Information presse Porsche LMP1 - Porsche Presse-Datenbank

Information presse
     Porsche LMP1

Table des matières

Aperçu                     Porsche défend son titre en championnat WEC             1
                           et au Mans avec la 919 Hybrid

Calendrier                 Championnat du monde d’endurance FIA 2016               3

Règlement                  Extraits du règlement sportif                           4

Porsche 919 Hybrid         Technologie du champion en titre, efficacité maximale    7
                           Fiche technique                                         13

Transfert de technologie   La victoire au bénéfice du progrès                      15
                           Dans le rétroviseur                                     21

Innovations Porsche        Passées de la compétition à la série (extrait)          24

Architecture hybride       Technologie 800 V, prometteuse pour la série            27

Logistique                 Tournée mondiale de l’efficacité                        30

Chronologie                L’écurie Porsche et la 919 Hybrid                       32

Équipe Porsche             Direction d’équipe                                      37
                           Pilotes                                                 39

Résultats                  2014                                                    67
                           2015                                                    69

Mars 2016

Programme d’usine LMP1 2016 • Aperçu                                 1

Aperçu
Porsche défend son titre en championnat WEC
et au Mans avec la 919 Hybrid

Après une saison 2015 couronnée de succès (victoire générale au Mans, titres de champion
du monde des constructeurs et des pilotes), Porsche revient en 2016 pour défendre son
titre en Championnat du monde d’endurance de la FIA. Pour la troisième saison depuis le
retour de Porsche dans la catégorie reine des prototypes Le Mans, la Porsche 919 Hybrid
futuriste a été modifiée en profondeur. La structure de châssis et l’architecture moteur re-
stent en l’état.

Depuis l’adoption d’un règlement tourné vers l’efficacité pour les prototypes Le Mans de caté-
gorie 1 (LMP1), le Championnat WEC apparaît comme une plateforme idéale pour Porsche.
Le constructeur de voitures de sport a, de ce fait, décidé de revenir à la compétition de haut
niveau en 2014. Le règlement laisse une grande latitude aux ingénieurs, tout en imposant
l’intégration de technologies d’avenir telles que l’hybridation, le downsizing et l’allégement
systématique. Le championnat WEC s’impose ainsi comme une plateforme de choix pour
le constructeur de Stuttgart en vue de tester les innovations qu’il destinera ensuite aux mo-
dèles homologués pour la route.

La motorisation hybride de la 919 associe une technologie turbo innovante à base de down-
sizing à une injection directe d’essence efficace pour le moteur à combustion V4 2,0 l. Elle
utilise une batterie lithium-ion pour stocker l’énergie électrique issue de deux systèmes de
récupération différents (énergie de freinage sur l’essieu avant et énergie des gaz d’échappe-
ment). Avec une puissance cumulée de 900 ch, la 919 Hybrid a d’ores et déjà ouvert des
pistes déterminantes pour le développement des futurs modèles de voitures de sport homo-
loguées pour la route. Le dernier exemple en date n’est autre que la technologie 800 V.
Destinée à la voiture concept électrique Mission E, elle autorise des temps de recharge de
batterie extrêmement courts. Cette étude de voiture de sport à quatre portes devrait être
adoptée en série avant la fin de la décennie.

Programme d’usine LMP1 2016 • Aperçu                                 2

Une équipe renforcée

L’équipe réunie au centre de développement Porsche de Weissach sous la houlette de Fritz
Enzinger (AT), directeur LMP1, réunit 260 collaborateurs. Toutes les affaires opérationnelles
sont placées sous la responsabilité du directeur d’équipe Andreas Seidl (ALL).

En Championnat du monde d’endurance, trois pilotes se partagent le volant de chaque voi-
ture. En la matière, Porsche mise sur la continuité : les champions du monde en titre Timo
Bernhard (DE/35), Brendon Hartley (NZ/26) et Mark Webber (AUS/39) prendront le départ
avec le numéro 1. L’autre voiture, numéro 2, sera pilotée par un autre trio bien rodé, com-
posé de Romain Dumas (FR/38), Neel Jani (CH/32) et Marc Lieb (DE/35).

Organisé depuis 2012, le Championnat WEC (World Endurance Championship) de la FIA renoue
avec la tradition de l’ancien Championnat du monde des voitures de sport et du groupe C.
Le WEC est le championnat du monde sur circuit le plus important après la Formule 1. Porsche
devra affronter la concurrence d’Aston Martin, Audi, Ferrari, Ford et Toyota parmi les écuries
d’usine.

Neuf courses pour la première fois

L’édition 2016 du championnat WEC compte neuf courses dans neuf pays différents. Les
24 Heures du Mans sont le point culminant de la saison. Avec 17 victoires au classement
général de cette compétition, reconnue communément comme étant la plus exigeante, Porsche
détient le record absolu du nombre de victoires. Les huit autres courses du championnat
durent six heures chacune. Le coup d’envoi de la saison est traditionnellement donné en
Europe, avec les courses de Silverstone (GB/17 avril) et Spa-Francorchamps (BE/7 mai).
Après la légendaire épreuve des 24 Heures du Mans (FR/18 et 19 juin), le Championnat
du monde fera escale au Nürburgring (DE/24 juillet). Inédites au calendrier, les 6 Heures
de Mexico City (MX, 3 septembre) précéderont les courses d’Austin (Texas, US/17 septem-
bre), Fuji (JP/16 octobre) et Shanghai (CN/6 novembre) avant le grand finale à Bahreïn
(19 novembre).

