Le parcours du SUFST, de la combustion à la course électrique
Qui sont les étudiants à l'origine de l'équipe de course Formula Student Racing de l'université de Southampton ?
L'équipe d'étudiants en formule de l'université de Southampton (SUFST) comprend plus de 200 étudiants, principalement en ingénierie, issus de diverses disciplines spécialisées, qui se réunissent pour concevoir et fabriquer une voiture de course monoplace chaque année. Ils affrontent chaque année d'autres universités dans le cadre de compétitions étudiantes de Formule, mettant à l'épreuve les connaissances de l'équipe et le véhicule.
Comment s'est développée la Southampton University Formula Student Team au fil du temps ?
SUFST existe depuis 2012 sous sa forme actuelle, après avoir été un projet de conception de groupe. Les membres ont fait preuve de courage dès les premières années pour persévérer dans les difficultés liées à la création d'une nouvelle société. La croissance et le soutien accru du SUFST ont conduit à des améliorations continues ; chaque année, le nombre de points gagnés lors de la compétition iMeche Formula Student augmente. L'équipe a également participé à des compétitions internationales avec sa première arrivée en endurance en Hongrie en 2018, et une solide performance en République tchèque en 2019, où elle a également couru en Allemagne.
Le SUFST fonctionne comme une société ouverte, ce qui signifie que tout le monde peut y adhérer, ce qui présente un ensemble unique de défis de gestion. En général, plus de 200 étudiants s'inscrivent à la société. Il est donc important de créer un comité chargé de diriger les groupes et de veiller à ce que le plus grand nombre de personnes se retrouvent dans des départements correspondant à leurs compétences, afin qu'elles puissent vivre les meilleures expériences et contribuer au projet.
Balraj Basra, chef d'équipe du SUFST, a expliqué comment l'équipe a récemment ajusté sa configuration. « Nous avons profité de la pandémie de COVID-19 pour réinitialiser notre structure, en nous éloignant des départements atypiques axés sur la « voiture » tels que le châssis, l'électronique, la suspension et l'aérodynamique. Nous avons plutôt opté pour une configuration basée sur les « compétences », afin de distinguer les compétences théoriques, de code, de conception, de test et organisationnelles. Cela a conduit à la création de 5 départements appelés « Performance des véhicules », « Aérodynamique », « Conception structurelle », « Electronique » et « Opérations ».
L'équipe produit des véhicules à combustion depuis sa création, mais fin 2019, un projet de transition vers les véhicules électriques a été conçu. « La pandémie a en fait permis à l'équipe d'accélérer cet objectif, car le développement du concept et le temps de conception ont pu être concentrés sur le véhicule électrique, plutôt que de devoir concevoir un nouveau véhicule pour concourir en 2020 », ajoute Balraj.
Comme l'utilisation d'un véhicule ayant concouru l'année précédente était autorisée, le SUFST a choisi cette voie. Un cycle de conception de deux ans pour le véhicule électrique a permis de réduire la pression sur les délais et d'approfondir la recherche et le développement. En 2022, il permettra de consacrer plus de temps aux tests avant la compétition en été.
Comment le SUFST a utilisé la pandémie de COVID-19 pour restructurer et optimiser son efficacité
Bien entendu, malgré sa capacité à restructurer et à optimiser l'efficacité de l'équipe, en partie grâce au temps supplémentaire consacré à la pandémie de COVID-19, le SUFST a dû faire face aux mêmes limites que beaucoup d'entre nous. Balraj commente que « la transition vers une configuration entièrement en ligne s'est révélée difficile et a nécessité de la flexibilité pour trouver ce qui fonctionnait le mieux ». L'accès aux ateliers a été limité en raison des mesures de confinement, ce qui a limité le nombre de personnes autorisées sur place à travailler à la construction de voitures.
Un plan clair et des objectifs quotidiens ont été définis pour garantir l'efficacité de la construction afin d'être prête pour la compétition. Pour expliquer davantage, Balraj a ajouté : « nous étions limités à 6 personnes dans les laboratoires à tout moment et à des heures fixes. Il s'agit d'une baisse considérable par rapport à la période essentiellement illimitée, où nous travaillions régulièrement 20 personnes ou plus par jour. Nous y sommes parvenus en fixant nos objectifs quotidiens pour nous assurer que les 6 sites étaient aussi efficaces que possible. Ils passaient régulièrement des appels avec leurs départements respectifs lorsqu'ils étaient dans les laboratoires. Nous avions donc une main-d'œuvre « virtuelle » qui les soutenait autant que possible. »
Obtenir des partenariats et des parrainages avec des fournisseurs de composants clés tels qu'Accu
L'une des principales méthodes permettant à l'équipe de garantir une conception et une fabrication fluides de la voiture consiste à travailler avec des fournisseurs de haute qualité. L'un des rôles principaux du service des opérations est de rechercher des entreprises avec lesquelles établir des partenariats, car l'équipe fonctionne dans le respect d'un budget. Anokh Vithayathil, diplômé du SUFST, ajoute : « Les ingénieurs sont enthousiastes et produisent de nombreux designs de qualité, mais leur réalisation peut parfois être assez coûteuse ».
