Pvat30: L'histoire e la formule 1 depuis ses débuts ( partie 2 )

L'histoire e la formule 1 depuis ses débuts ( partie 2 )

Qualification

Entre 1989 et 1992, en raison du grand nombre de monoplaces engagées, les qualifications étaient précédées par une séance de préqualification réservée aux monoplaces les moins bien classées lors du championnat précédent puis lors du demi-championnat en cours. Les titulaires des quatre meilleurs temps des préqualifications prenaient part aux qualifications aux côtés des vingt-six monoplaces préqualifiées de droit (essais qualificatifs le vendredi après-midi et le samedi après-midi). À l'issue des qualifications, les vingt-six monoplaces ayant réalisé les meilleurs temps se qualifiaient pour la course. En 1993, les qualifications sont raccourcies de quinze minutes mais le système était toujours le même.
En 1996, les qualifications sont limitées à douze tours, le samedi de 13 h 00 à 14 h 00. Tout pilote dont le temps dépasse de sept pour cent celui de la pole position ne peut prendre le départ sauf sur décision des commissaires sportifs (en raison de conditions exceptionnelles ayant empêché le concurrent de défendre ses chances).
En 2003, les qualifications se font en deux séances. Les pilotes s'élancent d'abord un à un, dans l'ordre du championnat en cours, et bouclent une série de trois tours (soit un seul tour lancé). La deuxième séance se déroule aussi sur un tour lancé mais les pilotes s'élancent dans l'ordre inverse des résultats de la veille. Très critiqué, ce système ne dure qu'une seule saison, mais fait son retour en 2005.
En 2004, une seule séance de qualification, scindée en deux sessions d'une heure, est organisée. Les pilotes s'élancent seuls en piste dans l'ordre d'arrivée de la course précédente, pour un seul tour lancé. La deuxième séance se déroule aussi sur un tour lancé mais les pilotes s'élancent dans l'ordre inverse des résultats obtenus précédemment. Toute monoplace ne réalisant pas de temps chronométré en Q1 ne peut participer à la session Q2.
En 2005, une séance d'essais pré-qualificatifs est organisée le samedi pour établir l'ordre d'entrée en piste des pilotes pour la séance de qualification du dimanche. Les pilotes s'élancent un à un, dans l'ordre d'arrivée de la course précédente, pour un tour lancé. En séance de qualification (le dimanche matin de 10 h 00 à 11 h 00), les pilotes s'élancent un à un, dans l'ordre inverse de la séance de pré-qualification du samedi pour un tour lancé.
En 2006, la séance de qualification a lieu le samedi après-midi et se déroule en trois phases, Q1, Q2 et Q3. Durant la Q1 de quinze minutes, les six derniers chronos sont éliminés, les autres pilotes passant en séance Q2. La Q2 dure aussi quinze minutes et repose sur le même principe que la Q1. Les douze pilotes éliminés (six en Q1 et six en Q2) pourront modifier la quantité d'essence mise pour le départ. La Q3, ou « Super Pole », dure vingt minutes et est réservée aux dix pilotes les plus rapides. Les participants à la Super Pole ne pourront pas modifier la quantité d'essence embarquée avant le début de la course.
De 2007 et 2009, les qualifications se déroulent sur le même contexte, mais les durées des sessions ont été modifiées. En 2007, elles durent toutes quinze minutes. En 2008, la Q1 dure vingt minutes, la Q2 dure quinze minutes et la Q3 (Super Pole) dure 10 minutes¹³⁴. Les pilotes qualifiés pour la Super Pole débuteront la course avec le restant de carburant à l'issue de la séance ; le carburant brûlé en Super-Pole ne sera plus réintroduit avant la course. À partir du Grand Prix de Turquie 2008, cinq pilotes seulement sont éliminés à l'issue des séances Q1 et Q2.
En 2010, les monoplaces disputent l'ensemble des qualifications avec une quantité libre de carburant : la recherche de performance est privilégiée. Suite à l'interdiction des ravitaillements en course, les monoplaces disputent donc les qualifications « à vide » avant de débuter l'épreuve avec un réservoir contenant 230 à 240 litres d'essence. Les pilotes qui disputent la séance de qualification Q3 doivent prendre le départ du Grand Prix avec les pneumatiques utilisés en Q3¹³⁵.