Championnat du monde d’endurance FIA WEC 2016 • Calendrier   3

Calendrier
Championnat du monde d’endurance de la FIA 2016

25/26 mars              Prologue du championnat WEC, Paul Ricard (FR)

17 avril                6 Heures de Silverstone (GB)

7 mai                   6 Heures de Spa-Francorchamps (BE)

5 juin                  Journée d’essais officielle au Mans (FR)

18 et 19 juin           24 Heures du Mans (FR)

24 juillet              6 Heures du Nürburgring (DE)

3 septembre             6 Heures de Mexico City (MX)

17 septembre            6 Heures de COTA (Austin, Texas/États-Unis)

16 octobre              6 Heures de Fuji (JP)

6 novembre              6 Heures de Shanghai (CH)

19 novembre             6 Heures de Bahreïn (BH)

Porsche LMP1 • Règlement                                     4

Règlement
Extraits du règlement sportif

• Le WEC réunit plusieurs catégories de voitures qui s’affrontent dans une même course.
  La perspective d’une victoire au classement général est normalement réservée aux voi-
  tures LMP1 (prototypes Le Mans de catégorie 1), au nombre desquelles figure la Porsche
  919 Hybrid. La compétition est ouverte aux catégories suivantes : LMP1, LMP2, LMGTE
  Pro et LMGTE Am (Pro et Am distinguent les écuries professionnelles et amateurs en
  catégorie GT).

• De manière générale, les voitures des catégories LMP sont des prototypes qui ne sont pas
  inspirés de la série. Leur carrosserie est conditionnée par le seul règlement technique.
  En catégorie LMP2, les voitures ouvertes (sans toit) sont autorisées. Les voitures des caté-
  gories GT, en revanche, doivent être basées sur un modèle de série homologué pour la
  route, même si le règlement autorise des modifications importantes.

• Si la course du Mans s’étale sur 24 heures, les huit autres compétitions du championnat
  ne durent que six heures. La victoire est accordée à la voiture ayant parcouru la plus
  grande distance, autrement dit le plus grand nombre de tours.

• L’épreuve de qualification, commune aux voitures LMP1 et LMP2, est limitée à 20 minutes.
  Elle est toujours disputée par deux pilotes dont les meilleurs temps au tour sont addi-
  tionnés et divisés par deux. Chaque pilote peut utiliser un jeu de pneus neuf.

• Le règlement prévoit un temps de conduite minimum et maximum par pilote pour chaque
  course. Sur les courses de six heures, il s’élève à 40 minutes au minimum et quatre heures
  et demie au maximum. Au Mans, chaque pilote doit rester au moins six heures au volant,
  mais ne peut pas conduire plus de quatre heures par tranche de six heures, ni conduire
  plus de 14 heures au total.

Porsche LMP1 • Règlement                                         5

• Les arrêts au stand font l’objet d’une réglementation complexe. Contrairement à la For-
  mule 1, le recours au personnel et à l’équipement est strictement encadré. Et les règles
  ont été renforcées pour 2016 : pas plus de deux personnes pour effectuer le ravitaille-
  ment, la voiture doit reposer sur ses roues pendant ce temps, les roues ne peuvent être
  remplacées qu’après le ravitaillement et il ne doit jamais y avoir simultanément plus de
  quatre mécaniciens et une clé à chocs autour de la voiture.

• En cas d’accident ou d’événements sur le circuit de nature à perturber la course, le règle-
  ment WEC prévoit des phases « Full Course Yellow » – sans que la voiture de sécurité ait
  à sortir. À la demande du directeur de course, tous les pilotes doivent alors réduire leur
  vitesse à 80 km/h et garder leur distance avec la voiture qui précède. Les arrêts au stand
  sont autorisés. La course peut également être neutralisée partiellement, sur certaines por-
  tions de circuit. La vitesse est alors limitée à 80 km/h dans les « zones slow ».

• Sur les courses de six heures, le nombre de pneumatiques pour temps sec autorisés
  pour les essais qualificatifs et pour la course est normalement de 24 (32 à Bahreïn et
  Shanghai). Les pneus pluie et intermédiaires sont autorisés en quantité illimitée.

• Le système de points est le même qu’en Formule 1 et vaut pour les dix premiers :
  25-18-15-12-10-8-6-4-2-1. Le nombre de points est multiplié par deux au Mans et une
  pole position est gratifiée d’un point supplémentaire à chaque course.

• Par souci de maîtrise des coûts, il est interdit d’utiliser plus de cinq nouveaux moteurs
  par voiture et par saison. Cette réglementation empêche de concevoir des moteurs ré-
  pondant aux spécificités d’un circuit en particulier.

• Un poids moyen supposé de 80 kg par pilote a été décidé en 2015. Cette règle empêche
  de privilégier les pilotes particulièrement légers, et ce, afin d’éviter les régimes amaigrissants
  inappropriés.

Porsche LMP1 • Règlement                                      6

• Les journées d’essai sont limitées : une équipe ne peut pas effectuer d’essais fermés au
  public plus de dix jours. Pendant dix jours supplémentaires, l’écurie peut procéder à des
  essais ouverts au public avec un délai de préavis de 30 jours. Après cela, les concurrents
  peuvent s’entraîner en même temps. Le plus gros contingent de journées d’essai (23 supplé-
  mentaires) doit être annoncé 90 jours à l’avance et autoriser les concurrents. Une journée
  d’essai est définie par un maximum de neuf heures de conduite avec une voiture. Seule
  exception : les essais d’endurance, pendant lesquels il est possible de rouler 24 heures.

• Les essais en soufflerie sont également réglementés en détail. Ils sont contrôlés et limi-
  tés à 1 200 heures en 2016 et 800 heures en 2017.

• En vue de limiter les coûts, le nombre maximum de membres de l’équipe travaillant sur
  place pour les courses après Le Mans est limité à 65 personnes pour une équipe de deux
  voitures.

• Conférences de presse : après les essais qualificatifs, les deux pilotes arrivés en pole posi-
  tion dans chaque catégorie se mettent à la disposition des journalistes. Après la course,
  les trois premières équipes au classement général participent aux conférences, ainsi que
  les vainqueurs dans chaque catégorie.

