Mesures à l'Avant
A l'avant, on comprend bien que des millions de molécules d'air s'agglutinent
Ces molécules se compressent sur la grille du radiateur : une stagnation et haute pression se produit et il faut les limiter au maximum sans gréver le refroidissement du moteur.
En 1er lieu, les ingénieurs pensent à l'inclinaison des surfaces frontales : le pare-brise en particulier.
On arrive cependant à une limite vers 60 ° d'inclinaison : aux grands angles, la visibilité devient réduite et se pose des problèmes de températures dans l'habitacle (et les vitres deviennent plus longues posant des problèmes de structure, d'insonorisation etc.).
Les ingénieurs peuvent par contre optimiser la combinaison "angle du pare-brise + angle du capot ".
Les entrées d'air pour le refroidissement du moteur peuvent générer des perturbations et on les place là où la pression est importante afin de minimiser leur taille autant que faire se peut.
Mesures à l'Arrière
La forme de l'arrière du véhicule a énormément d'importance.
Angle et Cx : nécessaire d'avoir le bon angle
Le resserrement du design à l'arrière permet un meilleur Cx.
Vous pouvez ainsi constater sur la courbe ci-contre l'amélioration significative possible du Cx en fonction de l'angle que fait l'arrière de la voiture par rapport à une ligne droite (aspect convergent). Il ne faut pas se concentrer que sur l'angle mais sur l'arrondi également.
Écoulement arrière et zones de recirculations
Vous pouvez observer qu'il est nécessaire que l'arrondi doit être progressif afin d'obtenir des résultats (ici pour 22° environ : l'angle idéal pour le rattachement maximal des flux. Les ingénieurs essaient donc de suivre ces considérations sans trop nuire à l'habitabilité : grand pare-brise avant et arrière resserré) : cet effet a ses limites comme vous pouvez le constater sur la courbe et ce n'est pas la peine d'accroître exagérément la longueur du véhicule.
Vous constaterez que la plupart des voitures modernes ont bien un toit qui descend en pente et souvent les faces latérales notamment. Pour la lunette arrière, les aérodynamiciens ont calculés qu'il existait un angle critique très néfaste de la vitre arrière de 30 degrés (générateur de gros vortex contrarotatifs) et vous ne le verrez plus jamais sur les véhicules modernes : les constructeurs évitent l'intervalle 25 º – 45 º de la vitre arrière à présent. L'angle optimal est un angle assez faible de 15 °C.
Enfin, on doit autant que possible approcher un optimum pour la hauteur du coffre arrière par rapport au sol : un peu de Cx peut être gagné de cette manière.
45 % de la traînée totale sont générés par la carrosserie.
Mesures pour les flancs
Idéalement, comme pour le toit, les flancs doivent être bombés.
Les experts travaillent aussi largement sur une grande source génératrice de vortex dissipatifs, donc très énergivore : les montants de baie.
Tourbillons entremêlés de montants de baies
des tourbillons se forment et vont fortement perturber le sillage arrière : il faut arrondir le haut du montant en haut de la porte.
Il s'agit du haut de vos portières avant, à la jonction avec le pare-brise. Si vos joints de porte sont vieux ou défectueux, vous entendrez sur l'autoroute des sifflements important dû à l'air en mouvement rapide dans cette zone.
Ici, l'arrondi des surfaces doit être le plus important envisageable sans nuire à l'habitabilité (vous ne verrez plus jamais de montants aux arrètes vives comme dans les années 70) afin de minimiser ces tourbillons créateurs de traînée car ils se mélangent ensuite avec les tourbillons générés par l'arrière du véhicule.
Par ailleurs, des tourbillons sont évidemment générés à l'endroit des gardes-boues et il est préférable autant que possible de limiter l'espacement entre la roue et le garde-boue. Le mieux est si possible de les recouvrir (plus facile pour les roues arrières).
A défaut, les enjoliveurs permettent de limiter l'impact en ne gardant que les orifices nécessaires au refroidissement des freins. Si l'on prend le cas d'une voiture comme l'Audi A3 : son Cx est de 0,316 et si l'on recouvre toutes ses roues, on tombe à 0,294.
Environ 30 % de la traînée totale sont dues aux roues et leurs emplacements .
Mesures pour le soubassement
Les ingénieurs ont tant et si bien amélioré la partie supérieure de l'auto, qu'ils doivent à présent porter leurs efforts sur la partie inférieure et en particulier le dessous du chassis, c.a.d le soubassement.
En effet, si vous regardez sous votre voiture, vous verrez le plus souvent un assemblage de métal qui est tout sauf aérodynamique. La tendance est donc de rajouter des panneaux ou des guides lisses qui vont recouvrir la plus grande partie des obstacles à l'écoulement. Ces apports et corrections ont aussi un impact sur le Cz (et la portance).
A défaut, les ingénieurs ont déjà limité autant que possible l'arrivée d'air vers le soubassement par une inclinaison de l'assiette de la voiture et l'ajout de boucliers et autres déflecteurs à l'avant de la voiture (on ne peut pas trop en faire ou on arriverait à la situation des voitures tunées qui ne passent plus les dos d'âne…). Remarque : la portion d'air s'engouffrant sous la voiture dépend de la charge.
25 à 15 % de la résistance à l'air sont générées dans cette zone (jusqu'à récemment, assez négligée, comme vous l'avez compris).
Mesures pour le reste
Tous les petits détails contribuent à gagner des points de Cx.
il suffit parfois de très légères modifications. Regardez par exemple les custodes arrières de la Matra-Renault Avantime (entouré en vert sur la photo ci-dessous) ou la légère casquette (la petite remontée) du toit de la Renault Modus : pas un effet de style mais de l'aéro !
Casquette de Modus
Voici résumé quelques contributions en % à la traînée générale :
| Elément | % |
|---|
| Rétroviseurs | 3-5% | |
| Antenne | 0,5 % |
| Barres de toit | 30 % |
Concernant les rétroviseurs, la contribution est à comparer avec la part de surface projetée : seulement 0,5 % du total ! Cela est dû au fait que le rétros engendrent un sillage non négligeable qui interfère avec le flux d'air qui passe sur les flancs.
Enfin, si votre voiture a pour Cx=0,34, le fait de rajouter un vélo sur le toit fait passer votre coefficient aéro à 0,55 !
Au fait, évoquons le cas des cabriolets : le filet anti remous permet en moyenne de baisser la vitesse entrante : de 15 m/secs à 2 m/secs lorsque la voiture roule à 90 ; grâce à ce dispositif, la bulle de recirculation reste au-dessus du siège principal.
