Mustang Shelby GT350R sur des jantes en fibre de carbone

Ford

Ford utilise pour la première fois des jantes en fibre de carbone sur la Mustang Shelby GT350R. (Photo : Ford)

Avec un peu d’aide de la technologie de la navette spatiale, Ford fait avancer l’invention de la roue avec des jantes en fibre de carbone. Du fait, la toute nouvelle Mustang Shelby GT350R, devient la routière de série la plus adaptée à la piste à ce jour.

Ford et le fournisseur australien Carbon Revolution ont relevé le défi de fabriquer les premières jantes en fibre de carbone prêtes pour la piste. Conçues, réalisées et essayées selon les normes de qualité les plus rigoureuses, ces jantes, uniques en leur genre, assurent des performances inégalées du châssis et une dynamique de conduite améliorée.

Dans les premiers essais avec des véhicules de référence, les jantes prototypes ont révélé d’importantes possibilités : amélioration des temps de réaction de la suspension, de la dynamique du châssis, de la tenue de la direction et de la qualité de conduite. Quand on a pris la décision d’appliquer cette technologie à un véhicule de série, l’équipe d’ingénierie a dû s’employer à mettre au point une jante qui réponde aux normes rigoureuses de Ford pour la durabilité, la qualité, l’exécution et la finition de haut niveau.

Pourquoi la fibre de carbone ?

Chez les passionnés de voitures de sport, les jantes en fibre de carbone figurent sur la liste restreinte des composants de rêve pour les véhicules à hautes performances. Dans l’univers limité des supervoitures, il n’y a que Koenigsegg qui offre, en option, des jantes en fibre de carbone.

En général, la diminution du poids à vide en ordre de marche favorise la dynamique d’une voiture, mais la réduction du poids non suspendu (composants non soutenus par la suspension) peut se répercuter notablement sur la maniabilité et les performances. Un poids non suspendu réduit aide le véhicule à se mettre en route, à arrêter et à virer plus rapidement grâce à la diminution du moment d’inertie des roues, ce qui améliore radicalement le temps de réaction aux interventions du conducteur. De plus, avec un poids non suspendu plus bas, les composants de la suspension sont soumis à moins d’efforts pour maintenir les pneus en contact avec la route sur surface ondulée ou en mauvais état.

Établir de nouvelles références

Carbon Revolution est le fabricant de pointe des jantes en fibre de carbone, mais Ford et le fournisseur ont admis qu’il fallait notablement innover pour satisfaire aux besoins du programme Shelby GT350R. Ce projet établirait la norme des jantes en fibre de verre de série.

Ford impose des conditions d’essai très strictes pour ses jantes. Celles-ci doivent subir des essais qui comprennent : chocs contre bordures de trottoir, exposition aux ultraviolets et aux produits chimiques et résistance à la chaleur extrême. Les jantes de la GT350R devaient répondre à toutes ces exigences avant que l’on passe à la fabrication.

Il y a une idée fausse courante à l’égard de la fibre de carbone : elle est robuste, mais elle est aussi friable. Certaines formules peuvent posséder cette caractéristique, mais la durabilité de la fibre de carbone est une qualité du type de résine et un objectif de design de la pièce. Les jantes de la Shelby GT350R sont conçues pour être rigides, légères et souples.

L’un des essais les plus durs pour les jantes dans le processus de mise au point de Ford consiste à frapper une bordure de trottoir à une certaine vitesse; ce test, sans un design approprié, peut endommager gravement la jante et le pneu. Grâce à la légèreté, aux méthodes de fabrication évoluées et aux résines des jantes, avec en plus les amortisseurs MagneRide d’avant-garde, la suspension a pu réagir si rapidement que le conducteur n’était pas certain d’avoir conduit correctement l’essai et qu’il s’y est repris une deuxième fois pour le confirmer. La réaction de la suspension a été assez rapide pour réduire considérablement la gravité du choc. C’est là l’importance d’un poids non suspendu réduit.

Durant l’essai sur piste, les capacités de performance extrêmes du circuit de freinage ont engendré des températures qui ont obligé une technologie optimale offerte par Carbon Revolution. Quand on a mesuré les températures des freins, on s’est aperçu que les freins ultrapuissants de la Shelby GT350R engendraient des températures de disque dépassant 900 degrés Celsius. Pour cette raison, on a rehaussé le design des jantes d’une spécification pour voiture routière à une norme de température convenant mieux au sport motorisé.

