Formule 1 : comment fonctionne la course la plus rapide du monde

Qu’est-ce que la Formule 1 ?

La Formule 1, souvent abrégée en F1, est la plus haute catégorie de course internationale pour monoplaces à roues découvertes. « Roues découvertes » signifie que les roues se trouvent à l’extérieur de la carrosserie au lieu d’être sous des garde-boue, et « monoplace » signifie qu’il n’y a de place que pour le pilote. Le championnat est régi par la Fédération internationale de l’automobile (FIA), l’instance dirigeante du sport automobile mondial, tandis que l’aspect commercial, dont les droits de télévision et les contrats des courses, est géré par le Formula One Group.

Le mot formule dans le nom ne désigne pas une formule chimique ou mathématique. Il s’agit de l’ensemble des règles que chaque voiture doit respecter : limites de taille, de poids, conception du moteur, carburant, aérodynamique et bien plus encore. Les écuries rivalisent pour construire la voiture la plus rapide possible dans le cadre de ce règlement, ce qui fait de la F1 un duel entre ingénieurs autant qu’entre pilotes.

Une saison se compose d’une série de courses appelées Grands Prix, un nom français qui signifie « grands prix ». Elles se déroulent sur plusieurs continents, sur des circuits construits pour l’occasion, comme Silverstone en Grande-Bretagne et Suzuka au Japon, et sur des circuits urbains, où des rues ordinaires sont fermées et bordées de barrières, comme à Monaco et à Singapour.

Des premiers Grands Prix au championnat du monde

Les courses de Grand Prix sont bien plus anciennes que la Formule 1. La première course appelée Grand Prix fut organisée par l’Automobile Club de France en 1906 près du Mans. Dans les années 1920 et 1930, les Grands Prix devinrent un grand spectacle européen, et dans les années précédant la Seconde Guerre mondiale, les équipes allemandes Mercedes-Benz et Auto Union dominèrent avec des voitures profilées surnommées les « Flèches d’argent ».

Après la guerre, l’instance dirigeante adopta un nouveau règlement, la « Formule 1 », et lança en 1950 le premier championnat du monde des pilotes. La toute première course du championnat fut le Grand Prix de Grande-Bretagne à Silverstone, un ancien aérodrome militaire, le 13 mai 1950. L’Italien Giuseppe Farina, au volant d’une Alfa Romeo, devint le premier champion du monde. Un championnat distinct pour les écuries, aujourd’hui appelé championnat des constructeurs, suivit en 1958.

Des révolutions techniques

Au cours des décennies suivantes, les F1 changèrent de façon spectaculaire :

• Le moteur passe à l’arrière. À la fin des années 1950, la petite écurie britannique Cooper plaça le moteur derrière le pilote. Jack Brabham remporta les titres de 1959 et 1960 sur Cooper, et bientôt toutes les écuries copièrent cette disposition.
• Le châssis monocoque. En 1962, Lotus, dirigée par l’ingénieur Colin Chapman, présenta une voiture construite autour d’une coque unique et rigide plutôt que d’un cadre en tubes, ce qui la rendait plus légère et plus solide.
• Ailerons et sponsors. En 1968, des ailerons apparurent pour plaquer les voitures sur la piste, et la même année les écuries commencèrent à peindre leurs voitures aux couleurs de leurs sponsors plutôt qu’aux couleurs nationales de course.
• L’effet de sol. À la fin des années 1970, Lotus façonna le dessous de ses voitures pour qu’elles soient aspirées vers la route. L’idée fut ensuite limitée, puis revint sous une nouvelle forme en 2022.
• La fibre de carbone. En 1981, McLaren engagea un châssis en matériau composite à fibre de carbone, à la fois très léger et extrêmement résistant. Toutes les F1 sont aujourd’hui construites ainsi.
• Les turbocompresseurs. Renault introduisit les moteurs turbo en F1 en 1977. Ils furent interdits après 1988 et revinrent en 2014 dans les moteurs hybrides actuels.

