotoGP ont-ils tendance à écarter la jambe et à la laisser en l'air pendant la phase de freinage ? À quoi sert ce numéro d'équilibriste ?

"On s'en sert principalement pour réduire la résistance à l'air", explique Oliveira. "On l'utilise également comme moyen d'équilibre, pour charger l'arrière parce qu'une fois qu'on glisse sur le côté, on sort la jambe et cela crée un centre de gravité vers l'intérieur et vers le bas, alors cela aide aussi à ralentir un peu."

Charles Bradley



Ne dites pas à ma mère que je suis co-admin chez FGI Elle croit que je suis gogo-dancer dans un bar gay

merci   

Merdoum! Ah ben ça alors y'en a qui sont passés aux disques? Je croyais qu'ils étaient toujours avec des freins à tambours... En tout cas chez Honda ce sont toujours des tambours  .

Il n'y aurait pas une coquille au dernier paragraphe ?
"On s'en sert principalement pour réduire la résistance à l'air"


Ce serait pas plutôt AUGMENTER la résistance à l'air ??

 
Salut Eric,

Certes, je pense aussi qu'il y a erreur et qu'il eut mieux valu dire "augmenter la traînée". 
Mais, cela reste secondaire. Voici ce qu'en disent in extenso des pilotes sur le site des 24heures moto:
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POURQUOI LES PILOTES DES 24 HEURES MOTOS SORTENT-ILS LEUR JAMBE LORS DES FREINAGES ?

À l’approche de certains virages du circuit Bugatti, les pilotes sortent leur jambe au moment de freiner. On vous explique ce geste à l’efficacité réelle.

Ce n’est pas pour ralentir la moto à l’aide de leur pied que les pilotes sortent leur jambe à l’approche de certains freinages du circuit Bugatti. La semelle de leur botte ne résisterait pas longtemps au frottement contre le bitume. Il s’agit d’une technique de pilotage assez récente. Elle porte un nom : the Doctor’s pendulum (le balancier du docteur en français), du surnom du premier pilote à l’avoir expérimenté, Valentino Rossi, nonuple Champion du monde des Grands Prix.

TEL UN FUNAMBULE

Alors pourquoi les pilotes ont-ils besoin de jouer ainsi les équilibristes ? « Au début, lorsqu’on a vu ce phénomène apparaître en Championnat du monde MotoGP, personne n’arrivait véritablement à l’expliquer. C’est lorsque j’ai essayé que j’ai compris qu’il y avait un réel intérêt », explique Etienne Masson, pilote de la Suzuki #12 de Yoshimura SERT Motul. Les machines ne cessent de s’améliorer tandis que les pilotes s’emploient à gagner de précieux dixièmes de seconde. Les forces de décélération sont très fortes et le freinage des machines est chaque année plus puissant. Lors des phases de fort ralentissement, le poids est tellement transféré sur l’avant de la moto que les pieds des pilotes glissent naturellement des cale-pieds. « C’est une façon de trouver un peu d’équilibre et de stabiliser la moto pour aborder les virages en étant le plus stable possible. On peut comparer ça à un funambule qui s’aide d’une grande perche pour rester d’aplomb », précise le vainqueur des 24 Heures Motos 2015.

En sortant leur jambe, les pilotes abaissent ainsi le centre de gravité de la moto. Cela permet d’améliorer l’efficacité du freinage. « Lorsqu’elle commence à partir en glisse, ça me permet de me rattraper un petit peu et de garder la roue arrière au sol », fait savoir Martin Renaudin, pilote de la Yamaha #36 de 3ART Best Of Bike engagée en catégorie Superstock.
En outre, physiquement, les pilotes s’y retrouvent également. En sortant la jambe, ils ouvrent l’angle de leur hanche et cela leur offre une meilleure stabilité au guidon. Ils parviennent à mieux se tenir et à avoir plus de force sur le haut du corps. En résumé, une plus grande maîtrise de leur machine



LE CIRCUIT BUGATTI PROPICE À CE PHÉNOMÈNE

Les spectateurs des 24 Heures Motos peuvent observer ce phénomène aux virages de la Chapelle et du Garage Vert, à la chicane du Chemin aux Bœufs ou aux S Bleus.
Plus globalement, les pilotes ne conduisent pas qu’avec les bras. L’utilisation de leurs jambes est indispensable pour piloter de manière rapide et efficace. Leurs jambes sont d’ailleurs beaucoup plus puissantes que leurs bras.

Précisons que cette technique n’est pas transposable à la conduite sur route. Elle serait même dangereuse.
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Salut,
Oui, oui c'était juste pour  préciser au cas ou.