A l’époque du gel des moteurs, les carburants sont plus que jamais une pièce essentielle d’un bloc propulseur. Philippe Girard, délégué matériaux, interfaces et nanotechnologies chez Total évoque l’un des aspects de l’essence fournie aux moteurs Renault, la masse.

La densité des hydrocarbures est mesurée par diverses méthodes. Le système métrique définit cette densité comme le rapport de la masse volumique mesurée à 15°c à celle de l’eau à 4°c. Les anglo-saxons, eux, la définisse comme étant le rapport de la masse volumique à 60° Fahrenheit (15,55°c) à celle de l’eau à la même température. Il en résulte une différence d’environ 2/1000, source de beaucoup de discussions…

Reste que cette masse volumique est sujette à fluctuation, en fonction de la température ou de la pression. Si l’on chauffe un carburant, sa masse volumique va progressivement diminuer, ou

au contraire augmenter si on le refroidit. La masse, elle, demeure la même. On voit donc qu’il est plus facile de mesurer une masse plutôt qu’un volume, qui peut varier en fonction de la température et/ou de la pression. Une autre caractéristique du carburant est son contenu énergétique. Un litre de carburant contient plus d’énergie à -15°c qu’à 15°c, tout en voyant sa masse augmenter grâce à l’augmentation de la masse volumique. Mais un kilo de carburant contient, lui, toujours la même quantité d’énergie.

La FIA impose néanmoins une température minimale, fixée à la température ambiante une heure avant le départ, moins 10°c. Le casse-tête, ce sont par exemple des essais libres par forte température, et un GP disputé alors qu’il fait plus froid. Si les ingénieurs se basent sur la consommation lors des essais pour déterminer le volume à embarquer pour la course, alors que la chute des températures impliquera que le carburant se rétracte et occupe un volume moindre lors de la course, la panne d’essence guettera à l’approche de l’arrivée…

Les ingénieurs corrigent donc les volumes en tenant compte des variations de température. Mais le seul paramètre facile à mesurer reste la masse de carburant consommé. Afin de conserver la performance du V8, les ingénieurs programment des variations de débit des injecteurs, que le pilote actionne pendant la course, afin de faire varier le volume injecté pour une masse identique, donc la même quantité d’énergie à disposition. Chez Total, nous formulons ainsi les carburants F1 sur le compromis entre densité et contenu énergétique. Les motoristes Renault, eux, définissent les conditions optimales de rendement.

Masse ou volume ? Le débat reste ouvert, car les deux sont intimement liés. Mais le besoin d’utiliser le contenu énergétique du carburant de la manière la plus optimale possible fait pencher la balance vers ce qui est le plus simple et le plus fiable à mesurer, la masse, et d’appliquer ensuite les corrections de température et de pression pour déterminer les volumes à utiliser.

Source : Total