La science à l’intérieur d’une F1

Une F1 est l’une des machines sur roues les plus avancées qui soient. Chaque pièce est conçue pour être aussi légère, solide et efficace que possible, et les écuries utilisent des souffleries et des simulations informatiques pour tester leurs idées avant de les construire.

L’appui aérodynamique : l’air comme adhérence

L’aile d’un avion crée une portance qui le pousse vers le haut. Les ailerons d’une F1 fonctionnent à l’inverse : ils sont dessinés pour pousser la voiture vers le bas, contre la piste. Cette force s’appelle l’appui aérodynamique. Avec le fond plat profilé de la voiture, elle plaque les pneus sur la route et permet de prendre des virages à des vitesses qui feraient s’envoler une voiture ordinaire hors de la piste. À haute vitesse, une F1 produit tant d’appui qu’en théorie, elle pourrait rouler à l’envers au plafond d’un tunnel, même si personne ne l’a jamais tenté.

Le prix de l’appui est la traînée, la résistance de l’air qui freine la voiture dans les lignes droites. Les concepteurs équilibrent sans cesse les deux, et les écuries règlent leurs ailerons pour chaque circuit : très inclinés pour les tracés sinueux comme Monaco, plus plats pour les circuits rapides comme Monza, où les voitures peuvent dépasser 350 km/h.

Les groupes propulseurs hybrides

Depuis 2014, les F1 n’utilisent plus de simples moteurs, mais des groupes propulseurs. Leur cœur est un petit moteur essence V6 turbocompressé de 1,6 litre, associé à des moteurs électriques et à une batterie. L’énergie qui serait autrement perdue, par exemple au freinage, est récupérée, stockée puis restituée sous forme de puissance supplémentaire. Ces groupes propulseurs comptent parmi les moteurs de course les plus efficaces jamais construits. Un nouveau règlement entré en vigueur en 2026 a porté à environ la moitié la part de puissance fournie par le système électrique et impose des carburants issus de sources durables.

Le poste de pilotage

Le volant d’une F1 est un petit ordinateur couvert de boutons, de commutateurs et doté d’un écran. Les pilotes s’en servent pour modifier les réglages du moteur, ajuster la répartition du freinage, parler à leur équipe par radio et bien plus, tout en roulant à une vitesse énorme. Des centaines de capteurs envoient des données aux ingénieurs dans le garage et au siège de l’écurie pendant chaque séance.

Le déroulement d’un week-end de course

Un week-end de Grand Prix typique dure du vendredi au dimanche et comporte trois grandes étapes.

1. Les essais. Les écuries profitent des essais libres pour découvrir la piste, tester différents réglages et comparer les pneus.
2. Les qualifications. Elles déterminent l’ordre de départ et se divisent en trois manches : Q1, Q2 et Q3. Les pilotes les plus lents sont éliminés à la fin de chacune des deux premières manches, et les dix plus rapides se disputent la pole position, la première place sur la grille de départ, en Q3.
3. La course. Les voitures se placent sur la grille et partent arrêtées quand cinq feux rouges s’éteignent. Une course couvre un peu plus de 305 km, sauf à Monaco, où elle est plus courte car le circuit urbain est très lent. Une course ne peut pas dépasser deux heures de roulage.

Certains week-ends comprennent aussi une course sprint plus courte, un format introduit en 2021, qui rapporte moins de points que le Grand Prix principal.

Points et championnats

Depuis 2010, les dix premiers d’un Grand Prix marquent des points selon le barème 25, 18, 15, 12, 10, 8, 6, 4, 2 et 1. En fin de saison, le pilote qui totalise le plus de points devient champion du monde des pilotes, et l’écurie dont les deux pilotes ont marqué ensemble le plus de points remporte le championnat des constructeurs. Ces dernières saisons, le calendrier s’est allongé jusqu’à environ deux douzaines de courses.

