26/11/2020 L'aérodynamique automobile

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Véritable hymne au culte de l'aérodynamique, la FerrariEnzo utilise des techniques issues de la F1 !

La somme des forces exercées sur une automobile enmouvement peut être décomposée en une composantedirigée en sens inverse de la vitesse, appelée résistance

ou traînée, et une composante perpendiculaire appeléeportance en aérodynamique.

L'aileron propose une alternative à la portance en yopposant une force de compensation. Son design estspécialement étudié pour rajouter du poids sur unepartie de la carrosserie (arrière en général).

Au ras du sol, pourfendant l'air, la lame DTM (DeustcheTourenwagen Masters) tire son nom du trophée GrandTourisme allemand. Son rôle est une fois de plus dediminuer la portance.

LES LOIS DE L'AERODYNAMIQUE AUTOMOBILESpoiler, bas de caisse, ailerons, lames DTM, … de nos jours les élémentsaérodynamiques se sont évadés des circuits pour être le plus souvent gre�és surnos véhicules. Les jackyologues seront unanimes quant à l'utilité sur une 205diesel 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 Enzose passe de beaucoup de ces arti�ces tout en gardant des appuisaérodynamiques dignes d'une formule 1. Le tuning automobile change-t-ilréellement les caractéristiques des véhicules ? Quelle est donc la réelle utilité deces attributs et comment l'air qui nous entoure permet-il d'améliorer l'adhérencede 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 �uide (air), est soumis à des forces (résistance de l'air, poids,

frottements, …), réparties en surface (sCx), dont les valeurs et distributions dépendent du �uide,

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 pro�l proche de

celui d'une aile d'avion. En e�et, 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 di�érence 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

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Bâtie autour d'une monocoque carbone ultra légère, laMercedes CLR est le fruit d'une étude aérodynamiquepoussée à son paroxysme, ce qui lui vaudra des déboiresdramatiques durant les essais aux 24H du mans en 1999. Enpleine ligne droite, la voiture n°4 de Mark Webber s'envole pourretomber le long d'un rail de sécurité.

Aujourd'hui les véritables sportives sont celles quiutilisent au mieux l'aérodynamique comme un moyend'améliorer leurs performances et non comme une �nstylistique.

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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 e�et 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 e�cace à partir d'une certaine vitesse et au-delà. Les véhicules

dont la puissance sera trop faible ne pro�teront 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 pro�lent la voiture pour améliorer son Cx (coe�cient de

pénétration) ce qui a pour e�et de réduire la traînée. Ils permettent aussi de diminuer la

portance en abaissant la face avant du véhicule. Ainsi moins d'air s'engou�re en dessous et

donc il y a décroissance de la force de soulèvement. En�n les di�érentes 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 e�et 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 dé�nir 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 e�cace qu'en standard. Elle peut alors faire

l'impasse sur les envahissantes protubérances "tuninguesques" et o�rir une ligne tendue,

agressive et épurée.

L'avenir sera sûrement de combiner les deux valeurs que sont, e�cacité etlook. Alors que les supercars ouvrent une nouvelle voie dans les schémasaérodynamiques (cf. Enzo et Murcielago), les tuners gavent toujours leursréalisations d'arti�ces esthétiques exubérants. Les lignes s'épurent d'un cotépour se surcharger de l'autre. Mais outre le goût pour l'un ou l'autre qui seraquestion de chacun, demandons-nous pourquoi gre�er sur de simples berlinesdes appendices démesurés ? Une Lamborghini utilise pleinement son aileronau-delà des 220 Km/h, à cette vitesse beaucoup de sportives n'en auront quefaire. Au contraire la voiture au bord de ses limites sera freinée et perdra envitesse de pointe ce qu'elle n'aura pas gagné en assise. Aujourd'hui lesvéritables sportives sont celles qui utilisent au mieux l'aérodynamique commeun moyen d'améliorer leurs performances et non comme une �n stylistique. Onne peut remettre en cause l'aileron d'une Subaru ou les bas de caisse d'uneCivic TypeR, mais dépassé un certain stade le gain n'est plus là et le danger n'est

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yp , p g p gpas loin.

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