Course

Un Grand Prix se déroule le dimanche en début d'après-midi. La course doit faire au minimum trois cent cinq kilomètres et ne pas dépasser une durée de plus de deux heures. Le départ est donné par l'extinction des feux. Durant la course les monoplaces effectuent au moins un arrêt aux stands pour changer de pneumatiques ; en effet, depuis 2007, la FIA a imposé que les pilotes utilisent un train de pneus de chaque type de gomme proposé : dure et tendre, et depuis 2010 les ravitaillements en carburant sont proscrits. Chaque écurie établit une stratégie concernant le nombre de changements de pneus afin d'avoir la meilleure performance possible. C'est le drapeau à damier à la fin du dernier tour qui donne la fin de la course. Depuis plusieurs années Bernie Ecclestone souhaite le déroulement d'un Grand Prix de nuit. Le premier du genre a eu lieu lors du Grand Prix automobile de Singapour 2008.
Avant de débuter la course proprement dite, les pilotes procèdent à un tour de mise en grille¹³⁶, (improprement appelé « tour de chauffe ») qui leur permet de s'assurer que leur voiture peut démarrer sans assistance. Ils profitent de cette occasion pour mettre en température le moteur, les freins et les pneumatiques. Avant ce tour, les monoplaces se placent sur la grille de départ, suivant la position déterminée par les qualifications et les pénalités distribuées le cas échéant (tour de mise en pré-grille). Quand le tour de mise en grille est terminé et que toutes les monoplaces sont immobilisées, le directeur de course active la procédure de départ de la course qui consiste en l'allumage, un après l'autre et à intervalles réguliers d'une seconde, de cinq feux rouges puis à leur extinction simultanée. Une fois les feux éteints, la course débute, les pilotes peuvent faire mouvoir leurs véhicules. Afin d'éviter les faux-départs, la durée entre l'allumage du dernier des cinq feux et l'extinction des feux peut varier¹³⁷. Si un incident survient lors de cette courte phase, le pilote impliqué le signale en agitant les bras et la procédure de départ peut être interrompue. Dans ce cas, un nouveau « tour de chauffe » a lieu, la distance à parcourir est diminuée d'un tour, le pilote incriminé quitte la grille pour démarrer s'il le peut des stands après tous les autres concurrents. Ce processus se répète tant que des problèmes surviennent.

Stratégie en course

Ravitaillement et changement de pneumatiques à Monza pour David Coulthard.

Pit-stop d'Anthony Davidson sur Super Aguri F1 au Grand Prix de Malaisie 2008.

La Formule 1 est une discipline où le matériel fourni à chaque pilote n'a pas les mêmes qualités, où les écuries ont des budgets très disparates, où les qualités personnelles du pilote (mise au point, sang-froid, intelligence) entraînent la performance. C'est pourtant aussi un sport de stratégie¹³⁸, de communication entre pilote et ingénieurs. La stratégie peut faire gagner un pilote qui n'est pas favori, qui ne peut pas dépasser le concurrent qui le précède « régulièrement ».
Les stratégies actuelles tournent autour du passage aux stands avec le ravitaillement en carburant (jusqu'en 2010, année où le règlement a obligé les écuries à ne faire courir leurs voitures qu'avec un seul plein par course), le changement de pneumatiques. La subtilité vient de la fréquence, de l'anticipation ou au contraire de l'attente du passage aux stands du rival, pour pouvoir faire des tours rapides et gagner des positions au classement. Les stratégies de course débutent dès les qualifications. Lors de la troisième session, la quantité embarquée de carburant autorise ou pas certaines options.
Ce n'est pas toujours celui qui s'arrête le moins souvent qui gagne, comme l'illustre le résultat du Grand Prix de Hongrie 1998¹³⁹^,¹⁴⁰. Le nombre d'arrêts au stand est en moyenne de deux par course, certaines fois trois arrêts sont réalisés, et même plus, selon les incidents, les interventions de la voiture de sécurité, les changements de condition climatique, les pneumatiques autorisés. Une écurie peut tenter un seul arrêt (Grand Prix d'Italie 2007¹⁴¹^,¹⁴²) et faire le ravitaillement en carburant, le changement de pneumatiques aux environs de la mi-course. Si le passage aux stands fait perdre environ trente secondes, c'est variable suivant le profil du circuit et l'emplacement de la voie des stands par rapport au circuit. De plus, la conduite avec une monoplace plus « chargée » qu'un concurrent rend plus difficile les dépassements et augmente le temps au tour.
La capacité des mécaniciens à agir vite sans la moindre erreur est essentielle¹³⁸. Le temps de travail par écurie n'est pas le même, un pilote peut perdre la course dans les stands, pour une erreur ou un retard de son écurie. Aussi, le ravitaillement en carburant, le changement de pneumatiques, d'aileron est un exercice travaillé à l'entraînement, sans cesse répété¹³⁸.