Porsche LMP1 • Porsche 919 Hybrid                                   7

Porsche 919 Hybrid, modèle 2016
Technologie du champion en titre, efficacité maximale

On peut résumer l’évolution de la Porsche 919 Hybrid pour sa troisième saison en Champion-
nat du monde d’endurance de la FIA par un compte simplifié de crédit/débit. Côté crédit,
on recense une base solide dont les fondements ne sont pas remis en cause en 2016 :
la structure du châssis reste préservée, de même que l’architecture hybride constituée du
moteur turbo essence à quatre cylindres de deux litres et des deux systèmes de récupéra-
tion (énergie de freinage de l’essieu avant et énergie des gaz d’échappement). En parallèle,
on constate en 2016 une réduction de la consommation de carburant prescrite par le règle-
ment, mais aussi de son débit. Ainsi, le règlement coupe court à une augmentation sans
fin de la vitesse des prototypes Le Mans, tout en stimulant l’imagination des ingénieurs pour
produire toujours plus de puissance à partir d’une quantité de carburant en baisse constante.
L’optimisation de l’efficacité et l’électrification sont des aspects décisifs à cet égard. Ainsi,
les voitures de sport Porsche pour la route profitent toujours plus des avancées obtenues
sur la 919 Hybrid.

Dès le départ, pour la première 919 alignée durant la saison 2014, Porsche a misé sur un
concept audacieux, mais validé par les résultats. À la suite de la première tentative, il appa-
raissait que la 919 présentait un fort potentiel pour 2015, d’où la décision de construire
une voiture quasiment neuve. Cette année, les changements nécessaires sont beaucoup
moins nombreux et Porsche profite d’une certaine continuité du concept. Pour chaque élé-
ment de détail, les ingénieurs se posent la question de savoir s’il peut être encore plus ro-
buste et performant. En 2016, il n’a pas été nécessaire d’opérer des changements radicaux.
Dès lors, Porsche a pu améliorer chaque aspect de la voiture sans prendre de risques ma-
jeurs. Voilà ce que l’on peut dire à propos des modèles 2016. Comme chaque Porsche, la
919 Hybrid a vu le jour au Centre de développement de Weissach, près de Stuttgart.

Préalables

Le règlement formulé par la catégorie reine du Championnat du monde (prototypes Le Mans
de catégorie 1, LMP1) oblige les constructeurs à se tourner vers l’hybridation et conditionne
directement les performances de ces prototypes à leur efficacité énergétique. Autrement dit,
il est possible d’utiliser une grande quantité d’énergie issue de systèmes de récupération,
mais la quantité de carburant autorisée se réduira de façon inversement proportionnelle.
Le décompte est effectué pour chaque tour de circuit.

Porsche LMP1 • Porsche 919 Hybrid                                 8

Le règlement WEC laisse une grande latitude aux concepteurs dans le choix de l’architecture
d’hybridation. Diesel ou essence, atmosphérique ou turbo, un ou deux systèmes de récupé-
ration, cylindrée – tout est ouvert. Cette formule fait la part belle aux innovations les plus
pertinentes pour les voitures de sport de série du futur – un argument décisif dans le retour
de Porsche au sport de très haut niveau.

Moteur à combustion

Porsche a fait son grand retour en 2014 avec l’architecture moteur la plus innovante de
tout le peloton. À nouveau, tous les composants ont été optimisés pour la saison 2016.
Les ingénieurs ont réussi une fois de plus à améliorer l’efficacité de la combustion au sein
du quatre-cylindres deux litres turbo essence qui entraîne l’essieu arrière. À Weissach, les
ingénieurs de course travaillent en étroite collaboration avec les ingénieurs de série. Ils
apportent une aide essentielle en ce qui concerne la conception de la combustion et de la
carburation. D’ailleurs, les experts de la LMP1 utilisent les mêmes bancs d’essais que les
ingénieurs de série.

L’estime et la création de valeur sont affaire de réciprocité. Ainsi, les nouveaux quatre-cy-
lindres turbo downsizés qui équipent le Porsche 718 Boxster intègrent des briques techno-
logiques héritées directement du moteur ayant amené la victoire au Mans. On citera notam-
ment l’espace entre cylindres, la conception à faible course et l’injection directe d’essence
centralisée.

Pour autant, le quatre-cylindres qui propulse la 919 n’est pas un moteur à cylindres horizon-
taux opposés, mais un moteur en V avec un angle d’ouverture de 90°. Son poids a encore
diminué pour 2016. En 2015, la puissance du moteur à combustion dépassait largement
les 500 ch. Pour 2016, le règlement a réduit la quantité d’énergie autorisée par tour issue
du carburant, ainsi que le débit de carburant maximum pour tous les prototypes. Dans le
cas de la 919, cela signifie environ huit pour cent d’essence et de puissance en moins, soit
un déficit de dix mégajoules d’énergie carburant par tour au Mans. Cela se traduit par quatre
secondes perdues sur les 13,629 km que compte un tour. Ces nouvelles restrictions ont eu
pour effet de ramener la puissance du moteur à combustion sous la barre des 500 ch.

Porsche LMP1 • Porsche 919 Hybrid                                  9

Systèmes de récupération d’énergie

Grâce à l’efficacité élevée de son moteur à combustion, des systèmes de récupération et
de l’accumulateur d’énergie, Porsche a été le premier et le seul en 2015 à choisir la caté-
gorie la plus élevée en matière d’énergie électrique, soit huit mégajoules par tour sur le cir-
cuit du Mans.

Pour 2016, les composantes de l’entraînement électrique ont été rendues encore plus per-
formantes et efficaces. C’est le cas pour le moteur électrique de l’essieu avant, mais aussi
pour l’électronique de puissance et la nouvelle génération d’éléments lithium-ion au sein de
la batterie conçue en interne.

Sur l’essieu avant, l’énergie cinétique au freinage est convertie en énergie électrique. Le
deuxième système de récupération est situé, quant à lui, dans la ligne d’échappement. Le
flux de gaz d’échappement entraîne – presque parallèlement au turbocompresseur – une
deuxième turbine. Celle-ci utilise l’énergie excédentaire présente dans les gaz et qui serait
normalement rejetée dans l’atmosphère. La technologie VTG utilisée en l’espèce, autrement
dit la variation dynamique de la géométrie de turbine en fonction de la pression des gaz,
permet d’entraîner les aubes de turbine y compris à faible régime moteur, avec une pression
d’autant plus basse. Cette turbine supplémentaire est couplée directement à un alternateur
électrique. Le courant ainsi produit est également stocké dans des éléments de batterie
lithium-ion, tout comme le courant du KERS de l’essieu avant. Le conducteur peut ensuite
l’utiliser selon ses besoins. Dès qu’il sollicite le boost complet, une force supplémentaire
équivalant à plus de 400 ch le presse contre son siège. Cette puissance est transmise aux
roues avant via un moteur électrique, transformant temporairement la 919 Hybrid en une
quatre-roues motrices d’une puissance cumulée d’environ 900 ch. La stratégie permettant
de savoir quand, dans quelle mesure et sur quelles portions l’énergie est récupérée ou utili-
sée en boost est affinée en permanence par l’écurie et les pilotes.

