Technique MotoGP : Avantages et inconvénients du V4 ! (2/2)

Dans la première partie de cet article, san même parler de ses avantages et inconvénients, nous avons vu que la décision d’essayer de faire un V4 suffisamment compétitif pour remplacer le 4 cylindres en ligne était principalement due à la structure italienne du département Yamaha MotoGP.

Mais quels sont vraiment les avantages et les inconvénients du V4 ?

Avant même de s’intéresser aux conséquences de l’architecture interne du moteur, commençons par son encombrement.
Un V4 est moins large qu’un 4 en ligne. Cela peut paraître bête, mais cela a déjà deux avantages très importants !
D’une part, tout le monde le comprend, cela amoindrit la surface frontale et permet d’utiliser la largeur gagnée sur les flancs pour optimiser l’aérodynamique, ce qui sera d’autant plus important en 2027, avec une largeur hors-tout réduite…
Aujourd’hui, la tendance est aux flancs large, afin de créer de l’appui et de l’effet de sol : davantage de place, plus d’effet possible pour les flancs, les ailerons, voire le flux d’air interne.
Cela permet aussi, comme sur les Ducati, de mettre un gros volant moteur externe en bout de vilebrequin, dont on peut faire varier la masse selon le profil du circuit. C’est donc un premier avantage très intéressant.
D’autre part, les cylindres du moteur Yamaha actuel sont positionnés sous les longerons principaux du cadre et inséré dans les énormes support incurvés. La marge de manœuvre pour en changer la position est très faible, voire quasi nulle, à moins de reconstruire un nouveau cadre (ce que Yamaha avait fait pour tester un moteur plus haut à la fin de la saison 2016).
Avec un V4, au contraire, il est beaucoup plus facile de le faire pivoter pour faire varier le centre de gravité et la répartition des masses afin de trouver la meilleure géométrie. Deuxième avantage lié aux dimensions externes du moteur.
On citera encore un moteur plus centré sur l’arrière grâce au banc de cylindres arrière, ce qui est loin de déplaire au pneu arrière pour la motricité.

Passons à l’architecture interne.
Le vilebrequin est plus court, avec moins de paliers, ce qui offre là encore deux avantages.
Moins de paliers, moins de frottements, plus de puissance, d’autant qu’avec un V4 à 90° l’équilibrage est largement facilité, permettant de se passer d’un éventuel arbre d’équilibrage.
Et le vilebrequin plus court implique aussi moins d’effet gyroscopique latéral, cette sorte d’inertie qui ne facilite pas les rapides changements de trajectoire dans les chicanes.
On pourrait encore ajouter que la disposition en carré des cylindres permet une meilleure gestion de l’admission et de l’échappement, mais voilà pour les grandes lignes.

Il convient maintenant d’essayer d’éclairer légèrement ce qui n’est pour le moment qu’une liste d’avantages sur le papier…
Reprenons celle-ci.

Avantage #1 : La surface frontale réduite.
Là, il n’y a rien à nuancer, c’est du pur avantage à exploiter, ce que Yamaha (on le verra) ne fait pas encore avec son prototype.

Avantage #2 : Faire varier le positionnement du moteur dans le châssis.
C’est un avantage pour Yamaha, qui découvre le sujet. Pour les autres, cela fait longtemps que la géométrie optimale est connue, et ne varie plus que d’un millimètre par-ci, par-là…
Cela ne veut pas dire que le V4 n’offre pas une meilleure configuration, avec son centre de gravité plus en arrière et ses masses centrées proches de celui-ci.

Avantage #3 : Plus de puissance.
C’est un avantage indéniable, mais difficile à quantifier. Il faut aussi le relativiser pour deux raisons.
D’une part la puissance maxi est aujourd’hui davantage limité par la contenance des réservoirs, limitée à 22 litres, que par l’architecture ou les composants d’un moteur. Tous les constructeurs pourraient sortir plus de chevaux de leurs MotoGP qu’ils ne le font actuellement, au détriment de la consommation et de la facilité d’utilisation.
Et cela explique aussi qu’un des principaux axes de recherche, à part l’aérodynamique, soit la motricité : de la puissance, on en a assez, ou presque, pour toutes les zones des circuits sauf les lignes droites. Mais il faut avant tout la passer au sol à chaque sortie de virage, et c’est là-dessus que l’on travaille depuis quelques années. D’ailleurs, à cet égard, si les Ducati restent sans doute les plus performantes, l’écart de vitesse en ligne droite est très loin de ce que l’on pouvait constater visuellement il y a quelques années..
Dans ce domaine, un V4 à 90° calé Big-Bang est certes une excellente solution pour passer de la puissance tout en préservant le pneu arrière (et on ne parle pas là de l’ahurissante explication, diffusée à peu près partout, du pneu arrière qui « se repose » entre deux explosions…), mais le Crossplane de Yamaha n’a sur le papier pas grand-chose à lui envier.
Pour résumer, le V4 autorise théoriquement plus de puissance, oui, un peu, mais c’est loin d’être une recette magique pour Yamaha, tellement d’autres facteurs entrent en ligne de compte pour la performance finale (géométrie, répartition des masses, électronique, aérodynamique, etc.).

Avantage #4 : Moins d’effet gyroscopique latéral.
Encore un avantage théorique qui ne voit guère d’inconvénients aujourd’hui. Avec moins d’effet gyroscopique latéral, la moto est plus agile dans les virages, les trajectoires peuvent être un peu plus en V.
On pourrait croire que cela suffit à expliquer le point fort traditionnel de la Yamaha, sa vitesse de passage en courbe, mais ce serait oublier les dépassements d’Alex Rins sur la Suzuki en 2022… Rien n’est jamais aussi simpliste, en MotoGP.

Les inconvénients du V4.
– Le poids.
Nécessitant plus de composants, (deux culasses, deux arbres à cames d’admission et d’échappement séparés par rangée) un V4 est un peu plus lourd qu’un 4 en ligne. On ne connaît pas le vrai poids des machines, mais on n’a jamais entendu que les V4 ne réussissaient pas à atteindre le poids minimum de 157 kilos, à part un temps chez KTM et peut-être Honda.

– Le nombre de pièces.
Un peu plus élevé que sur un 4 cylindres en ligne.

– Le prix.
Du point précédant découle un coût un peu plus élevé. Ce n’est pas pris en compte à ce niveau de la compétition.

– Les effets secondaires
Avec l’échappement du banc de cylindres arrière très près du réservoir, l’essence a plus tendance à chauffer que sur un 4 en ligne. Elle se dilate et offre un peu moins de puissance pour un même volume injecté.
De même, le pneu et la jambe du pilote sont soumis à rude épreuve…

Voilà pour les très grandes lignes. On pourrait encore approfondir, sortir des anecdotes, argumenter, contre-argumenter pendant des heures, des semaines, des mois : c’est ce que font en permanence tous les techniciens du MotoGP, afin de trouver le meilleur compromis.
Car au final, il s’agit bien de cela, avec des centaines de paramètres ayant chacun des conséquences multiples.
Et à cet égard, peut-être encore plus qu’en exploitant les qualités du V4 proprement dites, un ingénieur italien à la barbichette blanche a su prendre un pas d’avance en innovant en permanence, ce que les Japonais n’ont pas fait ces derniers temps !
Et on n’a encore dit aucun mot sur la distribution desmodromique…