Système de classement

Le classement d'un Grand Prix est établi une fois que les pilotes franchissent la ligne d'arrivée lors du dernier tour. L'ordre d'arrivée décide de l'attribution des points : 25 points pour le premier, 18 pour le deuxième, 15 pour le troisième, 12 au quatrième, 10 au cinquième, 8 au sixième, 6 au septième, 4 pour le huitième, 2 pour le neuvième et 1 pour le dixième. Ce classement n'est valable que pour les pilotes qui parcourent 90 % des tours accomplis par le vainqueur, et comprend ceux qui ont abandonné. Lorsque le premier pilote franchit la ligne d'arrivée, tous les autres pilotes en course n'ont qu'à boucler le tour qu'ils ont entamé (un pilote qui compte un tour de retard n'a pas à couvrir le même nombre de tours que le vainqueur). Ceci explique qu'un pilote qui a abandonné en toute fin d'épreuve peut figurer au classement devant un pilote qui a franchi la ligne d'arrivée avec un ou plusieurs tours de retard.

Le drapeau à damier sert à indiquer la ligne d'arrivée des courses automobiles.

Le cumul des points attribués lors de chaque épreuve détermine la position finale des pilotes au championnat. Cette règle ne vaut que depuis la saison 1991 ; auparavant, pour faire prévaloir le panache sur la régularité, seul un certain nombre de résultats, variable selon les saisons, était pris en compte¹⁴³. Ainsi, en 1988, malgré un total de points inférieur à celui de son rival Alain Prost, Ayrton Senna fut titré car le règlement prévoyait que, sur les seize courses du championnat, seuls les onze meilleurs résultats seraient retenus. Le championnat des constructeurs se déroule selon le même mode, chaque écurie cumulant les points inscrits par ses deux pilotes à chaque course. Jusqu'à la fin des années 1970, où les écuries pouvaient engager un nombre variable de monoplaces, seul le pilote le mieux classé apportait des points à son écurie au championnat des constructeurs.
Le système d'attribution des points n'a que peu varié entre 1950 et 2002 et les modifications ont le plus souvent porté sur la question de la valorisation de la victoire. Après être passé de deux à trois points en 1961, puis à quatre points en 1991, l'écart entre la victoire et la deuxième place est redescendu à deux points en 2003 suite à la saison 2002 au cours de laquelle Michael Schumacher avait été titré dès le mois de juillet. Un nouveau barème, adapté à l’élargissement du plateau à treize écuries, a été mis à jour pour la saison 2010 afin d'attribuer des points aux dix premiers (sur 26), il y aura cinq points d'écart entre chacun des quatre premiers¹⁴⁴.
De 1950 à 1957, plusieurs pilotes étaient autorisés à se relayer sur une même voiture et les points acquis à l'arrivée de la course étaient alors divisés par le nombre de pilotes. Suivant le même principe, un pilote pouvait piloter plusieurs voitures lors d'une même course et ainsi apparaître plusieurs fois au classement final, comme lors du Grand Prix d'Argentine 1955 que Maurice Trintignant a terminé à la fois à la deuxième et à la troisième place. En 1958, la CSI apporta une modification sensible à son règlement sportif, les changements de pilotes entraînant la non-attribution de points au championnat, ce point de règlement signa de facto la fin des relais sur une même voiture¹⁴⁵.
Entre 1950 et 1959, le pilote détenteur du meilleur tour en course gagnait un point, qui pouvait être partagé en cas d'égalité chronométrique. C'est le cas du Grand Prix de Grande-Bretagne 1954 dans lequel sept pilotes ont inscrit 0,14 point ou 1/7 de point. Aussi, Jean Behra compte-t-il le plus petit nombre de points en une saison (0,14 point)¹⁴⁶^,¹⁴⁷. Cette règle a disparu en 1960¹⁴⁸.
Lorsqu'un Grand Prix est arrêté avant que les trois-quarts de sa distance prévue ait été courue, il ne donne lieu qu'à l'attribution de la moitié des points. Ce cas s'est présenté notamment lors du Grand Prix d'Australie 1991¹⁴⁹ et lors du Grand Prix de Malaisie 2009.