Stockage

Le WEC laisse le champ libre aux ingénieurs quant au choix des supports de stockage de
l’énergie. Dans un premier temps, la concurrence s’était tournée vers les volants moteurs
et les Ultracaps (supercondensateurs électrochimiques). Mais en 2016, les constructeurs se
sont tous ralliés à la voie empruntée par Porsche : celle des batteries lithium-ion. Le choix
de la technologie 800 V a marqué une autre orientation importante pour la 919 Hybrid.
Cette tension de haut niveau avait déjà été retenue par les ingénieurs de développement
série sur la voiture concept Mission E (voir chapitre « Architecture hybride »).

Porsche LMP1 • Porsche 919 Hybrid                           10

Oliver Blume, Président du Directoire de Porsche AG, souligne le rôle pionnier de la 919 au
regard du développement en matière de technologie hybride et de stockage : « Compte tenu
des succès remportés par notre prototype électrifié, nous disposons d’un savoir-faire impor-
tant sur ce terrain. Nous sommes ainsi dégagés de toute obligation d’acheter des moteurs
électriques standards pour nos voitures de sport de série. »

Catégories d’énergie

Le règlement distingue quatre niveaux d’énergie électrique pouvant être délivrée, de deux
à huit mégajoules (MJ). Le calcul est basé sur les 13,629 km du circuit du Mans ; ce chiffre
sera converti pour les huit autres circuits. Si on souhaite utiliser huit mégajoules d’énergie
par tour dans la catégorie de récupération la plus élevée, un débitmètre FIA limitera la quan-
tité d’essence autorisée à 4,31 litres par tour. Pour comparaison, dans la catégorie de deux
mégajoules, la quantité d’essence disponible par tour s’élève à 4,70 litres. Il faut également
prendre en considération le fait que plus les systèmes de récupération et de stockage sont
puissants, plus ils sont encombrants et lourds. La Porsche 919 Hybrid est homologuée de-
puis 2015 pour la catégorie reine de huit mégajoules.

Exemple de calcul pour un tour au Mans* :

Récupération de 2 MJ = 4,70 l d’essence = 3,70 l de diesel

Récupération de 4 MJ = 4,54 l d’essence = 3,58 l de diesel

Récupération de 6 MJ = 4,38 l d’essence = 3,47 l de diesel

Récupération de 8 MJ = 4,31 l d’essence = 3,33 l de diesel

*Valable à partir du 1er janvier 2016 jusqu’aux 24 Heures du Mans 2016

Porsche LMP1 • Porsche 919 Hybrid                                  11

Structure de la voiture

Comme c’est l’usage en Formule 1, la monocoque de la Porsche 919 Hybrid est composée
de fibre de carbone en construction sandwich et réalisée d’un seul tenant. La monocoque,
le moteur à combustion et la boîte de vitesses forment une entité parfaitement rigide. Alors
que le quatre-cylindres remplit une fonction porteuse au sein du châssis, la boîte de com-
pétition séquentielle sept vitesses en aluminium à commande hydraulique est logée dans
une structure en carbone séparée. Si la boîte de vitesses et les supports de boîte n’ont pas
fondamentalement changé en 2016, les ingénieurs ont cherché avant tout à en réduire le
poids.

Châssis, freins et pneumatiques

Afin d’améliorer davantage encore le comportement dynamique, l’équilibre, la motricité, l’ad-
hérence et les possibilités de réglage, Porsche a doté la 919 Hybrid 2016 d’un nouvel essieu
avant et d’un essieu arrière optimisé. La voiture sera ainsi plus facile à piloter et, de manière
générale, plus simple à maîtriser. Les freins ont été également revus. Enfin, Porsche escompte
des performances en hausse sur les pneumatiques fournis par le partenaire Michelin.

Aérodynamique

Pour la première fois, Porsche a retenu trois stratégies parallèles pour le traitement aéro-
dynamique de sa voiture en 2016. Jusqu’à présent, le constructeur avait opté pour une
solution de compromis pour la première course de la saison. En effet, la 919 roulait avec
une déportance plus faible que celle requise idéalement pour le circuit de Silverstone. C’était
là le résultat d’une concession faite à l’objectif majeur de la saison : l’épreuve du Mans. Avec
ses lignes droites interminables, le circuit sarthois exige une si faible résistance à l’air que
la déportance doit être limitée au strict nécessaire. La 919 commencera la saison 2016
avec une configuration à forte déportance, puis elle ira au Mans avec un profil à déportance
extrêmement faible avant de revenir à une configuration haute déportance pour les six der-
nières épreuves du championnat. Le règlement n’autorise pas plus de trois profils aérodyna-
miques au cours d’une saison.

Porsche LMP1 • Porsche 919 Hybrid                                  12

Les modifications aérodynamiques étaient motivées par un souci d’améliorer davantage
encore l’efficacité et la stabilité dans certaines situations de course. Il s’agissait de réduire
l’influence de paramètres tels que le vent latéral et les changements d’équilibre dans les
virages, ainsi que la sensibilité à l’angle d’embardée et à l’angle de roulis. Plus la confiance
du pilote est renforcée, plus les chronos au tour sont susceptibles de s’améliorer.

Pour effectuer ses essais à l’aide d’un modèle à une échelle de 60 %, Porsche utilise la
soufflerie de l’écurie de Formule 1 Williams à Grove (Angleterre). En parallèle, la soufflerie
en grandeur nature de Porsche à Weissach est un passage obligé pour corréler les essais
de modélisation aux résultats sur le circuit.