Pneus et arrêts aux stands

Les pneus sont l’un des plus grands casse-têtes tactiques de la F1. Depuis 2011, Pirelli en est le fournisseur unique. Pour le sec, il existe plusieurs gommes : les plus tendres offrent plus d’adhérence mais s’usent plus vite, tandis que les plus dures durent plus longtemps mais sont plus lentes. Pour la pluie, il existe des pneus intermédiaires pour une piste humide et des pneus pluie pour les fortes averses. Lors d’une course sur le sec, chaque pilote doit utiliser au moins deux gommes sèches différentes : chaque voiture doit donc effectuer au moins un arrêt aux stands.

Le ravitaillement en carburant pendant les courses est interdit depuis 2010 : aujourd’hui, un arrêt sert surtout à changer les quatre pneus. Une équipe d’une vingtaine de mécaniciens peut le faire en deux secondes environ, et les arrêts les plus rapides ont même pris moins de temps. Choisir le bon moment pour s’arrêter, ce qu’on appelle la stratégie, décide souvent du vainqueur.

Drapeaux et voitures de sécurité

Les commissaires répartis autour du circuit communiquent avec les pilotes au moyen de drapeaux. Le drapeau jaune signale un danger plus loin et interdit de dépasser, le drapeau bleu indique à une voiture plus lente qu’une plus rapide va lui prendre un tour, le drapeau rouge arrête la séance et le drapeau à damier marque l’arrivée. Après un accident, une voiture de sécurité peut mener le peloton à vitesse réduite pendant que la piste est dégagée, ou la direction de course peut déclencher une voiture de sécurité virtuelle, qui oblige tous les pilotes à ralentir à une allure imposée sans qu’aucune voiture n’entre en piste.

Écuries et pilotes

Chaque écurie de F1 construit son propre châssis et engage deux voitures ; ces dernières saisons, la grille a compté entre 20 et 22 voitures. Les écuries vont de célèbres constructeurs automobiles à des sociétés de course indépendantes, et les plus grandes emploient environ un millier de personnes ou plus, dont des aérodynamiciens, des ingénieurs, des mécaniciens, des analystes de données et des stratèges. Pour empêcher les écuries les plus riches de simplement dépenser plus que toutes les autres, la F1 a instauré en 2021 un plafond budgétaire qui limite ce que les écuries peuvent dépenser chaque année pour leurs voitures.

Ferrari occupe une place à part dans l’histoire de la F1 : c’est la seule écurie à avoir participé à toutes les saisons du championnat du monde depuis 1950, et elle a remporté plus de titres de constructeurs que toute autre. Parmi les autres grands noms figurent McLaren, Williams, Mercedes et Red Bull.

Des champions légendaires

• L’Argentin Juan Manuel Fangio remporta cinq titres dans les années 1950, un record qui tint près d’un demi-siècle.
• Le Brésilien Ayrton Senna, triple champion du monde, reste dans les mémoires comme l’un des plus grands pilotes de tous les temps, notamment pour son talent sous la pluie.
• L’Allemand Michael Schumacher remporta sept titres, dont cinq consécutifs avec Ferrari de 2000 à 2004.
• Le Britannique Lewis Hamilton a égalé ce record de sept titres et a remporté plus de Grands Prix que tout autre pilote.
• Le Néerlandais Max Verstappen est devenu le plus jeune vainqueur de course de l’histoire de la F1 en gagnant le Grand Prix d’Espagne 2016 à 18 ans, puis il a remporté plusieurs titres mondiaux.

Devenir pilote de F1 est extrêmement difficile. La plupart commencent par le karting dès l’enfance, puis gravissent les échelons des championnats de monoplaces juniors comme la Formule 3 et la Formule 2. Ils ont aussi besoin d’une super-licence délivrée par la FIA. Piloter une F1 est physiquement éprouvant : dans les virages rapides, les pilotes subissent des forces latérales d’environ cinq fois leur poids, c’est pourquoi ils entraînent intensément les muscles de leur cou, et lors des courses chaudes ils peuvent perdre quelques kilos de poids corporel en transpirant.

