Imaginez une compétition où des étudiants universitaires de plus de 60 pays sur six continents se réunissent pour participer au défi de concevoir, construire et ensuite conduire une petite monoplace, établir un rapport de coûts, défendre les éléments de conception choisis et "vendre" la conception aux constructeurs potentiels, tout en travaillant sur leurs cursus.
La compétition n'est pas remportée uniquement par l'équipe avec la voiture la plus rapide, mais plutôt par l'équipe avec le meilleur ensemble global de construction, de performances et de planification financière et commerciale.
Tout cela fait sans doute partie de l'un des efforts éducatifs les meilleurs et les plus respectés au monde et est appelé par l'un des deux noms, Formula SAE ou Formula Student, et souvent appelé « Formula ».
Pourquoi cette compétition ?
Un certain nombre de problèmes ont commencé à se poser . En particulier, l’industrie craignait que, alors que le système universitaire produisait des diplômés possédant de bonnes connaissances théoriques, ils avaient peu d'expérience pratique, que ce soit en travaillant sur des projets réels ou d'équipe travaillant dans les délais. La SAE (Society of Automotive Engineers) et les grandes marques automobiles comme GM, Ford ou Chrysler ont donc conçu ce concours d'ingénierie en 1981 au Texas, avec seulement une demi-douzaine d'équipes, puis la compétition s'est étendue en Europe au milieu des années 90 et à travers le monde.
La compétition est soutenue par l'industrie et des ingénieurs de haut niveau tels que Ross Brawn (Directeur général de la Formule 1 du sport automobile), le concours vise à développer de jeunes ingénieurs entreprenants et innovants et à encourager davantage de jeunes à entreprendre une carrière en ingénierie.
Le projet fait généralement partie d'un projet de niveau universitaire et est considéré par l'industrie du sport automobile comme les standards à atteindre par les diplômés en ingénierie, les faisant passer de l'université au monde du travail. C'est une marque de qualité pour une expérience d'ingénierie dans le monde réel, combinant une expérience d'ingénierie pratique avec des soft skills non techniques, comprenant la planification d'entreprise et la gestion de projet.
Le challenge
Le Challenge Formula Student est un concours international de design pour les étudiants universitaires, basé sur les règles et directives de la Formula SAE (Society of Automotive Engineers). Parallèlement à ces aspects techniques, les équipes sont invitées à élaborer un plan d'affaires viable qui démontre que leur produit -- un prototype de voiture de course -- pourrait devenir une opportunité commerciale gratifiante qui crée un profit monétaire. Par conséquent, la voiture de course doit non seulement avoir une bonne maniabilité et posséder de bonnes capacités d'accélération et de freinage, mais doit également être peu coûteuse à l'achat et à l'exploitation. D'autres aspects importants du véhicule incluent l'esthétique, l'ergonomie et l'utilisation de composants prêts à l'emploi. La conception du véhicule est jugée par des experts de l'industrie automobile, du sport automobile et des sous-traitants. Les équipes sont alors en mesure de marquer des points dans diverses épreuves statiques et dynamiques, qui décideront en définitive du classement général de la compétition. L'équipe qui combine le mieux design, planification financière, stratégie marketing et performance sur la piste remportera la compétition.
Une compétition internationale de design
En équipe, les étudiants travaillent ensemble pour concevoir et fabriquer un prototype de voiture de course, sur la base d'un contrat de fabrication hypothétique. Afin que les équipes participantes puissent être comparées, leurs conceptions, plans et voitures sont jugés par des experts. Chaque équipe a la chance de gagner au total un maximum de 1000 points au cours d'épreuves statiques, d'épreuves dynamiques et en prouvant l'efficacité de sa voiture. L'équipe avec la meilleure combinaison globale de conception, de performance de piste, de planification financière et de stratégie de marketing remportera la compétition. En théorie, il est possible de gagner la compétition général sans être le meilleur dans toutes les épreuves (ou même être éliminé d'une ou plusieurs).
Epreuves statiques
La compétition est conçue pour initier les étudiants participants à l'approche interdisciplinaire de l'industrie automobile d'aujourd'hui. Cela inclut non seulement la compréhension technique, mais aussi les capacités économiques et de communication telles que les techniques de présentation ou les compétences en planification financière. Par conséquent, les trois événements statiques exigent une collaboration au sein de l'équipe dans les domaines de la conception et de l'agencement, de la construction, du marketing et de la tarification d'un produit. Ils nécessitent également une expertise spécialisée issue de différents cursus techniques et financiers. Les équipes gagnent jusqu'à 325 points sur les 1000 possibles dans les trois épreuves statiques et chaque épreuve individuelle est pondérée différemment. Un panel d'experts expérimentés des secteurs de l'automobile, du sport automobile et de l’industrie jugent les performances de chaque équipe.