« Il est important de bien réfléchir aux compromis entre les coûts et les performances, ainsi qu'au temps qu'il faudra pour fabriquer ou acheter certaines pièces », a-t-il ajouté. Les partenariats avec les entreprises peuvent contribuer à élargir les possibilités. C'est ainsi qu'est née la relation entre SUFST et Accu lorsque l'équipe a choisi Accu après avoir découvert sa boutique en ligne. L'équipe a apprécié la mise en page du site et la fonctionnalité de recherche intelligente, qui lui ont permis de trouver facilement les éléments dont elle avait besoin.
La gamme de composants proposée par Accu a permis à plusieurs départements d'utiliser des pièces provenant d'un seul fournisseur, la profondeur de chaque gamme de produits ouvrant des options de conception à l'équipe. Par exemple, les pièces pourraient être dimensionnées plus librement pour chaque projet, en sachant qu'une attache adaptée aux modèles pourrait être trouvée sur le site Web d'Accu.
Choisir les bons composants pour la construction de la voiture
Grâce à son parrainage continu, cette année universitaire (2020-21), le SUFST a acheté des composants auprès d'Accu pour presque tous les départements. L'équipe a découvert une pièce unique : les circlips internes proposés. Wahaj Saif, ingénieur en chef, a expliqué : « Nous utilisons une suspension en fibre de carbone innovante et légère, avec des tubes de carbone liés à un insert fabriqué par additif en titane. Un roulement est enfoncé dans l'insert pour lui permettre de bouger lorsque la voiture traverse des bosses. » Des circlips étaient utilisés pour fixer le roulement dans l'insert, mais les années précédentes, ils n'étaient pas aussi fiables en raison de l'utilisation de circlips externes. Wahaj a ajouté : « Les circlips internes étaient toutefois placés au même niveau que les rainures, ce qui réduisait le risque qu'ils apparaissent. »
Les kits de fixation d'Accu fournissaient une gamme de tailles de boulons en acier inoxydable à utiliser dans la conception structurelle et le package aérodynamique. Ces kits de vis en acier inoxydable étaient également très portables dans leurs boîtiers, ce qui signifiait que des pièces de rechange de toutes les tailles de boulons nécessaires étaient disponibles pour une utilisation dans la voiture, même en déplacement. Balraj a déclaré : « Nous les avons trouvés tellement utiles que nous avons fini par acheter des kits de vis supplémentaires auprès d'Accu pour la compétition elle-même, ce qui signifie que les boulons étaient toujours disponibles en cas de besoin et que nous n'avons pas perdu de temps à chercher une taille spécifique. Ils étaient si pratiques que je les recommande personnellement pour tous les projets que nous avons réalisés à l'université. »
La tuyauterie de refroidissement du moteur était entièrement équipée de clips en P pour éviter les raccords desserrés susceptibles de provoquer une fuite de liquide, risquant ainsi de provoquer une surchauffe du moteur. Wahaj a souligné un test clé auquel la voiture est soumise, au cours duquel ces composants ont fait leurs preuves ; « C'est également impératif car la voiture est soumise à des tests d'inclinaison en compétition, au cours desquels elle est inclinée en biais pour vérifier l'absence de fuites. Un échec dans ce cas retarderait la réussite des contrôles de l'équipe. »
Pour le package aérodynamique en particulier, des vis à tête fraisée à six pans ont été utilisées. Anokh a expliqué que ce choix avait été motivé par le concept de conception, en commentant : « Les ailes qui composent l'aile sont constituées d'une feuille de carbone contenant du nylon chargé de graphite avec un écrou captif. Les vis de la batterie sont enfilées dans un insert en nylon et fixent les plaques aérodynamiques aux embouts. »
L'équipe a choisi des vis à tête fraisée en aluminium pour cette fonction, « principalement en raison de l'avantage naturel d'utiliser une vis à tête fraisée pour garantir que la fixation est bien alignée avec la surface de l'aile. C'est beaucoup plus préférable à l'utilisation d'une attache dont la tête dépasse du support, car l'utilisation d'une vis à tête fraisée complète parfaitement le design épuré du profil aérodynamique », a ajouté Anokh.