Rang	1950-1959	1960	1961-1990	1991-2002	2003-2009	2010-2011
1^er	8 points	8 points	9 points	10 points	10 points	25 points
2^e	6 points	6 points	6 points	6 points	8 points	18 points
3^e	4 points	4 points	4 points	4 points	6 points	15 points
4^e	3 points	3 points	3 points	3 points	5 points	12 points
5^e	2 points	2 points	2 points	2 points	4 points	10 points
6^e	-	1 point	1 point	1 point	3 points	8 points
7^e	-	-	-	-	2 points	6 points
8^e	-	-	-	-	1 point	4 points
9^e	-	-	-	-	-	2 points
10^e	-	-	-	-	-	1 point
Meilleur tour	1 point	-	-	-	-	-

Technologie

Sur le circuit de Monza (Grand Prix automobile d'Italie), les Formule 1 peuvent atteindre la vitesse de 365 km/h. Dans une courbe très rapide, une voiture peut entraîner jusqu'à 5 g d’accélération latérale.
Les performances en accélération sont (chiffres de la Renault R25 de 2005 - moteur V10) :

0 à 100 km/h : 1,9 seconde
0 à 200 km/h : 3,9 secondes
0 à 300 km/h : 8,4 secondes (plus ou moins, en fonction de la configuration aérodynamique)

Dans une Formule 1, lorsque le pilote lève le pied de la pédale d'accélérateur à haute vitesse, la décélération est de 1 g, soit l'équivalent du freinage d'une voiture de sport. Ceci est principalement dû à l'aérodynamisme. Grâce à ses freins en carbone la voiture décélère de 300 km/h à un arrêt complet en moins de 3,5 secondes, la force de décélération atteint alors les 5 à 6 g. Une Formule 1 passe de 100 à 0 km/h en 17 mètres environ.
Si une monoplace moderne de Formule 1 demeure une voiture (elle dispose de quatre roues, d'un moteur à combustion interne, d'un volant et se déplace dans deux dimensions sur une voie asphaltée), la technologie exceptionnelle qui concourt à sa conception, notamment dans la gestion des flux d'air et par la mise au point et l'usage de matériaux très légers et résistants, la rapproche de ce qu'on a l'habitude de voir en aéronautique (aérodynamique poussée, essais perpétuels en soufflerie, matériaux structurels empruntés à l'aéronautique, ingénieurs châssis et aérodynamiciens souvent issus de l'aéronautique). Ce chapitre aborde, sans toutefois être exhaustif, certains aspects de la technologie de la Formule 1.

Aérodynamique

Article détaillé : Aérodynamique automobile.