Autre outil high-tech toujours plus important au sein du Centre de développement : le simu-
lateur de conduite. Même si le simulateur peut servir aux pilotes à s’exercer au parcours
du prochain circuit, sa fonction prioritaire est dévolue aux activités de réglage. Grâce à des
programmes de simulation, les ingénieurs mettent au point des réglages de base pour la
919, affinés par les résultats du simulateur et par les retours d’information fournis par les
pilotes. Un simulateur de ce type est un projet de développement à part entière, de la même
dimension ou presque qu’une deuxième voiture de course. Porsche a accompli des progrès
importants grâce à cet outil et, compte tenu des réglages obtenus, l’équipe sera très bien
préparée au moment d’arriver sur le circuit.

Projecteurs

Si la plupart des améliorations apportées à la 919 Hybrid sont indécelables de l’extérieur,
les nouveaux projecteurs renouvellent le visage de la 919. Le design à quatre points, qui la
caractérise comme un membre de la famille turbo de Porsche, a été conservé pour l’essen-
tiel, mais les phares intègrent désormais un nombre beaucoup plus grand de LED. Ainsi,
l’énergie lumineuse, bien plus importante, assurera un meilleur éclairage en conduite de nuit
au Mans, à Austin et à Bahreïn.

Début du développement

Les premières grandes orientations concernant la version 2016 de la Porsche 919 Hybrid
ont été prises dès le printemps 2015, lorsque les principaux paramètres du châssis ont été
arrêtés en cercle restreint.

Caractéristiques techniques • Porsche 919 Hybrid                       13

Caractéristiques techniques Porsche 919 Hybrid (2016)
Le Mans Prototype catégorie 1

Monocoque :                Construction en fibre de carbone composite avec noyau d’alu-
                           minium en nid-d’abeilles. Monocoque testée sur la base du règle-
                           ment LMP 2015 et selon les standards d’accident et de sécurité
                           2015 FIA. Poste de conduite fermé.

Moteur à combustion :      Moteur à quatre cylindres en V (angle d’ouverture de 90°) à
                           suralimentation turbo, quatre soupapes par cylindre, ACT, turbo-
                           compresseur Garrett, injection directe d’essence, bloc-cylindres
                           en aluminium portant, lubrification à carter sec
                           Régime maxi : ≈ 9 000 tr/min

Gestion moteur :           Bosch MS5

Cylindrée :                2 000 cm3 (moteur V4)

Puissance :                Moteur à combustion :         < 500 ch sur l’essieu arrière
                           Unité moteur-alternateur :    > 400 ch sur l’essieu avant

Système hybride :          KERS avec unité moteur-alternateur (MGU) sur l’essieu avant, ERS
                           pour la récupération de l’énergie dans les gaz d’échappement.
                           Stockage dans le bloc de batterie lithium-ion à refroidissement
                           liquide (avec des éléments de batterie d’A123 Systems)

Transmission :             Propulsion, contrôle de traction (ASR), transmission intégrale tem-
                           poraire par boost via le moteur électrique au niveau de l’essieu
                           avant, boîte séquentielle sept vitesses de compétition à com-
                           mande hydraulique

Trains de roulement :      Suspension à roues indépendantes à l’avant et à l’arrière, système
                           Pushrod avec amortisseurs réglables

Caractéristiques techniques • Porsche 919 Hybrid                           14

Système de freinage :     Dispositif de freinage hydraulique à double circuit, étriers de
                          frein monoblocs en alliage léger, disques de frein ventilés en
                          fibre de carbone à l’avant et à l’arrière, répartition de la force
                          de freinage réglable en continu par le pilote

Jantes et pneumatiques : Jantes en magnésium forgé BBS ; pneumatiques à carcasse
                          radiale Michelin à l’avant et à l’arrière : 310/710-18

Dimensions/poids :        Poids minimum :                                         875 kg
                          Longueur :                                           4 650 mm
                          Largeur :                                            1 900 mm
                          Hauteur :                                            1 050 mm

Capacité du réservoir :                                                             62,5 l

Porsche LMP1 • De la piste à la route                          15

Transfert de technologie: de la piste à la route
La victoire au bénéfice du progrès

La compétition acharnée sur les circuits est de tradition chez Porsche : de tout temps, le
constructeur a toujours testé ses nouvelles technologies et solutions en course. Bon nombre
des technologies qui auront fait leurs preuves sur les pistes rejoindront par la suite les mo-
dèles de série et profiteront aux clients.

L’un des circuits d’essai les plus importants pour Porsche se situe à 200 km au sud-ouest
de Paris. Il mesure 13,629 km de long et n’est disponible que deux fois par an. Il s’agit du
« Circuit des 24 Heures » au Mans. La course d’endurance la plus connue au monde et la
journée d’essai qui la précède deux semaines auparavant sont un laboratoire d’essai sans
équivalent pour Porsche. Les nouvelles technologies sont exposées 24 heures durant à des
conditions extrêmes au cœur d’une compétition acharnée. Plusieurs fois par tour, les voitures
de course atteignent des vitesses bien au-delà de 300 km/h, procèdent à des manœuvres
de freinage extrêmes et mordent sur les bordures élevées, que ce soit en plein soleil à midi,
dans la fraîcheur de la nuit ou sous une pluie battante, sous les yeux de centaines de milliers
de spectateurs.

En 2015, Porsche a remporté la 17e victoire au classement général des 24 Heures du Mans
de son histoire avec la 919 Hybrid, une voiture novatrice. Le constructeur de voitures de
sport conserve le record du nombre de victoires au Mans. À l’issue de ce qui n’était que
sa deuxième saison en catégorie LMP1 du Championnat du monde d’endurance de la FIA
(WEC), l’écurie Porsche a réussi à remporter les deux titres. Mais au bout du compte, l’autre
bénéficiaire des nombreuses technologies et solutions éprouvées en WEC sur le prototype
de catégorie 1 est le client.

Porsche 919 Hybrid : la plus rapide à l’avenir

Depuis le début de la saison 2014, la LMP1, catégorie reine du Championnat du monde
d’endurance WEC (World Endurance Championship) a adopté un nouveau règlement tech-
nique particulièrement évolué qui s’applique également au Mans. Le premier facteur limi-
tant la puissance des voitures d’usine est la quantité d’énergie disponible pour chaque tour.

