Système de récupération de l'énergie cinétique

En Formule 1, deux types de système de récupération de l'énergie cinétique sont utilisés, l'un comprenant une batterie, l'autre un volant d’inertie[3].

Ce système de récupération de l'énergie cinétique par volant d'inertie fonctionne de la manière suivante : un arbre de transmission solidaire du moteur thermique par l'intermédiaire d'un embrayage actionne un autre arbre. Ce dernier met en mouvement le volant d’inertie, puis l'embrayage est ouvert. Quand on veut récupérer l'énergie, on ferme l'embrayage, l'énergie stockée dans le volant d'inertie est transmise à la transmission du véhicule. Le système de SREC par volant d'inertie a donc l'avantage de ne pas avoir besoin de convertir l'énergie sous une autre forme, ce qui permet de diminuer les pertes, inévitables au moment de la conversion mécanique/électrique, mais présente l’inconvénient du poids et de l'encombrement et de pertes mécaniques non négligeables.

Le système met en jeu une conversion d’énergie. Au lieu d'actionner un volant, l'arbre moteur actionne durant les phases de freinage une « machine électrique » fonctionnant en générateur électrique, qui convertit l'énergie mécanique en énergie électrique, laquelle est stockée dans une batterie. Quand on veut réutiliser l'énergie, la batterie fournit du courant électrique à la machine électrique fonctionnant alors en moteur. L'avantage par rapport au SREC inertiel est l'absence de recours à l'embrayage, une électronique de puissance gérant les phases de récupération et de production d'énergie ; l’inconvénient de ce système est le poids de la batterie et sa mauvaise tolérance aux charges/décharges rapides, une solution consistant à utiliser des supercondensateurs.

SREC de Formule 1 (2009).

Le système, introduit en Formule 1 durant la saison 2009, permet une récupération d'énergie lors du freinage, que les pilotes peuvent utiliser par la suite (400 kJ maximum par tour) en poussant sur un bouton, déclenchant un afflux supplémentaire de puissance de 80 chevaux pendant 6,67 secondes (ou 40 chevaux pendant 13 secondes) dans les phases d'accélération[4].

L'économie de carburant que permet le SREC est pratiquement négligeable : les 400 kJ que fournit le SREC à chaque tour représentent l'équivalent de 0,021 litre d'essence, soit 1,47 litre par Grand Prix[5]. Il est en outre d'une masse élevée, handicapant l'équilibre général des monoplaces (dont la masse est au surplus plafonnée par le règlement), son développement est coûteux et son rendement est faible sur la majorité des circuits utilisés en championnat du monde. Ainsi, la plupart des écuries ont renoncé à l'utiliser ou à poursuivre son développement en cours de saison. Seules Ferrari et McLaren ont utilisé le système pendant la totalité de la saison.

Cependant, le surcroît de puissance qu'il offre permet la victoire de Kimi Räikkönen au Grand Prix de Belgique à Spa le 30 août 2009, dépassant la Force India de Giancarlo Fisichella[6]. Le 26 juillet 2009, à l'occasion du Grand Prix de Hongrie, Lewis Hamilton pilotant la McLaren MP4-24 remporte la première victoire d'une monoplace munie d'un système de récupération d'énergie, suivi par Kimi Räikkönen dans une Ferrari F60 également dotée du SREC. La première pole position d'une monoplace munie d'un système de récupération d'énergie date du 22 août 2009, à l'occasion du Grand Prix d'Europe.

En 2010, bien que le SREC soit toujours autorisé par la réglementation du championnat du monde de Formule 1, la Formula One Teams Association annonce qu'aucune équipe ne l'utilisera. Le 4 mai 2010, Jean Todt, président de la Fédération internationale de l'automobile, annonce son retour en 2011. Si le système n'est toujours pas obligatoire, son utilisation est réglementairement encouragée par l'augmentation du poids minimum des monoplaces, relevé de 20 kg (soit 640 kg au total), de manière à ne plus pénaliser les constructeurs choisissant de l'utiliser.

Depuis la saison 2014, un double système de récupération d'énergie géré par calculateur électronique et associé à des accumulateurs électriques (batterie) est monté réglementairement sur les Formule 1.

Le MGU-K, moteur électrique réversible en générateur, couplé mécaniquement à la transmission, permet de récupérer une partie de l'énergie cinétique du véhicule dissipée au freinage et, en retour, fournit un couple important en accélération.

Le MGU-H, moteur électrique réversible, est accouplé mécaniquement au turbocompresseur, ce qui permet de récupérer une partie de l'énergie des gaz d'échappement et, en retour, permet de relancer le turbocompresseur en amont des accélérations[7]. La consommation de carburant se trouve diminuée de 35 % en 2014 par rapport à la saison précédente[8].

Les monoplaces, mues par un V6 d'une cylindrée d'1,6 litre disposent, grâce au SREC, d'une puissance totale de près de 1 000 ch[7].

Lors du Grand Prix moto 2008 de Valence disputé le 26 octobre, l'écurie KTM a pour la première fois dans la discipline équipé une moto d'un SREC[9], en catégorie 125 cm³.

Le 14 septembre 2008, à l'occasion de la course d'endurance des 1 000 km de Silverstone des Le Mans Series, l'équipe Peugeot Sport dévoile sa nouvelle 908 HDI FAP Hybride munie d'un SREC[10]. L'écurie prévoit d'engager la voiture pour la saison 2009 bien qu'elle ne soit pas autorisée à marquer des points au championnat[11]. Début 2012, Peugeot se retire de la compétition automobile en raison de la crise économique, ce qui permet à Audi, son grand rival en endurance, ainsi qu'à Toyota, qui réintègre la compétition d'endurance, de devenir les premiers constructeurs à lancer officiellement des voitures hybrides avec pour la Audi R18 e-tron quattro un système par volant à inertie et, pour la Toyota TS030 Hybrid un système par stockage sur batterie. Audi et Toyota présentent quatre voitures (deux chacune) aux 24 Heures du Mans 2012[12] et Audi remportera la pole avec une des deux e-tron engagées, une première pour un véhicule hybride[13].

Le constructeur allemand Porsche a présenté une 911 GT3 de compétition hybride au salon automobile de Genève 2010. Celle-ci embarque, en plus de son moteur à combustion, deux moteurs électriques de 60 kW chacun, alimentés par un volant d'inertie capable de tourner à 40 000 tr/min pendant les phases de freinage. Le système pourrait fournir jusqu'à 164 ch supplémentaires pendant des périodes de 6 à 8 secondes[14]. La technologie a été développée par le britannique Williams Hybrid Power[15], partenaire de l'écurie de Formule 1 Williams F1. La voiture a disputé les 24 Heures du Nürburgring 2010 et a dû abandonner à deux heures de l'arrivée après avoir mené l'épreuve pendant plus de quinze heures et remporté le record du tour en course[16].

• Frein dynamique
• Freinage régénératif
• Volant de stockage solaire

• Notice dans un dictionnaire ou une encyclopédie généraliste :

  • Store norske leksikon