Test en soufflerie

L'aérodynamique est fondamentale, même, et peut-être plus, dans une discipline où le principe de non-carénage des roues entraîne une traînée très handicapante pour les performances. Tous les éléments externes de la voiture sont pris en compte, y compris les triangles de roues et bras de suspension, le casque du pilote, les rétroviseurs, etc.¹⁵⁰^,¹⁵¹^,¹⁵². Les ailerons principaux, avant et arrière, sont les éléments les plus apparents, mais le fond plat évacue l'air vers des diffuseurs très sophistiqués situés à l'arrière, ces derniers, ainsi que de nombreux petits appendices, participent à la performance aérodynamique de la voiture.
L'incidence des flux d'air sur le comportement de la voiture est essentielle, la difficulté est d'obtenir le meilleur compromis possible entre une finesse permettant une pénétration optimum de la monoplace dans l'air (Cx) de façon à aller vite en ligne droite, et un appui apporté par des ailerons fixes, pour « coller » à la piste en courbe rapide¹⁵³. On verra des voitures très fines sur les circuits rapides de type Monza, et des ailerons très présents sur les circuits lents du type Monaco.
Pour gagner un Grand Prix, une écurie a besoin d'une bonne soufflerie et d'ingénieurs très spécialisés. Pour étudier et améliorer le comportement aérodynamique d'une monoplace, ceux-ci utilisent les programmes de simulation de dynamique des fluides (connus comme CFD, de l'anglais « Computational Fluid Dynamics», qui peut se traduire en français par la locution « Mécanique des Fluides Numérique » (MFN)) et réalisent des essais en soufflerie, analysant les différentes configurations d'ailerons, pontons et les autres éléments aérodynamiques. Des milliers d'heures d'essais sont effectués avec des maquettes à l'échelle avant de construire les monoplaces ou de fabriquer les pièces en taille réelle. Pour la saison 2008, BMW Sauber dispose d'une soufflerie à échelle un alors que Renault a une soufflerie à échelle un demi¹⁵⁴.

Moteur

Article détaillé : Catégorie:Moteur de Formule 1.

Depuis la création de la discipline, toutes les architectures moteurs ont été testées en Formule 1. On compte en effet des moteurs à 2, 4, 6, 8, 10, 12 et même 16 cylindres, à plat, en ligne, en V, en H, atmosphériques, suralimentés par un compresseur ou un turbocompresseur. Les marques les plus prestigieuses de l'automobile (Ferrari, Lamborghini, Maserati, BMW, Mercedes Benz...) ou au contraire les plus populaires (Renault, Toyota, Ford) se sont investies en championnat du monde afin d'accroître leur renommée en tentant de triompher au plus haut niveau de la compétition. S'il existe un champion du monde des pilotes et un championnat des constructeurs, il n'y a pas de championnat des motoristes (ce qui n'a pas empêché Renault de se déclarer « 6 fois champions du monde entre 1992 et 1997 », s'attribuant ainsi les titres acquis par Williams F1 Team et Benetton). Ferrari est le motoriste le plus capé de la Formule 1 avec 205 victoires, devant Ford Cosworth avec 176 victoires et Renault avec 113 victoires après le Grand Prix du Canada 2008¹⁵⁵.
Les moteurs de Formule 1 peuvent être classés en quatre catégories principales :

Les moteurs conçus par les grands constructeurs automobiles pour propulser leurs monoplaces ou des monoplaces privées (Ferrari, Renault, Toyota...)
Les moteurs conçus par des officines spécialisées engagées en Formule 1 (Repco, Cosworth, Weslake, Motori Moderni...)
Les moteurs conçus par des officines spécialisées pour le compte de grands constructeurs ou à partir de moteurs des grands constructeurs (Judd pour le compte de Yamaha, Cosworth à partir de blocs Ford, Mecachrome à partir de blocs Renault, Mugen à partir de blocs Honda, Hart...)
Les moteurs qui portent le nom du commanditaire principal d'une écurie mais qui ne sont en fait qu'un « rebadgeage » d'un moteur existant (Playlife, Petronas, Acer, Megatron, European...)

La nouvelle réglementation impose des moteurs V8 d'une cylindrée de 2 400 cm³¹⁵⁶^,¹⁵⁷. Les meilleurs V8 peuvent atteindre les 780 chevaux, alors que certains anciens V10 à trompettes variables (on parle de suralimentation acoustique) dépassaient les 900 chevaux. Pour des raisons de sécurité et de réduction des coûts, le gain de puissance est devenu impossible car la FIA a imposé un gel de l'évolution des moteurs pendant cinq ans. Le régime maximal des moteurs a d'abord été bridé à 19 000 tours par minute par un limiteur électronique en 2008 puis à 18 000 tours par minute en 2009. Pour atteindre de tels niveaux de performance, les ingénieurs ont développé des technologies inédites, comme le rappel pneumatique des soupapes, qui permettent d'obtenir des régimes aussi élevés.
La consommation moyenne d'une Formule 1 est de 75 litres d’essence (sans plomb) pour 100 km. Le réapprovisionnement en carburant se fait sous pression avec un débit de 12 litres environ par seconde (9 kg de carburant par seconde).