La sécurité : du danger à la protection

Durant ses premières décennies, la F1 était extrêmement dangereuse, et de nombreux pilotes y perdirent la vie. Des champions comme Jackie Stewart militèrent dès la fin des années 1960 pour des circuits plus sûrs, de meilleures barrières, des combinaisons ignifugées et de vrais soins médicaux. La mort d’Ayrton Senna lors du Grand Prix de Saint-Marin 1994, à Imola, bouleversa le monde et entraîna une nouvelle vague de réformes de sécurité, des cockpits plus solides aux virages plus lents.

L’une des innovations récentes les plus importantes est le halo, un arceau courbe en titane placé au-dessus du cockpit pour protéger la tête du pilote. Il est obligatoire depuis 2018. Beaucoup de fans le trouvaient laid au début, mais les avis ont changé après que plusieurs accidents ont prouvé son utilité. En 2020, la voiture de Romain Grosjean s’est coupée en deux et a pris feu après avoir percuté une barrière à Bahreïn ; il est sorti des flammes avec seulement des brûlures aux mains, et beaucoup ont estimé que le halo lui avait sauvé la vie.

Des circuits célèbres

• Monaco accueille la course la plus prestigieuse de l’année dans des rues étroites bordées de barrières, où dépasser est presque impossible et où la position en qualifications est décisive.
• Monza, en Italie, surnommé le « Temple de la vitesse », est l’un des circuits les plus rapides et accueille le Grand Prix d’Italie presque chaque année depuis le début du championnat.
• Silverstone, en Grande-Bretagne, a accueilli la première course du championnat en 1950.
• Spa-Francorchamps, en Belgique, est célèbre pour l’enchaînement raide et rapide de l’Eau Rouge et du Raidillon, et pour une météo qui peut être ensoleillée sur une partie du circuit et pluvieuse sur une autre.
• Singapour a organisé en 2008 la première course de nuit de la F1, sur un circuit éclairé par des milliers de projecteurs.

Pourquoi la Formule 1 compte

La F1 n’est pas seulement un sport : c’est aussi un laboratoire technologique. Des idées testées en course, comme les structures en fibre de carbone, les systèmes de récupération d’énergie et l’analyse de données avancée, ont trouvé leur place dans les voitures de série et dans d’autres industries. Les groupes propulseurs hybrides ont poussé les ingénieurs à tirer plus de performances de moins de carburant.

Ce sport est aussi une entreprise mondiale. Depuis que la société américaine Liberty Media a racheté les droits commerciaux de la F1 en 2017, elle s’efforce d’attirer un public plus jeune grâce aux réseaux sociaux et aux séries documentaires, et le calendrier s’est étendu à de nouveaux sites, dont plusieurs courses aux États-Unis et au Moyen-Orient.

Des faits méconnus

• Jack Brabham est le seul pilote à avoir remporté le titre mondial dans une voiture construite par sa propre écurie, en 1966.
• L’Italienne Maria Teresa de Filippis est devenue en 1958 la première femme à disputer un Grand Prix du championnat du monde, et Lella Lombardi reste la seule femme à avoir marqué des points au championnat, en 1975.
• Les pneus de F1 doivent être chauffés à la bonne température pour bien adhérer, c’est pourquoi les pilotes zigzaguent derrière la voiture de sécurité.
• Les freins peuvent rougir sous l’effet d’un freinage violent, et les pilotes peuvent passer d’une vitesse très élevée à un virage lent en quelques secondes seulement.
• Les cinq feux rouges de départ s’éteignent après un court délai aléatoire, afin que les pilotes ne puissent pas prévoir le moment exact du départ.