Porsche LMP1 • De la piste à la route                              16

Parallèlement, le règlement impose au moins un système hybride aux constructeurs, quels
que soient l’architecture et le mode de stockage de l’énergie électrique récupérée. De même,
le choix du type de moteur, de la cylindrée et de la transmission est à la discrétion du con-
structeur. La consommation de carburant autorisée est inversement proportionnelle à l’éner-
gie électrique pouvant être reconvertie en propulsion (voir le texte « Porsche 919 Hybrid
» pour plus de détails). Autant de potentiel et de marge de créativité qui s’offrent aux ingé-
nieurs de Porsche pour obtenir la meilleure efficacité et le rendement le plus élevé possi-
bles. Ces possibilités ont été un argument décisif dans le retour de Porsche à la compéti-
tion de très haut niveau.

Le résultat se présente aujourd’hui sous la forme de la 919 Hybrid – un concept techno-
logique audacieux et la voiture de course la plus complexe que le constructeur ait jamais
lancée sur les pistes. Elle met en avant des technologies qui revêtent une importance parti-
culière pour le futur développement des voitures de série. Il suffit pour s’en convaincre de
jeter un œil au concept moteur hors du commun du prototype de catégorie 1 : le vainqueur
des 24 Heures du Mans mise sur un moteur turbo à quatre cylindres en V dont la cylindrée
est limitée à 2,0 l mais qui développe presque 500 ch. Cette technologie à quatre cylindres
a donc fait toutes ses preuves en conditions de course extrêmes et propulse désormais le
tout nouveau Porsche 718 Boxster, dans une configuration à cylindres à plat et une version
2,0 l développant 300 ch (220 kW). Des briques technologiques telles que l’entraxe des
cylindres, la conception à faible course, l’injection directe d’essence centralisée et bien d’au-
tres encore ont été directement reprises de la 919.

D’autre part, le 718 Boxster S associe pour la première fois deux compresseurs VTG à
géométrie de turbine variable à une vanne de dérivation (wastegate) destinée à réguler la
pression du circuit d’alimentation de façon encore plus précise. L’efficacité de la propulsion
tout entière s’en ressent. Car la garantie est désormais apportée que le moteur ne devra
plus fonctionner en opposition à une possible surpression dans la ligne d’échappement.
Porsche va naturellement encore plus loin sur la 919 Hybrid et utilise les surpressions au
sein du système pour entraîner un compresseur VTG relié directement à un alternateur élec-
trique. Cet alternateur transfère le courant ainsi produit vers une batterie lithium-ion – un
bijou de technologie dont le vainqueur de l’édition 2015 du Mans a eu l’exclusivité.

Porsche LMP1 • De la piste à la route                              17

Prenons l’exemple de la suralimentation : alors que celle-ci était réservée jusqu’à présent
aux modèles haut de gamme de Porsche qui profitaient de ses qualités exceptionnelles en
matière de performances et de consommation, les moteurs six cylindres à plat de la 911
Carrera bénéficient désormais eux aussi de la technologie turbo, née de la compétition et
associée à de nombreux trophées sur les circuits. Son avantage conceptuel réside dans la
puissance spécifique plus élevée qui permet d’adapter la cylindrée. Alors que la tendance
actuelle est au downsizing, autrement dit à des blocs de cylindrée extrêmement réduite,
Porsche adopte une autre stratégie, le rightsizing, en optant pour une cylindrée relativement
élevée de 3,0 l. Ainsi, le moteur peut évoluer plus longtemps à faible allure et à basse vitesse
dans la plage de fonctionnement non suralimentée. Il en résulte une amélioration de l’effica-
cité et, tout particulièrement, de la consommation de carburant dans la plage de régime
inférieure. Les reprises, plus sportives et directes, s’en ressentent également.

Autre exemple : l’architecture hybride. Contrairement à ses concurrents directs en WEC, la
919 mise sur deux concepts différents. Le premier s’apparente à la solution retenue sur
la Porsche 918 Spyder : pendant les phases de freinage, un générateur situé sur l’essieu
avant convertit l’énergie cinétique en énergie électrique. Le second, en revanche, est unique
en son genre : un générateur à turbine supplémentaire, branché en parallèle avec le turbo-
compresseur, exploite l’énergie excédentaire dans les gaz d’échappement, permettant à la
Porsche 919 Hybrid de récupérer de l’énergie électrique non seulement au freinage, mais
également à pleine charge.

Autre exemple : la technologie de stockage. Si la batterie lithium-ion à refroidissement liquide
de la 919 Hybrid est un développement propre à Porsche, le constructeur s’associe en
revanche à son partenaire A123 Systems pour travailler dans le domaine de la technologie
des cellules. Grâce à un perfectionnement constant obtenu grâce à l’émulation de la course,
Porsche est parvenu à obtenir des puissances massiques inédites. Durant la saison passée,
la 919 a été la première et la seule voiture de LMP1 à évoluer en catégorie 8 mégajoules
(quantité d’énergie électrique pouvant être utilisée en boost pour chaque tour effectué sur
le circuit du Mans) – et ce, bien que le poids total du prototype ait été sensiblement réduit
par rapport à 2014. Dans l’intervalle, la concurrence s’est inspirée du concept retenu par
Porsche et utilisera des batteries au lithium-ion pour la saison 2016.

Porsche LMP1 • De la piste à la route                              18

Porsche s’est montré une fois de plus précurseur en utilisant pour la première fois la tech-
nologie 800 V à bord de la 919 Hybrid. La multiplication par deux de la tension par rapport
aux systèmes traditionnels à 400 V présente l’avantage de réduire les temps de charge et
de gagner du poids en utilisant des câbles plus légers de section réduite. La plupart des
composantes nécessaires ont dû être conçues spécialement pour l’occasion. Porsche avait
déjà démontré les atouts de la technologie 800 V futuriste en présentant la voiture concept
à quatre places Mission E au salon international de l’automobile (IAA) en 2015. Dans le
cadre du projet « e-volution », une première voiture d’essai à 800 V est même déjà prête,
basée sur le Porsche Cayman. Elle profite directement du savoir-faire accumulé à l’occasion
du développement et de l’engagement en course du prototype du Mans.