Moteur BRM à 16 cylindres en H de 3 000 cm³ conçu en 1966 par superposition de deux blocs 8 cylindres à plat de 1 500 cm³

Moteur V12 Honda RA121E de la McLaren-Honda de 1991

Moteur Renault RS27 2007 de 2 400 cm³ à 8 cylindres en V à 90°

Transmission et boîte de vitesses

Cooper T45 à moteur central-arrière du Rob Walker Racing engagée en 1958

Les monoplaces de Formule 1 sont propulsées par un moteur situé à l'arrière depuis le début des années 1960. Le moteur est aujourd'hui disposé en position centrale (juste derrière le pilote), ce qui permet une meilleure répartition des masses et de se passer d'arbre de transmission avant-arrière grâce au couplage moteur-boîte direct.
Le moteur et la boîte de vitesses forment un ensemble dit « porteur ». Dans le prolongement de la coque avant, ils constituent la partie arrière du châssis. La boîte est placée derrière le moteur, elle comprend un différentiel et les demi-arbres d'entraînement des roues, les triangles de roues, ainsi que les bras et le système de suspension arrière lui sont directement attachés¹⁵⁸. L'aileron arrière et autres diffuseurs de flux d'air sont également fixés sur la boîte de vitesses¹⁵⁹.
La boîte de vitesses possède comme caractéristique principale un changement de vitesses semi-automatique séquentiel qui rend la pédale d'embrayage superflue pour changer de rapport. Le pilote a seulement besoin d'agir sur une palette placée sous le volant pour rétrograder ou passer la vitesse supérieure, le changement de rapport se fait instantanément, sans lever le pied de l'accélérateur dans le cas de la montée. Toutes les monoplaces du plateau ont sept vitesses. Renault, qui avait fait le choix de n'avoir que six vitesses est passé à la boîte sept depuis 2006.
Depuis 2008, un changement de boîte de vitesses avant d'avoir accompli quatre Grands Prix consécutifs pénalise le pilote de cinq places sur la ligne de départ. Depuis 2008 également, tout système électronique pour contrôler la rotation des roues (système d'antipatinage à l'accélération ou d'antiblocage au freinage) est interdit. Est interdit également tout dispositif ou système d'assistance électronique qui prévient le pilote de la dégradation de l'état des roues.
En 2009, la FIA autorise l'installation dans les monoplaces d'un système de récupération de l'énergie cinétique au freinage, le SREC. Ce nouveau système pourra emmagasiner au maximum 400 kJ par tour de piste et les restituer à la demande du pilote pendant un maximum de six secondes et demi (en continu ou en plusieurs fois) par tour à pleine puissance soit environ 80 chevaux supplémentaires¹⁰⁷.

Volant

Volant de Tyrrell P34 de 1976

Un volant de Toyota (2009)

