LES
LOIS DE L'AERODYNAMIQUE AUTOMOBILE
Spoiler, bas de
caisse, ailerons, lames DTM, … de nos jours les éléments
aérodynamiques se sont évadés des circuits
pour être le plus souvent greffés sur nos véhicules.
Les jackyologues seront unanimes quant à l'utilité
sur une 205 diesel d'un aileron de 2 mètres d'envergure.
Mais pour les autres qu'en est-il ? On peut aussi se poser des questions,
lorsque l'on constate que la Ferrari Enzo se passe de beaucoup de
ces artifices tout en gardant des appuis aérodynamiques dignes
d'une formule 1. Le tuning automobile change-t-il réellement
les caractéristiques des véhicules ? Quelle est donc
la réelle utilité de ces attributs et comment l'air
qui nous entoure permet-il d'améliorer l'adhérence
de beaucoup de sportives ?
Texte
: Jérôme TORDJMAN - Photos : D.R.
Le principe de base de l'aérodynamique
est l'aile d'avion. Notre professeur de première pourrait
nous la donner de cette façon : " Un corps solide (voiture),
en mouvement de translation (qui roule) dans un fluide (air), est
soumis à des forces (résistance de l'air, poids, frottements,
…), réparties en surface (sCx), dont les valeurs et
distributions dépendent du fluide, de son état physique
(gazeux), de la vitesse relative, et bien sûr de la forme
du corps (Cx) et de la rugosité de sa surface. La somme de
ces forces peut être décomposée en une composante
dirigée en sens inverse de la vitesse, appelée résistance
ou traînée, et une composante perpendiculaire appelée
portance en aérodynamique". On comprend alors que les
deux éléments aérodynamiques essentiels pour
une automobile sont la traînée et la portance. On connaît
déjà le rôle de la traînée (cf.
schéma). Qui n'a jamais sorti la main de la voiture en roulant
pour sentir l'air la pousser en sens inverse ? Mais on peut se demander
pourquoi la portance est si prépondérante. La raison
est simple ; la voiture possède un profil proche de celui
d'une aile d'avion. En effet, elle a un dessus incurvé et
un fond quasiment plat. Donc l'air qui passe dessus (courbe) doit
parcourir plus de distance que celui qui est au-dessous (ligne droite)
; résultat l'air du dessus est plus rapide que celui du dessous.
Cette différence de vitesse crée une dépression
qui soulève la voiture, c'est la portance (cette force est
proportionnelle à la vitesse). L'objectif de nos chères
sportives est de diminuer la portance pour éviter un allégement
des trains roulants et donc une diminution d'adhérence. Pour
cela plusieurs solutions existent.
LES AILERONS
L'aileron propose une alternative à la portance en y
opposant une force de compensation. Son design est spécialement
étudié pour rajouter du poids sur une partie de la
carrosserie (arrière en général). En effet
sa coupe semi-circulaire dirigée vers le haut récupère
l'air. Plus la vitesse est élevée plus la pression
est forte et le poids conséquent. Seul défaut son
dessin ne favorise pas la pénétration dans l'air et
freine le véhicule qui en est équipé. La forme
des ailerons est spécialement étudiée pour
être efficace à partir d'une certaine vitesse et au-delà.
Les véhicules dont la puissance sera trop faible ne profiteront
pas des qualités mais seulement des défauts. Conseils
: au niveau de l'aileron arrière le réglage portera
sur l'inclinaison. Plus il sera incliné plus il y aura de
poids sur l'arrière et plus la voiture sera stable (mais
aussi freinée).
LES SPOILERS ET JUPES LATERALES
Le rôle des spoilers est double, ils profilent la voiture
pour améliorer son Cx (coefficient de pénétration)
ce qui a pour effet de réduire la traînée. Ils
permettent aussi de diminuer la portance en abaissant la face avant
du véhicule. Ainsi moins d'air s'engouffre en dessous et
donc il y a décroissance de la force de soulèvement.
Enfin les différentes nervures qui se dirigent souvent vers
le haut jouent le rôle (à haute vitesse) d'autant de
petits ailerons pour asseoir le train avant. Cependant, les spoilers
doivent être très bien étudiés pour ne
pas créer de turbulences aérodynamiques sous peine
de générer un déséquilibre à
haute vitesse et/ou une augmentation de la traînée.
Les jupes latérales jouent un rôle similaire mais de
façon moins importante. Elles permettent de diminuer la portance
et la traînée en améliorant le Cx et en abaissant
les cotés du véhicule. De plus, elles canalisent l'air
en provenance des roues avants et en direction des roues arrières.
Conseils : Il faut savoir que plus un véhicule est bas plus
il sera aérodynamique ; mais à part si vous habitez
à Magny-Cours l'utilisation de spoilers et jupes trop proches
du sol ne pourra que dégrader la tenue de route de votre
sportive. En effet la baisse de l'amplitude de variation de hauteur
provoquera des frottements parasites avec le sol (sur routes dégradées)
et pourra à haute vitesse être initiateur d'un accident.
LES LAMES DTM
Au ras du sol, pourfendant l'air, la lame DTM (Deustche Tourenwagen
Masters) tire son nom du trophée Grand Tourisme allemand.
Son rôle est une fois de plus de diminuer la portance. Son
dessin horizontal permet de canaliser sur les cotés l'air
qui arrive de la face avant : le pare-chocs, la calandre, …
Il y a donc moins d'air dessous, donc … moins de portance.
Conseils : Les lames DTM sont souvent utilisées sur des voitures
tunées. Leur réelle utilité est contestable,
car elles permettent de dépasser les limites de certains
bolides. Mais peu de voitures ou de pilotes peuvent se targuer d'utiliser
leur automobile aux limites, tout du moins sur routes ouvertes.
LA NOUVELLE AERODYNAMIQUE…
Découvert sur la Enzo, les nouveaux appendices aérodynamiques
de cette supercar sont pilotés par l'électronique.
En fonction de toutes les informations récupérées
par les capteurs : vitesse, angle de braquage, … L'électronique
va se charger de définir une inclinaison pour les mini-ailerons
placés dans le spoiler avant et à l'arrière.
Ces nouveaux éléments sont réactifs et permettent
à l'auto d'avoir une assise de 70% plus efficace qu'en standard.
Elle peut alors faire l'impasse sur les envahissantes protubérances
"tuninguesques" et offrir une ligne tendue, agressive
et épurée.
L'avenir sera sûrement de combiner les deux valeurs que sont,
efficacité et look. Alors que les supercars ouvrent une nouvelle
voie dans les schémas aérodynamiques (cf. Enzo et
Murcielago), les tuners gavent toujours leurs réalisations
d'artifices esthétiques exubérants. Les lignes s'épurent
d'un coté pour se surcharger de l'autre. Mais outre le goût
pour l'un ou l'autre qui sera question de chacun, demandons-nous
pourquoi greffer sur de simples berlines des appendices démesurés
? Une Lamborghini utilise pleinement son aileron au-delà
des 220 Km/h, à cette vitesse beaucoup de sportives n'en
auront que faire. Au contraire la voiture au bord de ses limites
sera freinée et perdra en vitesse de pointe ce qu'elle n'aura
pas gagné en assise. Aujourd'hui les véritables sportives
sont celles qui utilisent au mieux l'aérodynamique comme
un moyen d'améliorer leurs performances et non comme une
fin stylistique. On ne peut remettre en cause l'aileron d'une Subaru
ou les bas de caisse d'une Civic TypeR, mais dépassé
un certain stade le gain n'est plus là et le danger n'est
pas loin. |
