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Alfa Romeo a commencé la saison 1972 avec le tout nouveau coureur sportif 33/TT/3, en fait un Tipo 33 de nom seulement. Le seul composant majeur qu'elle partageait avec les modèles précédents était le V8 de trois litres, mais l'ingénieur en chef d'Autodelta, Carlo Chiti, a promis que ce n'était qu'une mesure temporaire, car un 12 cylindres était déjà en développement. En fin de compte, le nouveau moteur aura plus d'un an de retard et, une fois arrivé, il sera loin d'être fiable.
Sans doute inspiré par la Ferrari similaire de sa rivale à 12 cylindres à plat "Boxer", le nouveau moteur Alfa Romeo était un V12 avec un angle de cylindre de 180°. D'une cylindrée de 2 995 cm3, ce moteur entièrement en aluminium a été construit en conformité avec la réglementation mondiale des voitures de sport et de Formule 1 de l'époque. Il possédait quatre arbres à cames en tête avec quatre soupapes par cylindre et utilisait un système d'injection Lucas. Selon les chiffres d'Alfa Romeo, il produisait environ 500 ch et développait suffisamment de couple pour tordre le châssis.
Le châssis tubulaire était semblable à celui du "TT" introduit à la fin de 1971, bien qu'il ait été légèrement agrandi pour y recevoir le 12 cylindres plus volumineux. Une rigidité supplémentaire a été ajoutée en utilisant la moitié inférieure de châssis comme sections sollicitées. La suspension était indépendante à l'avant et à l'arrière ainsi que des freins ventilés furent montés à l'arrière, à l'intérieur du véhicule. La boîte de vitesses transversale à cinq rapports était un autre élément clé conservé. La carrosserie en fibre de verre était également une évolution d'un design existant et comportait un aileron arrière intégré.
Surnommée la 33/TT/12 pour des raisons évidentes, la nouvelle Alfa Romeo à 12 cylindres était enfin prête à faire ses débuts lors de la manche de Spa Francorchamps 1973 du Championnat du Monde. Malheureusement, la voiture fut accidentée durant les essais après la défaillance d'un pneu à grande vitesse. Lors de la Targa Florio suivante, les deux autos engagées furent également accidentées, même si l'une d'entre elles avait montré un bon rythme de course. Le reste de la saison ne sera guère plus flatteur puisque les 33/TT/12 furent gênées par une série de grosses sorties de pistes et de bris mécaniques. Au final, elles ne termineront une course qu'à une seule reprise.
Au cours de l'hiver, le développement s'est poursuivi et, en plus de nombreux petits changements, le 33/TT/12 fut équipée d'une importante prise d'air située juste derrière le poste de pilotage. Les efforts ont clairement porté leurs fruits puisque Alfa Romeo a débuté le Championnat du Monde avec une victoire et un triplé spectaculaire à Monza. Ce jour-là, c'est la paire Arturo Merzario et Mario Andretti qui l'emporta. Le principal rival, Matra, s'est ressaisi peu après et a remporté toutes les autres manches du championnat, y compris les 24 Heures du Mans.
Au milieu de la saison 1974, l'équipe Autodelta s'est retirée du championnat pour concentrer tous ses efforts sur 1975. Cette année-là, l'équipe s'est associée à l'Allemand Willi Kauhsen. Les anciens rivaux Ferrari et Matra n'étaient plus là, ce qui a permis à l'équipe italo-allemande d'engager certains des meilleurs pilotes, dont Henri Pescarolo et Derek Bell. Les voitures utilisées étaient très similaires aux machines de 1974 et ont été légèrement remaniées pour en réduire le poids et en améliorer la fiabilité.
L'année n'a pas bien commencé : au Mugello, les deux Alfa Romeos engagées ont été battues par les nouvelles Renault-Alpine turbocompressées. Arturo Merzario et Jacques Laffite ont rebondi avec une victoire à Dijon. L'équipe a ensuite gagné à Monza, Spa Francorchamps, Enna Pergusa, au Nürburgring, à Zeltweg et à enfin Watkins Glen. Pour la deuxième année consécutive, l'équipe s'est retirée des 24 Heures du Mans, qui ne faisaient alors plus partie du championnat. En remportant toutes les manches sauf deux, Alfa Romeo a remporté leur tout premier Championnat du monde de voitures de sport du constructeur.
Au lieu de défendre le championnat durement gagné, Alfa Romeo s'est tourné vers la Formule 1 à partir de 1976 et y a concentré tous ses efforts. Une dernière évolution du Tipo 33 a néanmoins été développée, combinant le moteur 12 cylindres à plat avec un nouveau châssis monocoque. En 1977, l'équipe a même couru brièvement une version turbocompressée du moteur avant de mettre fin au programme des voitures de sport. Parmi les nombreuses versions de la Tipo 33 présentées pendant la majeure partie de la décennie, la 33/TT/12 en fut la plus réussie, remportant avec brio le très convoité Championnat du Monde en 1975.
Championne du monde des voitures de sport 1975 (team de Willi Kauhsen - 7 victoires WSC).