Les deux moteurs synchrones à aimants permanents de l’étude Mission E ont fait toutes
leurs preuves à bord de la 919 Hybrid sous la forme d’une unité moteur-alternateur (MGU).
Ils alimentent la première voiture de sport Porsche purement électrique avec une puissance
cumulée supérieure à 600 ch (440 kW). Ils y ajoutent une autonomie impressionnante de
plus de 500 km pour un niveau de charge de 80 % d’énergie électrique atteint en seulement
15 minutes. Le développement et la production d’une version de série basée sur l’étude
Mission E avant la fin de la décennie ont d’ores et déjà été décidés.

Autre exemple : le moteur à combustion. Le moteur turbo essence à injection directe de
la 919 Hybrid utilise une architecture V4 inhabituelle avec une cylindrée relativement faible
de 2,0 l. Il s’agit du moteur downsizé le plus innovant et le plus efficace que Porsche ait
construit à ce jour. Alors qu’il joue un rôle pionnier en matière de technologie d’injection, le
quatre-cylindres affiche également un rendement exemplaire en ce qui concerne les pertes
par frottement. Le moteur a été optimisé en profondeur pour 2015. En dépit d’un poids
plus faible et d’une rigidité renforcée, il fait preuve d’une efficacité de combustion encore
accrue. Compte tenu des limitations imposées par le règlement, il développera une puissance
de presque 500 ch durant la saison 2016.

Que ce soit la technologie 800 V, la conception des éléments, la gestion de batterie, les
systèmes de refroidissement, la gestion de l’espace ou la technologie moteur, le savoir-faire
acquis en WEC naît et reste dans la maison Porsche. Ainsi, les ingénieurs de série ont accès
aux données du projet LMP1. Certains ingénieurs ont même une double casquette et tra-
vaillent à la fois pour le département compétition et pour les modèles de route. L’échange
direct d’information et d’expérience est ainsi garanti.

Porsche LMP1 • De la piste à la route                              19

Directement de la compétition à la série – Porsche 911 RSR

Hormis la 919 Hybrid, Porsche était également présent en WEC avec une équipe d’usine
GT qui utilisait la 911 RSR. Les deux modèles sont de véritables laboratoires de recherche
roulants même s’ils remplissent différentes fonctions. Alors que le prototype de catégorie 1
est destiné en premier lieu à anticiper l’avenir, la 911 RSR a pour but d’acquérir une expé-
rience susceptible d’être transférée de manière plus immédiate à la production de série. En
effet, les innovations mises au point pour la RSR profitent souvent très vite à la 911 GT3 RS –
elle sert ainsi de lien immédiat entre la piste et la route avant que d’autres modèles en pro-
fitent. L’accent est mis en premier lieu sur les technologies pertinentes et sur l’efficacité.

Exemple de l’aérodynamisme : de nombreux détails apparus sur les modèles de compétition
se retrouvent sur les voitures de série. Cela va de la forme de la lèvre du becquet avant à
la configuration du soubassement aérodynamique et des deux ailes arrière, en passant par
l’aménagement des conduites d’air de refroidissement et de la gestion thermique.

Exemple du comportement dynamique : le concept retenu pour les paliers de moteur dyna-
miques dont l’actuelle GT3 RS est équipée de série est issu de la 911 RSR. Ce système à
régulation électronique prévient les mouvements indésirables du moteur susceptibles de
déstabiliser le comportement autodirectionnel en conduite sportive. Ainsi, la GT3 RS réagit
avec moins d’amplitude aux alternances de charge et montre une stabilité beaucoup plus
affirmée dans les virages rapides. Dans le même temps, les paliers dynamiques réduisent
la transmission des vibrations et des bruits à la carrosserie, contribuant ainsi à la régularité
de marche.

Exemple de la construction allégée : la 911 GT3 RS a encore perdu dix kilos par rapport
à la 911 GT3 après des mesures exemplaires d’allégement systématique. Les capots avant
et arrière sont en fibre de carbone, la lunette arrière en polycarbonate fin et d’autres com-
posantes utilisent des matériaux de remplacement – autant d’éléments qui ont été testés
à l’origine sur la 911 RSR. De même, le toit en magnésium de la GT3 RS reprend une idée
inaugurée sur la RSR. Il en va de même pour la batterie 12 V allégée qui remplace les tra-
ditionnelles batteries au plomb, beaucoup plus lourdes.

Porsche LMP1 • De la piste à la route                             20

L’efficacité, un critère décisif en série comme en compétition

Porsche teste de nouvelles technologies aussi bien sur la 919 Hybrid que sur la 911 RSR.
Dans un contexte où les normes visant à limiter les rejets polluants et la consommation
placent les constructeurs de voitures de sport puissantes face à d’immenses défis, le maître-
mot est l’efficacité, autrement dit le meilleur rapport dépense/résultat possible. Voilà un
thème qui, mieux qu’aucun autre, symbolise les innombrables succès de Porsche en com-
pétition. Car bien avant que la marque ne fête ses premières victoires au classement géné-
ral du Mans, elle remportait régulièrement des distinctions d’efficacité telles que l’« Index
of Performance » ou l’« Index of Thermal Efficiency ». Ces prix spéciaux étaient autrefois
en vigueur aux 24 Heures du Mans. Dès 1955, la 550 Spyder s’adjugea la première place
au classement de la consommation. Même la 917 est parvenue à engranger des prix d’effi-
cacité lors de ses victoires historiques en 1970 et 1971. Plus récemment, la 911 GT3 est
restée invaincue de 2007 à 2011 dans le domaine de l’utilisation efficiente du carburant,
remportant le Michelin Green X Challenge. Voilà comment la boucle est bouclée : les inno-
vations qui nourrissent les victoires et les trophées en compétition préparent le terrain pour
les modèles de série particulièrement économes et peu polluants.

