Les Ingénieurs automobiles s'inspirent d'avion de papier

Avez-vous déjà fait un avion en papier? Si c’est le cas, vous avez déjà des bases en aérodynamisme.

L’aérodynamisme est essentiellement l’étude de l’interaction entre l’air et les objets en mouvement. Puisque l’air a une densité, tout objet qui le traverse est soumis à une résistance (ou traînée) et il perd éventuellement sa vitesse. Inversement, l’air qui se déplace sous un objet peut fournir une poussée (ou portance) et propulser un avion. Des plis nets, une forme symétrique et un design d’ailes épuré minimisent la traînée, maximisent la portance et permettent à l’avion de se rendre à destination.

Quel impact l’aérodynamisme a-t-il sur vos déplacements?

À de grandes vitesses, les forces opposées que sont la traînée et la portance peuvent faire en sorte que les objets se comportent de manière imprévisible, ce qui n’est pas idéal lorsque l’on conduit sur l’autoroute. L’optimisation de l’aérodynamisme d’une voiture permet également :

de minimiser sa consommation de carburant;
de maximiser sa stabilité;
de réduire le bruit à l’intérieur de la voiture (comme les sifflements);
et d’assurer que la saleté de la route ne se colle pas à votre voiture de manière irrégulière.
Bien sûr, l’aérodynamisme n’est pas le seul objectif des concepteurs automobiles. Si c’était le cas, nous nous rendrions tous au travail dans de petits trains à grande vitesse. Le confort des passagers et la gestion de la chaleur du moteur (que l’air contribue à refroidir) sont deux éléments importants qui servent de contrepoids à l’efficacité aérodynamique.

« Tous ces facteurs doivent être pris en compte simultanément », explique Gary Elfstrom, aérodynamicien à la soufflerie climatique ACE d’Oshawa, en Ontario. « Il faut un équilibre, et l’aérodynamisme est l’un des facteurs qui permettent de le trouver. »

Comment teste-t-on l’aérodynamisme?

La conception de voitures aérodynamiques nécessite beaucoup de réflexion et d’essais. Après avoir passé des mois à l’ordinateur et à la table à dessin, les concepteurs testent ensuite leurs prototypes à l’aide d’une méthode qui nous est tous familière : l’essai et erreur. Essentiellement, ils placent les voitures dans une soufflerie, soufflent sur elles de l’air coloré et observent ce qui se produit.

« La fumée donne rapidement une idée des problèmes qui peuvent se trouver à la surface de la voiture et qui créent un flux séparé. Et puis, c’est aussi très cool », dit Elfstrom. « Là où il y a un flux séparé, il y a probablement quelque chose qui augmente la traînée. »

L’air agit différemment selon les conditions météorologiques. La soufflerie ACE (l’une des plus grandes au monde) effectue également des essais de résistance qui reproduisent des conditions météorologiques comme la pluie verglaçante. Eh oui, l’une des tâches officielles d’Elfstrom consiste aussi à faire la pluie et le beau temps…

Qu’est-ce qui rend une voiture aérodynamique?

Pour maximiser l’efficacité aérodynamique, choisissez une voiture avec une forme profilée, une surface frontale basse et un minimum d’ouvertures sur la carrosserie. Mais rappelez-vous que si vous souhaitez simplement réduire votre facture de carburant et non franchir le mur du son, l’aérodynamisme extérieur de la voiture ne devrait pas être votre seul facteur de décision.

« Il faut un design extérieur lisse pour réduire la traînée. Mais si, pour des raisons esthétiques, on ferme l’accès à l’air qui se rend au moteur, on risque de se retrouver avec un refroidissement du moteur insuffisant », remarque Elfstrom. « C’est là tout le défi. »