Cost & Manufacturing
Le coût est un facteur décisif dans la conception de tout produit. Lors de l'événement d'analyse des coûts, les équipes doivent rassembler le coût du véhicule, ses composants et les étapes de fabrication nécessaires et consigner le tout dans un rapport de coûts écrit. Les étudiants doivent ensuite répondre aux questions des juges relatives au rapport de coût de leur prototype. En outre, les équipes sont invitées à créer un cas réel, qui est une tâche spécifique pour évaluer les connaissances en coûts et fabrication dans un certain domaine. La tâche du cas réel est publiée sur le site Web de la compétition avant celle-ci.
Engineering design
Au début de l’épreuve d’engineering design, les étudiants doivent remettre une description technique de huit pages de leur voiture. Ils doivent montrer à la fois leur conception et la façon dont la conception sera appliquée à leur construction choisie. Sur la base de ce document, les membres du jury évalueront l'aménagement, la conception technique, la construction et la mise en œuvre de la production du véhicule réel. Lors d'une discussion lors de l'événement, les équipes doivent prouver leurs connaissances aux juges. Ils se concentrent principalement sur la clarification des détails techniques en explorant la pensée derrière la conception choisie, ainsi que la compréhension technique des étudiants. L’épreuve évalue non seulement la qualité de la solution technique en question mais aussi les raisons derrière le concept.
Business Plan Présentation
Chaque équipe présente son plan d'affaires pour le prototype construit à une entreprise de fabrication fictive représentée par des juges. Au cours d'une présentation de dix minutes, l'équipe doit démontrer pourquoi leur conception répond le mieux aux exigences de leur groupe cible et montrer comment leur conception peut être commercialisée avec succès. La présentation sera suivie d'une discussion de cinq minutes et d'une série de questions avec les juges. Dans ce cas, le contenu, la structure et la rédaction de la présentation, ainsi que la performance de l'équipe dans sa présentation, seront évalués parallèlement à leurs réponses aux questions du panel.
Epreuves dynamiques
Les voitures que les étudiants conçoivent ne seront pas seulement évaluées à l'arrêt. Leurs performances sur circuit seront également mises à l'épreuve. Chaque événement dynamique teste différentes caractéristiques des véhicules. Les performances de la voiture en termes d'accélération longitudinale et latérale maximale, de performances en course, d'efficacité et d'endurance seront examinées et évaluées. Un maximum de 675 points peut être marqué au cours des quatre épreuves dynamiques et de l'épreuve d'efficacité.
Accelération
L'accélération du véhicule à partir d'un départ arrêté est mesurée sur une ligne droite de 75 mètres. Outre la motricité, la bonne conception du moteur est particulièrement importante, que ce soit en termes de puissance supérieure ou de couple le plus élevé possible. Les voitures les plus rapides franchissent la ligne en moins de quatre secondes et peuvent atteindre des vitesses de plus de 100 km/h à la fin du tronçon. Un maximum de 50 points peut être marqué.
Skid Pad
Lors de l'épreuve Skid Pad, les voitures doivent parcourir un circuit en forme de 8 bordé de cônes, en effectuant deux tours de chaque cercle. Dans chaque cas, le deuxième tour sera mesuré. Le temps au tour donne une valeur comparative pour l'accélération latérale maximale possible de la voiture. La plupart des voitures utilisent l'aérodynamisme pour augmenter la pression de contact et ainsi augmenter l'accélération latérale. Comme pour tous les événements dynamiques, renverser l'un des cônes entraîne une pénalité de temps. Le Skid Pad peut collecter jusqu'à 50 points.
Autocross / Sprint
Dans l'épreuve d'autocross, les voitures parcourent une piste longue d'un kilomètre avec des lignes droites, des virages et des chicanes. Un temps au tour rapide est le signe d'une dynamique de conduite élevée, d'une maniabilité précise et d'une bonne capacité d'accélération et de freinage. Encore une fois, des pénalités de temps sont infligées à ceux qui renversent des cônes. Les classements d'autocross décident des positions de départ pour la compétition d'endurance qui suit.
Endurance
La course d'endurance représente près d'un tiers de tous les points disponibles et est par conséquent l'événement le plus important de la compétition. Les voitures devront démontrer leur capacité d'endurance sur une longueur de 22 km. Toutes les caractéristiques des prototypes sont cruciales pour cet événement, de l'accélération et de la maniabilité à la dynamique de conduite. L'habileté du pilote est également testée ici, car il ne peut se familiariser avec la piste avant la course qu'en marchant le long du parcours (Course Walk). Chaque équipe n'obtient qu'un seul essai et les pilotes doivent être changés à mi-parcours. Il peut y avoir jusqu'à quatre voitures sur le circuit à tout moment et les manœuvres de dépassement doivent donc être effectuées fréquemment. Les dépassements sont signalés par un drapeau bleu et ne sont autorisés que sur des sections spécialement marquées de la piste. Une équipe ne recevra aucun point à la fin s'ils sont plus d'un tiers plus lents que l'équipe la plus rapide au total.