Un cockpit de monoplace de Formule 1, bien qu'il respecte désormais des cotes minimales définies par la réglementation technique de la FIA, demeure très exigu. D'autre part, un pilote a en permanence besoin d'être vigilant et concentré et il ne peut détourner son attention de la conduite (trajectoires et position des concurrents...). Ces deux contraintes (exiguïté du cockpit et nécessité de rassembler le maximum d'informations dans le champ de vision du pilote) ont conduit à complètement revoir le design et la fonction du volant des monoplaces de Formule 1¹⁶⁰. Celui-ci n'est plus un encombrant cercle métallique destiné à changer la direction de la voiture mais est devenu au fil des ans un véritable tableau de bord truffé de dispositifs électroniques, qui propose des informations destinées au pilote¹⁶¹.
Le volant, surtout depuis l'apparition des boîtes de vitesses semi-automatiques à palettes, rassemble désormais des fonctions jusqu'alors disséminées sur le tableau de bord, qui n'existe plus aujourd'hui. À l'exception des pédales d'accélération et de freinage, les voitures de Formule 1 voient l'ensemble de leurs fonctions regroupées sur le volant¹⁶²^,¹⁶³. Se trouvent à l'arrière les palettes de passage des vitesses et une palette d'embrayage (pour le départ ou en cas d'arrêt) et sur la face avant, les commandes du point mort (Neutral), la marche arrière, le coupe-circuit, les boutons de la radio de communication avec les ingénieurs présents dans les stands, le limitateur de vitesse pour entrer dans la voie des stands, la commande de la pompe à boisson, les molettes de réglage de répartition du freinage, du différentiel, de l'accélérateur électronique au départ, du réglage de la richesse du mélange air-essence ainsi que des écrans et diodes qui indiquent le régime moteur et la nécessité de changer de rapport de boîte. Des écrans à cristaux liquides donnent le nombre de tours effectués, le rapport de vitesse enclenché, le temps au tour, la pression d'huile, les températures des divers organes de la machine, etc.¹⁶⁴^,¹⁶⁵.
Le volant a perdu sa forme circulaire, il est aplati dans sa partie inférieure (pour limiter son encombrement) et dans sa partie supérieure pour améliorer la visibilité. De plus, les pilotes le font mouler à la mesure de leurs mains gantées pour gagner en ergonomie.
Le cockpit d'une Formule 1 est très exigu. Pour s'y installer ou en sortir, il est nécessaire de retirer le volant. Le règlement technique impose que le pilote puisse quitter la voiture en moins de cinq secondes; pour ce faire, le volant doit pouvoir être retiré instantanément. Chaque volant est produit artisanalement selon un cahier des charges propre à chaque équipe, son coût est très élevé.

Pneumatiques

Aux débuts de la Formule 1, quatre manufacturiers sont présents : Dunlop (174 GP), Pirelli (200 GP), Englebert (61 GP) et Firestone (500 miles d'Indianapolis et F1, 120 GP). Avon et Continental ont ensuite chaussé les voitures de Formule 1, avant de laisser place à Goodyear (493 GP), Bridgestone (227 GP (après le Grand Prix d'Australie 2010)¹⁶⁶) et Michelin (215 GP)¹.

Bridgestone, manufacturier unique de 2007 à 2010

Pneumatiques	Nationalité	Période
Avon	Royaume-Uni	1954, 1956-1957, 1959, 1981
Bridgestone	Japon	1976-1977, 1997-2010
Continental	Allemagne	1954-1955, 1958
Dunlop	Royaume-Uni	1950-1970, 1976-1977
Englebert	Belgique	1950-1958
Firestone	États-Unis	1950-1960, 1966-1974
Goodyear	États-Unis	1967-1998
Michelin	France	1977-1984, 2001-2006
Pirelli	Italie	1950-1958, 1981-1986, 1989-1991, 2011-

Le pneumatique est un élément essentiel de la monoplace, c'est la seule partie de la voiture en contact avec la piste. Contrairement aux pneus qui équipent une automobile normale, les pneus de course ne sont pas faits pour durer mais pour adhérer le plus possible à la piste. Ils sont beaucoup plus tendres, plus résistants et plus légers, et peuvent être changés plusieurs fois durant une course.

Bande blanche indiquant la qualité de pneu la plus tendre (saisons 2007 et 2008)

