En 1953, à son tour, Panhard entre dans la grande parade des nouvelles voitures.

La Dyna X fait place à une autre Dyna : la Z1.

Extérieurement, il n’y a aucune commune mesure entre les deux modèles.

La première Dyna, si elle possédait d’étonnantes qualités d’endurance mécanique, de tenue de route et d’économie d’emploi, était, par contre, relativement exiguë et l’on trouvait son dessin démodé : elle souffrait d’avoir été conçue dans la période tourmentée de l’après-guerre.

La Nouvelle Dyna est beaucoup plus spacieuse.

C’est ce que l’on appelait à cette époque une « six places ».

Sur chaque banquette, de 1 m 35 de large, trois personnes s’y trouvent à l’aise, si on se rappelle que les gens des années cinquante, n’avait pas le gabarit des jeunes d’aujourd’hui élevé au Nutella !

La forme est longue, basse, arrondie.

Les décorations et les enjolivures sont sobres.

L’ensemble est élégant.

Si l’on soulève le capot, on reconnaît le fameux moteur flat-twin de 850 cm3, à refroidissement par air avec sa boite de vitesses, la transmission aux roues avant et les deux ressorts transversaux de suspension.

C’est également le même train arrière, adapté à la nouvelle technique.

Cette Dyna, avec 500 kg de charge utile, passagers, bagages, combustible, atteint la vitesse de 130 km/h « chrono »; dans les mêmes conditions, elle consomme 7 litres d’essence aux 100 km à 80 km de vitesse moyenne.

Ses accélérations sont toujours « fulgurantes » ; or, maintenant, beaucoup plus que la vitesse de pointe, c’est la vitesse de démarrage qui constitue la véritable performance pratique.

Le freinage est également excellent : 70 m pour s’arrêter lorsque l’on est à 120 km/h; 50 m à 100 km/h ; 30 m à 80 km/h.

La tenue de route, qui était déjà la qualité maîtresse de la Dyna, a encore été accrue grâce à une construction extrêmement rigide dont nous verrons, par la suite, les raisons.

Même en roulant sur le mauvais bas côté de la route, la voiture semble guidée par des rails, sans embardées à la suite de chocs, et sans réactions au volant.

Voilà toute une série de faits, faciles à vérifier, et desquels aucun conducteur ne saurait se désintéresser : confort intérieur, bel aspect extérieur, vitesse moyenne élevée, grande sécurité de marche, bas prix de revient tant en essence qu’en huile et en pneus.

En fait, tout le problème général de l’automobile a reçu une nouvelle solution, meilleure que les précédentes.

Raisonnant sur des techniques périmées, certains pourront penser que les performances énoncées plus haut sont outrancières et même erronées.

En plus d’une aérodynamique affinée et raisonnée des formes, un seul chiffre suffit à expliquer ce qui peut sembler mystérieux : la Nouvelle Dyna est une grande voiture qui ne pèse que 650 kg à vide avec tous ses équipements et ses multiples accessoires.

Elle est construite entièrement en alliage d’aluminium.

Il faut dire que, comme toute création inhabituelle, cette légèreté a soulevé des problèmes, tant pour l’obtenir que pour l’utiliser.

Mais lorsque l’ingénieur a surmonté ces difficultés — ce qui est son métier — il reste tous les profits pour l’utilisateur.

Il faut bien admettre que la voie de la facilité technique, qui consiste à améliorer les performances par la puissance, et le confort par le poids, conduit à un véritable gaspillage de métal et de combustible.

Combien voit-on aujourd’hui sur les routes de ces SUV ou voitures électriques de 2000 kg à vide qui ne transportent que deux personnes, et que dire de ces gros Pick-up 4 x 4 américains avec leur moteur de 400 ch ?

Panhard a voulu montrer que l’évolution de l’automobile, telle que l’avait compris leurs ingénieurs, était inscrite par avance dans des faits techniques bien connus et que le dessin de leur voiture a été prédéterminé par le programme d’utilisation qu’ils s’étaient tracés.

Beaucoup plus que de grandes facultés inventives, la clairvoyance et le bon sens furent leurs qualités maîtresses.