Le règlement d’efficience révolutionnaire créé en 2014 pour le Championnat du monde d’en-
durance de la FIA permet des progrès majeurs. Un simple calcul suffit à s’en convaincre :
en 2014, la 919 Hybrid la mieux placée avait parcouru 348 tours de circuit et transformé
585 kWh d’énergie récupérée en propulsion. Cette quantité d’énergie aurait permis à la Volks-
wagen e-Golf – l’une des voitures électriques les plus efficaces sur le segment des compac-
tes – de parcourir plus de 4 600 km, soit la distance qui sépare New York de Los Angeles.
En 2015, la 919 Hybrid a récupéré et transformé 780 kWh en catégorie 8 MJ. Ce gain de
30 % aurait permis à la e-Golf de parcourir 1 500 km supplémentaires.

Toutes les avancées technologiques mises en œuvre par les ingénieurs de Porsche pour
remporter des victoires sur la piste bénéficient en dernier ressort au client. Ce dernier fait
ainsi partie des gagnants. En effet, quand une technologie visant à améliorer l’efficacité a
des effets positifs sur la compétitivité d’une voiture de course, elle procure également des
avantages aux modèles de série. À moyen et à long terme, cela se traduit par un plaisir de
conduire encore plus intense et des performances améliorées, mais aussi par une baisse
de la consommation et des émissions. On peut donc dire que, chez Porsche, la voiture de
sport du futur se construit au rythme de la course.

Porsche LMP1 • Le transfert de technologie dans le rétroviseur                  21

Le transfert de technologie dans le rétroviseur
Il y a une voiture de course dans chaque Porsche

L’ambition sportive a toujours animé les ingénieurs de Porsche. Depuis soixante-dix ans, le
circuit est un terrain d’essai privilégié pour mettre à l’épreuve les technologies des voitures
de sport dans des conditions impitoyables. Le moteur central, les composantes aérodyna-
miques, la suralimentation turbo, la boîte PDK, la transmission intégrale régulée et l’hybrida-
tion sont autant d’illustrations du transfert de technologie.

Moteur central, synchronisation, double allumage

Créée pour le premier engagement de l’entreprise en compétition, la Porsche 550 s’est im-
posée sur le Nürburgring dès sa première participation en 1953. Le positionnement du mo-
teur quatre cylindres à plat devant l’essieu arrière rendait la Spyder particulièrement agile.
L’architecture à moteur central sera reprise sur le Boxster en 1996. La 550 utilisa pour la
première fois une boîte à cinq vitesses avec synchronisation Porsche, adoptée en série dans
une version analogue sur la 901/911 en 1963. D’autre part, la combustion de la 550 était
optimisée par deux bougies d’allumage par chambre de combustion. Le double allumage
arrivera pour la première fois sur une Porsche de grande série en 1988, sur la 911 Carrera
(type 964).

Arête de décollement, queue de canard, aérodynamisme actif

Ferdinand Alexander Porsche avait dessiné la 904 Carrera GTS Coupé de 1963 avec une
arête de décollement à l’arrière. Le premier becquet avant suivit en 1971 sur la 911 S.
Il avait pour but d’accélérer le flux d’air sous la caisse et de détourner une partie de l’air
sur les côtés pour réduire la portance à l’avant de la voiture. En 1972, la Carrera RS 2.7
conçue pour le sport automobile marqua un tournant : en plus de présenter un bouclier
avant très bas, elle arborait sur le capot-moteur un becquet très marquant, la légendaire «
queue de canard ». Fleuron technologique des années soixante-dix, la Porsche 917 était
également exemplaire du point de vue aérodynamique. Ce bolide à moteur douze cylindres
existait en deux versions : à queue courte et pression d’appui élevée pour des circuits si-

Porsche LMP1 • Le transfert de technologie dans le rétroviseur                     22

nueux ou à queue longue avec une résistance à l’air optimisée pour des circuits très rapides.
Des volets mobiles, reliés aux suspensions par une tringlerie, étaient disposés à l’arrière
afin d’augmenter la pression sur les roues arrière dans les virages. Quand la voiture abor-
dait un virage, le volet du côté de la roue arrière intérieure délestée se déployait pour ren-
forcer la charge via la pression du vent et donc la stabilité. Il préfigurait ainsi l’aérodynamique
active inaugurée par Porsche en 1988 sur les voitures de série avec le becquet arrière à
déploiement automatique de la 911 Carrera. Sur la 911 Turbo présentée en 2013, le système
Porsche Active Aerodynamic (PAA) faisait varier la position de l’aileron arrière et, pour la pre-
mière fois, du becquet avant. Enfin, l’imposant système d’éléments aérodynamiques variables
présents à bord de la 918 Spyder est un cas d’école en matière de technologie de compé-
tition adaptée à la route.

Turbocompresseur et refroidissement de l’air de suralimentation

Pour disputer la série américaine CanAm, Porsche transforma la 917 Coupé en Spyder.
Mais avec une puissance de 560 ch, le V12 de 4,5 l était largement surpassé par les géants
américains de 750 ch et de forte cylindrée. Porsche y répondit en concevant à la fois un
moteur seize cylindres et une suralimentation pour le douze-cylindres. Il était important de
réguler la montée en pression pour l’adapter aux changements de charge et de régime
extrêmement dynamiques d’un moteur de course. Les ingénieurs préfèrent la solution du
turbocompresseur à gaz d’échappement à celle d’une augmentation de la pression de su-
ralimentation côté admission. La surpression en excès était déviée par une vanne by-pass.
La 917/10, d’une puissance initiale de 850 ch, domina la série CanAm et l’arrivée de la
technologie turbo sur les modèles Porsche de série entrera dans la légende. La 911 Turbo
fut adoptée en série en 1974. Mais la technologie turbo présente sur la 917/10 avait déjà
une longueur d’avance. Des radiateurs d’air de suralimentation abaissaient la température
de l’air comprimé en vue d’améliorer le remplissage des cylindres et donc les performances.
La 911 Turbo 3.3 profita de cette technologie en 1977.

Boîte à double embrayage Porsche

Porsche avait commencé dès 1964 à travailler sur une boîte à double embrayage à commu-
tation en fonction de la charge. Quatre ans plus tard, des essais furent effectués sur une
boîte automatique à quatre vitesses selon le principe de la boîte à double embrayage, suivis
par d’autres modèles en 1979. Il faudra attendre 1981 pour voir arriver la boîte à double