Trouver les bons outils pour chaque tâche auprès d'un fournisseur fiable
Les outils sont essentiels pour assurer une bonne finition des pièces et un assemblage sécurisé. Une gamme d'outils portatifs a été achetée auprès d'Accu, notamment des outils d'ébavurage. Evan Nichol, le nouveau directeur technique, a déclaré : « Ils seront utilisés pour la finition des pièces métalliques, l'élimination des arêtes vives et l'insertion d'un chanfrein dans les trous afin que les boulons ne s'accrochent pas à l'excédent de matériau ».
Les boîtes à outils iFixit étaient également un nouvel ajout à la panoplie d'outils de l'équipe. Evan a expliqué les raisons qui ont motivé leur achat : « Les membres utilisaient auparavant les outils de réparation iFixit sur des appareils personnels, tels que des ordinateurs portables et des téléphones, et pensaient qu'ils seraient très pratiques pour l'assemblage de composants électroniques sur l'ensemble de la voiture. » La commodité de disposer tous les outils dans un kit, en particulier le kit Manta Driver, s'est une fois de plus révélée inestimable pour la portabilité lors des déplacements à bord de la voiture et le maintien de l'ordre, ce qui signifie que l'outil de la bonne taille n'était jamais loin.
Les outils iFixit étaient parfaits pour les espaces confinés de la voiture en raison de leur profil fin : l'emballage d'une voiture de course est toujours étanche pour éviter tout espace inutilisé et la voiture est aussi légère que possible. Evan a expliqué : « Le métier à tisser s'étend sur toute la longueur du véhicule, avec des capteurs et des connecteurs placés dans des endroits restreints, nécessitant des outils sûrs et précis, fournis par le kit iFixit Manta. »
Balraj a déclaré que « le service d'Accu était également bien supérieur à ce que l'on attendait du SUFST. Les conversations faciles et agréables avec le personnel d'Accu ont toujours permis de les rendre très accessibles et de conserver une atmosphère familiale malgré la croissance de l'entreprise. » Les discussions avec l'équipe d'Accu vont des conseils techniques/d'application sur les composants aux vérifications et mises à jour du personnel concernant l'expédition des pièces. Comme SUFST a dû respecter des délais serrés pendant la période de construction, l'entreprise devait s'assurer que les composants appropriés étaient livrés rapidement. Balraj a ajouté que « c'est vraiment agréable d'avoir ce type d'expérience et de relation avec les fournisseurs. Nous avons beaucoup apprécié la rapidité de l'approvisionnement en pièces d'Accu ».
En compétition en Formula Student à Silverstone
Les efforts de l'équipe ont porté leurs fruits lors de compétitions en juillet 2021. Balraj commente les événements en ces termes : « Cette année, nous avons participé à deux classes différentes à Formula Student UK, la Classe Concept dans laquelle nous avons présenté notre design pour le Challenger de 2022 en matière de véhicules électriques, et la Formula Student Class où nous avons emmené notre véhicule à combustion à SilverStone pour affronter d'autres voitures en personne. »
« Nous avons utilisé la Concept Class pour recueillir les commentaires d'experts du secteur sur la manière dont nous pourrions améliorer la conception avant de fabriquer notre voiture de course électrique. » Lors de la toute première participation du SUFST à cette compétition, l'entreprise était ravie de se classer troisième à l'Engineering Design Event. Balraj a ajouté : « Alors que la porte se ferme sur le chapitre de la combustion, le potentiel des futurs véhicules électriques semble certainement prometteur ».
« À Silverstone, notre équipage de 25 personnes a surmonté les premiers revers lors des vérifications pour terminer l'épreuve de « sprint » d'un tour et terminer la section endurance, la première fois qu'ils terminaient cette épreuve à domicile. Une performance incroyable après deux années difficiles qui ont permis à l'équipe de terminer cinquième au classement général et deuxième dans la catégorie des véhicules de retour ! »
Mais surtout, le SUFST continue d'apprendre et de profiter des expériences proposées dans le cadre de ce défi d'ingénierie. C'est un excellent moyen pour les membres de l'équipe de travailler ensemble et de mettre en pratique leurs compétences en ingénierie et en gestion, de se faire des amis et d'établir des relations de travail pour leur future carrière d'ingénieur.
Avec des stages dans des équipes telles que Mercedes et des diplômés qui débutent leur carrière en F1 chez Williams Racing, l'avenir de l'ingénierie s'annonce prometteur pour SUFST.
Merci tout particulièrement aux auteurs de cet article :
- Balraj Basra - Chef d'équipe 2020-21
- Evan Nichol - Directeur technique entrant
- Anokh Vithayathil - Anciens de l'équipe