A vrai dire, ne pas perdre le bon bout de la raison dans l’écheveau embrouillé des faits est assez rare pour mériter d’être signalé.

42 ch POUR 650 kg VALENT MIEUX QUE 60 ch POUR 1200 kg !

Pour montrer comment est utilisée la puissance d’une voiture, un diagramme a été établi :

celui de gauche a trait à une six places anonyme, de construction et de forme classiques de cette époque, qui pèserait 1 200 kg à vide et 1 420 kg en charge normale avec deux passagers, leurs bagages, l’essence, l’huile et l’eau.

A noter que cette charge utile de 220 kg ne représente que 18 % du poids à vide du véhicule.

La vitesse maximum est de 130 km/h réels avec 60 ch.

A cette allure, la résistance de l’air absorbe environ les deux tiers de la puissance totale.

C’est évidemment sur ce dernier poste que les améliorations seront les plus profitables.

Une autre voiture — en fait la Dyna Z1 — présentant au moins le même volume utile avec la même largeur de banquette, mais affinée, surbaissée et ne pesant que 650 kg à vide, c’est-à-dire à peu près la moitié du poids de la voiture précédente, donne le diagramme de droite.

Dans des conditions d’emploi identiques, avec deux passagers et la même quantité de bagages, mais moins d’essence pour parcourir la même distance, moins d’huile et pas d’eau, la charge utile est de 190 kg, soit 29 % du poids à vide ; le poids en charge courante atteint 840 kg.

On voit que si l’on emploie les 60 ch de la voiture de 1 200 kg sur celle de 650 kg, on atteindra une vitesse de 155 km/h, inutilisable parce que dangereuse pour la majeure partie des conducteurs dans l’état actuel des routes et de la circulation de ces années cinquante.

Si l’on se limite à l’allure déjà fort élevée de 130 km/h réels — ce qui donnera d’ailleurs du 140 au compteur suivant les habitudes de majoration — 42 ch suffisent.

La ventilation de la puissance absorbée montre que le gain sur le roule-ment est moins important que celui réalisé sur la résistance de l’air.

En effet, ce dernier poste est le produit de deux facteurs : le coefficient unitaire de résistance, que l’on appelle Cx, et la surface du maitre-couple.

On peut admettre une amélioration de l’un (meilleur profil, surface frontale galbée, partie inférieure lisse) et de l’autre (réduction de la hauteur par élimination de l’épaisseur morte du châssis).

Ce gain de puissance de 30 % de la Nouvelle Dyna par rapport à la voiture de 1200 kg n’explique pas complètement la diminution de près de la moitié de la consommation.

Il faut y ajouter l’importance capitale des accélérations de la voiture légère qui lui permettent d’atteindre rapidement sa vitesse économique de route.

La légèreté joue également un rôle essentiel sur un trajet accidenté en contribuant à maintenir une moyenne élevée, sans prendre de risques, malgré les côtes et les virages.

La charge au ch, qui définit la nervosité d’une voiture, est, avec deux passagers, de 23,7 kg pour la voiture classique et 20 kg pour la Dyna Z1 en pleine charge, avec six personnes à bord, elle atteint 28,8 kg pour la voiture classique, 27,4 kg pour la Dyna.

Celle-ci est donc d’une qualité supérieure dans tous les cas d’utilisation.

En conclusion, on peut dire que si l’aérodynamisme seul suffit presque à obtenir les performances de pointe, les conditions d’utilisation pratique de cette vitesse théorique imposent l’allégement des voitures, de toutes les voitures.

II ne faut pas opposer aérodynamisme et allégement; les deux solutions se complètent car, sans allégement, l’aérodynamisme donne une voiture qui parait molle, c’est-à-dire : Lente à atteindre sa vitesse maximum, d’autant plus que celle-ci peut être élevée du fait de l’affinement des formes, subissant fortement l’effet des côtes, d’une conduite peu agréable parce que sans grandes possibilités d’accélération.

LE MAXIMUM DE PLACE DANS LE MINIMUM DE VOLUME

Ces idées générales de base acquises, passons à leur application. Comment dessiner la Dyna pour qu’elle ait un centre de gravité aussi bas que possible (condition de stabilité et d’adhérence) et le maitre-couple minimum, compte tenu de la visibilité et du confort intérieur des occupants ?