Pendant des décennies, les entreprises aérospatiales ont traité les matières des aubes de turbine, soumises à des températures extrêmes, avec des revêtements céramiques afin d’améliorer leur durabilité. La technologie est aussi appliquée dans les environnements de courses à roues découvertes de haut niveau. Un système de couche isolante thermique, mis au point par Carbon Revolution, utilise aussi cette technologie.

Créé spécialement pour les affectations du sport motorisé et de l’aérospatiale où l’on rencontre des températures extrêmes, le système de couche isolante thermique de Carbon Revolution applique une formule de revêtement multi-étagé de plusieurs matières qui donne un excellent isolant thermique. À l’aide d’un pistolet à arc de plasma qui liquéfie une matière céramique, les jantes sont enduites aux points critiques, sur le « corps » intérieur de la jante et sur le dos des rayons. Il en résulte un revêtement étonnamment mince, presque aussi dur que le diamant, qui protège efficacement la résine de la chaleur, limitant les températures maximales des jantes et permettant l’utilisation continue sur piste, même avec les conducteurs les plus énergiques.

Mais le domaine des essais ne s’arrête pas là. Après exposition extrême aux ultraviolets, à des sels corrosifs et aux produits chimiques routiers, il est devenu évident que pour arriver à la durabilité exigée par Ford, il fallait réaliser un revêtement spécial pour protéger la résine de l’environnement.

Les pièces en fibre de carbone sont particulièrement délicates quand il s’agit d’arriver à une surface peinte impeccablement lisse, c’est-à-dire le genre de fini que Ford exige pour tous ses véhicules. Plusieurs nouveaux processus exclusifs ont été mis au point pour donner un robuste fini noir très brillant qui a non seulement bel aspect mais assure aussi une longue durée de service des jantes.

Fabriquées selon des normes strictes, essayées pour garantir la qualité

La fabrication des jantes en fibre de carbone commence par la création d’une structure interne préformée en carbone, composée de brins de carbone fabriqués avec précision, disposés sous forme de toile tissée. Les éléments sont ensuite placés dans un moule au moyen de techniques de fabrication de pointe.

Une puce d’identification par radiofréquence (RFID) avec numéro de suivi unique est logée dans cette structure. Chaque jante est intégrée séparément dans un système d’assurance de la qualité. Une fois cette structure assemblée, elle est imprégnée de résine et durcie sous de hautes températures.

Ce processus produit une jante monopièce de solidité maximale, éliminant la nécessité de lier ou de coller ensemble les rayons et les éléments du corps de la jante.

À mesure que la jante durcit, 61 vérifications individuelles et plus de 246 000 points de données sont consignés avant que la pièce sorte de la machine. Pour garantir des pièces de qualité, les jantes durcies sont analysées au moyen d’un processus d’imagerie tomographique (CT) informatisé en 3D durant lequel plus de 18 000 images radiologiques sont prises. Si la jante est acceptée, elle est usinée pour y pratiquer les trous de corps de valve et des pièces de fixation avant d’être peinte, enduite, assemblée, vérifiée pour les dimensions et expédiée à l’usine de montage de Flat Rock pour la pose sur une Mustang Shelby GT350R neuve.

Performances supérieures

La nouvelle Mustang Shelby GT350R sera ultrarapide, cela n’a rien de surprenant, mais en réduisant de près de moitié le poids de chaque jante par rapport à une jante équivalente en aluminium (8,2 kg au lieu de 15 kg), on constate de grands avantages pour la maniabilité et l’accélération. Les jantes permettent aussi une réduction de plus de 40 pour cent du moment d’inertie, ce qui se répercute favorablement sur l’accélération et le freinage. Les jantes sont si légères que l’on a dû réétalonner les amortisseurs MagneRide, car la suspension réagit beaucoup plus rapidement aux inégalités de la route.

« Les jantes et les pneus de la GT350R ont été mis au point pour être les mieux préparés pour la piste que nous ayons fabriqués à ce jour, déclare Adam Wirth, responsable des châssis chez Ford Performance. Les jantes en fibre de carbone réduisent le poids du véhicule de 27,2 kg par rapport à l’aluminium tout en étant plus rigides pour améliorer les réactions de la direction.

« Nous estimons que cette nouveauté va faire évoluer l’industrie, a-t-il ajouté. C’est un parfait exemple de l’amélioration des performances grâce à l’innovation. »

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