Le règlement, avant 2009, imposait un minimum de quatre rainures sur les pneus, dans le but de ralentir les voitures en virage. Ceux-ci ne peuvent être plus larges que 355 mm à l'avant et 380 mm à l'arrière. Depuis le début de la saison 2007, Bridgestone est le seul manufacturier de la Formule 1. Deux qualités de pneu sec (plus dur / plus tendre) sont proposées pour chaque course (ces qualités sont différentes pour chaque circuit, selon le revêtement, le climat, les vitesses atteintes etc..), la plus tendre des deux est marquée d'une ligne verte sur la bande de roulement pour que les spectateurs puissent faire la distinction. Chaque voiture doit utiliser au moins une fois chaque type de pneu sec pendant une course. Ces pneus trouvent leur efficacité optimum entre 90 °C et 110 °C, d'où l'usage de couvertures chauffantes dans les stands et sur la ligne de départ¹⁶⁷. Pour que la pression, facteur extrêmement important dans le comportement d'un pneu, ne varie pas en fonction de la température, on utilise un mélange de gaz à basse densité, plutôt que de l'air¹⁶⁸.
En cas de pluie, deux qualités de pneus sont proposées, pluie (un pneu très sculpté pour évacuer un maximum d'eau) et intermédiaire. Les pneus pluies ont un diamètre extérieur plus grand (flancs plus hauts) de façon à élever le centre de gravité de la voiture sur piste mouillée.
Les jantes, très fines et légères, sont en alliage de magnésium. Le règlement impose aux constructeurs une attache reliant la roue au châssis en cas d'accident. De 2006 à 2009, on a vu apparaître des boucliers en carbone montés sur les jantes avant et arrière, ceux-ci avaient pour fonction une amélioration de l'aérodynamique et une meilleure ventilation des freins¹⁶⁹^,¹⁷⁰, ces « flasques » ont été interdits pour 2010.
En 2009, les pneus slicks (sans rainures sur la bande de roulement) font leur réapparition. Pour différencier les qualités des gommes, Bridgestone appose alors un marquage vert sur le sommet des flancs des pneus au mélange le plus tendre proposé lors de chaque Grand Prix. En 2010, la bande de roulement des pneumatiques avant est réduite de 270 à 245 mm¹⁷¹.
Pour la saison 2011, suite au retrait de Bridgestone et après vingt ans d'absence, le manufacturier italien Pirelli fournira toutes les équipes en pneumatiques¹⁷².

Système de freinage

Frein à disque en carbone d'une McLaren-Mercedes.

Pour réduire la vitesse d'une monoplace, le système de freinage¹⁷³ transforme l'énergie cinétique du véhicule en chaleur en utilisant un disque fixé sur le moyeu de la roue et des plaquettes venant frotter de chaque côté du disque. Avec son poids contenu, la large emprise au sol de ses pneumatiques et ses freins à disque en carbone (en acier pour les véhicules de série), une Formule 1 est particulièrement efficace au freinage. En 1993, un test comparatif de freinage de 100 à 0 km/h a été réalisé par Renault entre une Twingo, une Alpine A610 et une Williams F1. La voiture de série s'est arrêtée en 46 mètres, la sportive en 40 mètres et la Formule 1 en seulement 18 mètres¹⁷⁴. Les freins en carbone ont besoin de monter à une très haute température (de 350 à 500 °C) pour être parfaitement efficaces, ce qui explique les phases d'accélération-freinage des pilotes lors du tour de mise en grille avant le départ d'un Grand Prix. Des écopes de refroidissement sont associées au système de freinage : en jouant sur leur taille et leur ouverture, les ingénieurs modifient la température des freins en fonction de la température ambiante et des exigences des circuits¹⁷⁵.

Frein à disque de la Williams FW27.

La réglementation technique¹⁷⁶ oblige les monoplaces à être munies de deux circuits hydrauliques de freinage séparés (avant et arrière) mais actionnés par une seule pédale, de façon à ce que l'un puisse fonctionner (pour éviter un accident) en cas de défaillance de l'autre. Le diamètre maximum des disques de freins est fixé à 278 mm, leur épaisseur maximum à 28 mm et un seul étrier de frein en aluminium à six pistons est admise. Le refroidissement des freins s'effectue par air uniquement et le système ne doit pas dépasser l'arrière de la roue.
De nombreux systèmes électroniques agissant sur le système de freinage avaient été développés pour mieux maîtriser la tenue de route de la monoplace. Les systèmes d'antipatinage agissaient simultanément sur le freinage et l'accélération pour éviter un patinage excessif des roues. Les systèmes d'antiblocage des roues permettaient d'éviter les embardées du train arrière tandis que les systèmes électroniques de départ automatisé géraient l'envolée de la monoplace dès le lâcher de la pédale de frein au départ. Tous ces systèmes sont désormais interdits

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