A 0,20 m au-dessus du sol, on trace une ligne horizontale : aucun point de la voiture ne dépassera cette cote de garde qui définit le plancher sur lequel on installe deux banquettes en respectant une hauteur de siège de 0,35 m permettant de s’asseoir confortablement, même si l’on est grand; les deux banquettes sont écartées de telle façon que les occupants de l’arrière puissent allonger leurs jambes.

La partie avant du plancher est relevée pour l’appui des pieds.

Une plateforme rigoureusement plane étant ainsi délimitée, on place au plus près, devant et derrière, les roues en tenant compte de leur braquage et de leur battement.

On obtient ainsi un empattement de 2,57 m.

La voie, définie par trois voyageurs assis côte à côte est de 1,30 m.

Puis on enveloppe au plus juste ces quatre roues dans un volume à flancs droits, dont les bords latéraux et les pointes sont largement arrondis, sans aucun angle rentrant.

C’est la caisse de la voiture.

Revenons aux sièges.

En y installant des personnages de bonne taille, en aérant convenablement leurs têtes et leurs épaules (le toit à 0,90 m au-dessus des sièges), en traçant les champs de visibilité nécessaires, on définit la forme de l’habitacle.

Cette deuxième enveloppe est alors posée sur la première.

Les volumes, ainsi déterminés par les seules exigences fonctionnelles, sont raccordés harmonieusement et, toutes cotes additionnées, on obtient une hauteur maximum de 1,45 m pour la voiture.

Comme on peut le voir, aucune tricherie n’est possible et si l’on fait moins haut, c’est que l’on a sacrifié soit la garde au sol, soit le confort.

C’est ainsi que M. Bionier a dessiné la Nouvelle Dyna.

L’EXPÉRIENCE AÉRODYNAMIQUE DE LA DYNAVIA

Il importe de remarquer que, jusqu’à présent, il n’a été aucunement question ni de structure, ni d’aérodynanisme.

A vrai dire, Panhard possédait une idée générale de l’architecture de sa voiture. D’autre part, la question aérodynamique avait déjà été attentivement examinée à propos de la Dynavia, une voiture d’études qui fut présentée au Salon de Paris de 1948.

Cette quatre places allégée atteignit 130 km/h avec 28 ch ! Des recherches aérodynamiques approfondies avaient été effectuées en 1947 à l’Institut Aérotechnique de Saint-Cyr sur la Dynavia.

Une maquette à l’échelle du cinquième fut soufflée dans le tunnel de 2,2 m sur 1,8 m de dimensions de veine ; elle était appliquée contre une des parois verticales de la chambre d’essais sur laquelle les roues appuyaient légèrement.

Des fils de suspension la reliaient à une balance à six composantes qui enregistra la trainée, la dérive, la portance, le moment de giration, le moment de tangage, le moment de roulis, sous des incidences progressives de 0°, 5 10°, 15°, 20° et 30°, correspondant à des valeurs de plus en plus élevées du vent latéral.

Le sol était figuré par une grille à dépression, percée de trous de diamètres variables et disposée sur la paroi, un peu en avant de la maquette.

Les mesures furent effectuées à une vitesse de veine de 60 m/s donnant un nombre de Reynolds (produits de la vitesse par la longueur du modèle et divisé par le coefficient de viscosité) de 3,6 / 106, alors que la voiture réelle, roulant à 100 km/h (28 mis) aurait eu un nombre de Reynolds de 9,2 x 10 puissance 6.

De ce fait, la transposition des résultats des essais au modèle grandeur est encore valable. Le tableau ci-contre donne les résultats de ces essais.

 Précisons que la dérive est négative quand la voiture tend à se déplacer vers la gauche ; la portance est positive quand elle se soulève ; le moment de giration est positif quand elle pivote vers la droite autour d’un axe vertical ; le moment de tangage est positif quand elle pique du nez et relève de l’arrière ; le moment de roulis est positif quand les roues droites se soulèvent. Le Cx mini de 0,171, tout à fait remarquable, fut encore amélioré par la suite grâce à une réduction des volumes de l’avant, tant sur le corps que sur l’habitacle ; mais la voiture devint, de ce fait, moins utilisable.