Efficience
Lors de la course d'endurance, la consommation de carburant (voitures FSC) ou d'énergie (voitures FSE) est enregistrée avec précision. Cependant, ce n'est pas la consommation absolue de carburant et d' énergie qui est utilisée pour calculer le score d'efficacité, mais plutôt la consommation relative à la vitesse. Ceci afin d'éviter que les équipes ne conduisent particulièrement lentement dans la compétition d'endurance pour marquer le plus haut possible dans la catégorie efficacité.
Vérifications techniques
Une série de mesures et de règles de sécurité doivent être respectées pour chaque prototype en compétition. Il s'agit d'assurer la sécurité et un terrain de jeu égal entre les équipes. C'est important car toutes les équipes sont à des niveaux différents, qu'il s'agisse de différentes en termes d' expérience, de capacité personnelle ou de ressources financières. Chaque voiture doit passer les vérifications techniques (contrôle technique et approbation) pour pouvoir participer aux épreuves dynamiques. Les équipes reçoivent différents autocollants pour chaque contrôle de sécurité réussi. Ils doivent être placés devant leur voiture pour montrer qu'elle a réussi un test particulier. De plus, tous les véhicules sont équipés de feux de signalisation de couleurs différentes, qui indiquent les états de fonctionnement respectifs du véhicule. Ces systèmes doivent être testés lors de l'Inspection
Technique et sécurité
Pour cette inspection, tous les composants et accessoires de la voiture de course qui sont considérés comme pertinents pour la sécurité selon la réglementation sont contrôlés. Il s'agit notamment du cadre et châssis, de la suspension des roues, de la direction, du freinage, des jantes et des pneus. D'autres détails, tels que la disposition des conduites de carburant, la fixation du système d'admission d'air, le respect de la taille appropriée du cockpit et le bon fonctionnement du coupe-circuit sont tous vérifiés. De plus, tous les pilotes doivent montrer que lorsqu'ils sont prêts à courir, c'est-à-dire attachés au siège du pilote avec leur combinaison de course complète et leur casque, ils peuvent sortir de leur véhicule dans les cinq secondes.
Tilt table
Le test de la table basculante vérifie si des fluides de fonctionnement fuient et si les réglementations de protection contre le retournement sont respectées. La voiture doit être amenée à l' essai dans un état prêt à courir, avec tous les liquides et le plein d'essence. Le conducteur est attaché et la voiture est placée à un angle de 60 degrés. Cela correspond à une force d'accélération latérale de 1,7 g. Aucun carburant ou autre fluide ne doit s'écouler sous cet angle. La voiture ne réussit ce test que si les roues supérieures restent au contact de la table.
Test de bruit
Le test de bruit vérifie si la voiture est conforme aux dispositions relatives au niveau de bruit acceptable. Afin de mesurer le volume, le moteur tourne au point mort à une vitesse de rotation. La vitesse dépend du type de point mort du moteur, le niveau de bruit ne doit pas dépasser 103 dBC ou être supérieur à 110 dBC à une vitesse de rotation spécifiée
Test des freins
Le test de freinage vérifie si un système de freinage est capable de bloquer simultanément les quatre roues de la voiture et d'amener le véhicule à un arrêt contrôlé. Cependant, comme les voitures FSE peuvent également utiliser leur système de freinage à moteur électrique, si le conducteur conduit un véhicule électrique, il doit en outre désactiver le système haute tension après avoir accéléré puis s'arrêter complètement avec les quatre roues bloquées afin de démontrer que le système de freinage mécanique fonctionne correctement en cas de défaillance du système haute tension.
Accord avec le règlement
Les véhicules doivent être conformes à la réglementation et, d'un point de vue technique, être sûrs à tout moment, même après avoir passé les vérifications techniques. Les experts techniques autorisés ou les commissaires de course peuvent retirer une voiture de la compétition à tout moment en cas de manquement au règlement ou aux exigences de sécurité, par exemple, si une voiture fuit, est trop bruyante, ou si l'isolation n'est pas aux normes. La voiture ne pourra pas reprendre la compétition tant que le défaut n'aura pas été réparé. Les voitures sont également inspectées à nouveau après la course d'endurance afin d'exclure la possibilité d'une infraction pendant la course. C'est pourquoi les voitures sont placées en parc fermé après la compétition d'endurance, et les équipiers ne sont pas autorisés à y toucher tant que toutes les inspections n'ont pas été effectuées avec succès.