L'aérodynamique

Résumé du document

Depuis ces dernières années, les projets écologiques et environnementaux, cherchant à réduire les émissions de gaz à effet de serre ont pris de plus en plus d'importance ; notamment dans le domaine des transports. Plusieurs solutions sont à l'étude et certaines commencent à être appliquées aux voitures, tels que les biocarburants, l'énergie électrique (solaire par exemple), les voitures hybrides ou encore les piles à combustible (PAC) sur les moteurs thermiques.

Extraits

[...] Elle contribue aux qualités de tenue de route du véhicule. C'est le même principe que l'aile d'avion : la voiture possède un dessus incurvé et un fond quasiment plat. L'air qui passe par-dessus (suivant une courbe) parcourt plus de distance que l'air qui passe dessous, en ligne droite. L'air du dessus est donc plus rapide que celui du dessous, ce qui provoque une dépression qui soulève la voiture. C'est la raison pour laquelle les formules 1 possèdent des ailerons à l'arrière, pour les plaquer au sol. [...]

[...] Le Cx dépend essentiellement de la forme du véhicule. Les caractéristiques aérodynamiques sont principalement définies par ce critère. Du coup, toute excroissance même minime comme un joint de pare-brise est susceptible de perturber l'écoulement de l'air et de détériorer le Cx. D'autre part, il faut savoir que la traînée aérodynamique SCx d'une voiture est proportionnelle au carré de sa vitesse. Ainsi, lorsqu'un véhicule double sa vitesse, cette composante se voit surmultiplier par quatre. C'est donc aux vitesses élevées qu'une aérodynamique peu performante devient rapidement pénalisante pour la consommation. [...]

[...] En construisant sa machine volante, Léonard de Vinci s'est par exemple inspiré du vol des oiseaux. On peut aussi parlé de l'hélicoptère qui a été inventé après l'étude de l'anatomie de certains insectes. De la même façon, l'aérodynamique s'est largement inspirée de la nature. La forme aérodynamique idéale est celle d'une goutte d'eau : la rondeur à l'avant adoucie la pénétration dans l'air tandis que l'arrière, long et fin, permet de recoller proprement les filets d'air sans perte d'énergie par turbulence. [...]

[...] C'est le principe de l'aérodynamique, science physique étudiant l'écoulement d'air (ou de gaz en général) autour d'un objet en mouvement. Le premier constructeur à avoir exprimé de l'intérêt pour l'aérodynamique sur une auto de grande série fût Chrysler, en 1934, avec son modèle Airflow. Depuis, tous les constructeurs s'attèlent à la tache. En effet depuis 1960, la résistance à l'avancement d'une voiture moyenne a été réduite de moitié. Nous allons donc voir dans quelles mesures l'aérodynamique est une solution pour pallier la consommation d'énergie nécessaire à la motricité d'un véhicule. [...]

[...] La force de traînée se calcule de cette façon : T = Cx. S. P Avec : - Cx= Coefficient de pénétration dans l'air - Surface frontale en - Vitesse du véhicule en m/s-1 - Rhô de l'air Lors de son avancement, la voiture sépare les filets d'air, créant ainsi des différences de pression sur le haut et le dessous du véhicule. Ainsi, lorsque les filets d'air se retrouvent à l'arrière du véhicule, ils créent des turbulences qui sont responsables de 20% de la résistance à l'avancement lorsque le véhicule se déplace à 90 km/h. [...]