Ces résultats s’égalent aux meilleurs.

Des essais de visualisation de l’écoulement par des fils de laine collés sur la maquette furent effectués à la vitesse réduite de 30 m/s.

Ils permirent de constater qu’à l’incidence nulle l’écoulement était correct et le sillage arrière très réduit.

Une zone de décollements et de tourbillons existe devant le pare-brise, mais n’est pas très importante.

Quand l’incidence augmente, la zone de sillage grandit, se déforme et gagne peu à peu la ceinture de la carrosserie du côté opposé au vent.

Toutefois, la tenue de la voiture attaquée par un vent latéral de 30° est encore très correcte au point de vue de l’écoulement.

Lorsque Panhard décida en 1951 d’étudier une autre Dyna, des maquettes furent à nouveau expérimentées à l’Institut Aérotechnique de Saint-Cyr, puis au Laboratoire Eiffel, rue Boileau, à Paris.

On obtint à Saint-Cyr un Cx mini de 0,260, excellent pour une voiture d’utilisation courante.

L’écoulement sous des incidences de 10° et de 20° est encore très correct.

D’autre part, les moments de giration sont tels que, sous une sollicitation latérale, la voiture reprend sa ligne normale alors qu’avec les formes classiques, la carène, instable, tend à se mettre en travers.

Au Laboratoire Eiffel, où la représentation du sol est différente, un Cx mini de 0,241 fut mesuré ; il descendit même à 0,236 par modification à la cire des formes avant et arrière.

Ces modifications furent faites sur la voiture définitive.

L’EXPLORATION AUX GIROUETTES  (Pour les détails et photos, voir mon article « Le temps de girouettes »)

Le laboratoire, c’est bien, mais la réalité de la route, c’est mieux encore, car il ne faut pas demander à la soufflerie plus qu’elle ne peut donner, tant en raison de la représentation incorrecte du sol que du manque de détails de la maquette sur laquelle n’apparaît pas, en particulier, la traînée de refroidissement.

Pour vérifier en grandeur les résultats de cette expérimentation au tunnel aérodynamique et déterminer avec précision l’importance et la nature des éléments nuisibles, on avait eu recours, pour la mise au point de la Dynavia de 1948, à une méthode originale d’enregistrement cinématographique de l’écoulement.

On s’en resservit pour la Nouvelle Dyna.

Une petite girouette légère, précise et très stable a été créée à cette intention ; elle se compose d’une tige équilibrée portant un cône, articulée sur une rotule solidaire d’une ventouse de fixation en caoutchouc.

Le montage de la rotule de 2 mm de diamètre est particulièrement astucieux.

On perce un trou de 19,5/10 mm ; puis, avec un petit outil en langue d’aspic dont le tranchant est désaxé, ce qui permet de l’introduire dans l’alésage, on pratique un chambrage central à 21/10 mm.

La rotule, mise en place par élasticité, ne peut plus sortir. Un certain nombre de ces girouettes, fixées sur la carrosserie dans le champ d’une caméra Pathé Webo de 16 mm sont cinématographiées à différentes allures, de 80 à 130 km/h, avec ou sans vent latéral.

Cet enregistrement est effectué horizontalement, puis verticalement.

La projection des films se fait sur un écran qui porte un quadrillage constitué par un réseau de fils, correspondant aux coupes de référence du plan des formes.

Il est dès lors facile de repérer avec exactitude la position et l’incidence des girouettes et de tracer les lignes de l’écoulement de Pair.

Lorsque le cône de la girouette se rapproche de la carène, il convient de dégonfler la forme ; s’il s’en écarte, on augmente au contraire le volume.

D’une façon générale, les indications du laboratoire ont été confirmées par les essais sur route. Il est apparu, en particulier, que les formes d’une carrosserie ne conviennent que pour une allure déterminée.

En effet, l’inertie des molécules d’air limite leurs parcours dans l’unité de temps ; pour qu’elles continuent à s’appliquer contre la carène en mouvement, le rayon de courbure ne doit pas descendre en dessous d’une certaine valeur à partir de laquelle il y a décollement et formation de tourbillons.

