9. Aérodynamisme - A. l'effet de l'air sur la carrosserie

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Message par Mr WORSEPOWER le Lun 13 Mai - 14:35

La silhouette peut modifier radicalement les performances à grande vitesse, améliorant la vitesse de pointe, la stabilité et l'efficacité. On ne peut évoquer la conception d'une voiture sans se pencher sur l'aérodynamisme.


Pénétration dans l'Air et Portance


À vitesse élevée, l'effet de la résistance de l'air est considérable, à tel point qu'on a parfois l'impression qu'un mur invisible empêche la voiture d'aller plus vite.

Dès 80km/h, il devient impossible d'ignorer l'effet de la résistance à l'air et, au delà, elle augmente en fonction du carré de la vitesse de la voiture. En d'autres termes, lorsque la vitesse de la voiture est doublée, la résistance de l'air est quadruplé ; lorsque la vitesse est triplée, la résistance à l'air est multiplié par neuf. Il lui faut aussi compter avec la résistance des roues au roulement, mais cette dernière est moins critique car c'est l'incapacité de la puissance moteur à triompher du mur d'air qui détermine la vitesse de pointe de la voiture. Sur les voitures de compétition et de sport visant une vitesse élevée et de bonnes performances à cette allure, comme sur les voitures de tourisme recherchant une faible consommation, la réduction de la résistance à l'air constitue une préoccupation importante.

Une voiture basse offre une meilleur pénétration dans l'air qu'une voiture haute et les profils fluides ou "en coin" offrent également une moindre résistance. Une silhouette élancée dépourvue de protubérances permet à l'air de s'écouler plus librement autour d'elle.

En revanche, il est important de garder à l'esprit que la majorité des profils offrant une pénétration dans l'air élevée ressemble, de profil, à une aile d'avion, et que comme pour une aile, l'air s'écoule plus rapidement dessus qu'au dessous, ce qui génère une portance tendant à faire perdre à la voiture le contact avec le sol. Cependant, annuler la portance augmente la résistance à l'air et la cléd'une silhouette réussie réside dans l'équilibre entre la pénétration dans l'air et la portance.

En outre, il faut tenir compte de la perturbation de la stabilité en ligne droite par les vents latéraux, ce qui signifie qu'une carrosserie aérodynamique réclame un équilibre parfait entre pénétration dans l'air, portance et moment de lacet.



Surface Frontale

9. Aérodynamisme - A. l'effet de l'air sur la carrosserie 1_surf10
Ceci désigne la forme de la carrosserie vue de face. Plus la surface est importante, plus la pénétration dans l'air est faible. La réduction de la surface frontale et, partant, de la résistance à l'air, explique pourquoi les sportives sont assez basses. Une surface frontale élevée constitue un handicap pour les SUV et fourgonnettes.



Cx - Coefficient de Trainée

9. Aérodynamisme - A. l'effet de l'air sur la carrosserie 2_cx10
Cette valeur représente la fluidité avec laquelle l'air s'écoule au-dessus d'un objet. Il s'agit d'une valeur fixe indépendante de la vitesse. La résistance à l'air est calculée en multipliant le coefficient de trainée par la surface frontale. Un Cx élevé associé à une surface frontale réduite aboutit à une faible résistance à l'air (comme sur se nombreuses sportives) ; ce n'est pas le cas sur de nombreuses berlines à surface frontale importante.



Cz - Coefficient de portance

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Cette valeur représente la force orientée vers le haut tendant à soulever une voiture circulant à vitesse élevée. La force opposée est appelé "appui" ou "portance négative". Un appui augmente la résistance à l'air et la stabilité qu'il apporte exige un équilibre optimal entre appui avant et arrière.



Moment de Lacet Constant

9. Aérodynamisme - A. l'effet de l'air sur la carrosserie 4_mome10
Lors de la conduite, le vent ne vient pas toujours de face. La force tendant à faire pivoter la voiture sur son axe vertical par vent latéral est appelé "moment de lacet". Plus le moment de lacet constant est faible, mieux la voiture résiste au vent latéral ; en règle générale, une voiture haute à centre de gravité élevé est plus affectée.




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