On retrouve un résultat pressenti par empirisme : l’allongement de la carène doit croître avec la vitesse.

Le dessin d’une carrosserie et la mise au point de ses formes impliquent donc le choix de l’allure pour laquelle on désire obtenir le minimum de traînée, donc la plus grande économie de marche.

Pour une voiture qui atteint la vitesse de 130 km/h comme la Dyna Z1, ce sera 120 km/h (33 m/s), la vitesse « plein tube » des avions de bombardement de la première guerre mondiale…

UNE AUTOMOBILE N’EST PAS UN AVION

Il faut maintenant préciser une différence importante entre le comportement d’un avion et celui d’une voiture, qui fait que le dessin du premier ne peut pas être transposé brutalement à la seconde.

Un avion vole dans l’air calme , sa trajectoire est rectiligne.

Si toute la masse d’air se déplace d’un bloc (ce qu’on appelle le vent), elle emmène avec elle l’avion sans qu’apparaisse sur celui-ci aucune action aérodynamique latérale.

Pour un observateur au sol, l’avion semble marcher en crabe, mais il s’agit de la superposition de deux mouvements indépendants et, par rapport au milieu aérien qui le supporte, l’avion ne cesse jamais de voler droit, avec des forces aérodynamiques parfaitement équilibrées sur les deux flancs.

Pour atteindre son but, le pilote tient compte de la dérive due au vent et oriente sa marche suivant un cap convenable.

L’automobile, par contre, peut recevoir un vent latéral naturel ou être soufflée par une autre voiture, ce qui, combiné avec sa propre vitesse de déplacement sur la route, donne un courant d’air résultant notablement incliné sur la trajectoire et capable d’engendrer des forces dissymétriques très gênantes, car elles ne sont équilibrées que par l’adhérence des pneus.

Tant qu’une voiture n’était qu’un mauvais profil, la composante de la force aérodynamique normale à la trajectoire qui apparaît par vent latéral était réduite et proche du centre de gravité ; le moment qu’elle produisait était facilement absorbé par l’adhérence des roues.

En affinant les formes, on transforme la voiture en un bon profil qui engendre une force aérodynamique accrue ; en même temps, sa trace sur le plan médian s’éloigne vers l’avant : force plus importante, bras de levier plus grand, le moment devient considérable.

De plus, l’effort de traction dans le sens de la trajectoire est plus faible du fait de l’aérodynamisme et de l’allégement.

Sa composition avec l’effet du vent transversal donne une résultante encore plus oblique. Comme la force aérodynamique perturbatrice est située devant le centre de gravité (entre l’essieu avant et le centre de gravité pour les mauvaises carènes, bien en avant de l’essieu avant pour les bons profils), elle tend à faire tourner transversalement la voiture.

L’instabilité est caractérisée. Pour que la voiture soit indifférente au vent de travers, le centre de gravité et le centre de pression devraient être confondus.

Comme cela apparaît très difficile, on peut soit avancer le centre de gravité (solution qui milite en faveur de la traction avant), soit reculer le centre de pression en diminuant les actions latérales de l’air sur l’avant de la voiture, soit enfin réduire la force aérodynamique elle-même en n’offrant à l’attaque oblique de l’air que des formes continues peu résistantes, tant à l’avant qu’à l’arrière.

C’est l’application de cette technique qui donne à la Dyna Z1 son aspect arrondi si particulier.

Le problème se complique encore du fait de la légèreté de la voiture.

Contrairement à un avion qui demande à être sustenté, l’automobile devrait plutôt être plaquée au sol, car toute diminution du poids adhérent réduit la transmission de la puissance, la tenue de route et la possibilité de freinage.

Comme on le voit, le dessin d’une bonne carrosserie est une question difficile qui ne peut être menée à bonne fin que par un contrôle méthodique des actions de l’air. Ce travail n’a rien à voir avec la mode, le goût du jour et le coup de crayon du styliste.

Charly  RAMPAL (Fin de la partie 1) D’après la Revue de l’aluminium d’octobre 1983)