Nous avons vu, dans un article concernant l’aérodynamique du CD et posté dans la rubrique « VOITURES » - « CD » que l’étude théorique était une bonne base de départ et dégrossissait la direction validée, mais n’était pas suffisante à une époque où l’ordinateur et la simulation n’étaient encore qu’une vue de l’esprit.

Pour la mesure sur route, si elle est proche de la réalité, les coefficients aérodynamiques se heurtent à des difficultés considérables, dont Lucien ROMANI nous liste les principales.

" Tout d'abord aux forces aérodynamiques sont superposées des forces mécaniques fluctuantes ou mal connues : résistance au roulement des pneumatiques, frottements dans la transmission et dans les suspensions, forces d'inertie provenant des inégalités de la route, forces de gravité dues aux pentes, etc...

D'autre part, le vent perturbe l'écoulement.

Or, sa vitesse non seulement n'est pas constante dans le temps, mais encore elle n'est pas uniforme sur la hauteur de la voiture et ce "radient" varie d'un endroit à l'autre et d'un moment à l'autre.

Les mesures des forces de dérapage sont à peu près impraticables et nul ne paraît les avoir tentées.

Celles des forces de portance peuvent être obtenues, en principe, par un enregistrement des débattements de la suspension préalablement étalonnée.

Mais le problème usuel est celui de la mesure de la traînée pour laquelle il existe quatre méthodes que nous allons examiner succinctement.

- Décélération en roue libre :

On lance la voiture en ligne droite et en palier, par vent nul si possible, puis on met au point mort et l'on enregistre la décélération ou plutôt la vitesse en fonction du temps.

L'analyse de la courbe obtenue, combinée à la masse de la voiture, très bien connue, fournit la force retardatrice en fonction de la vitesse.

Cette force comprend :

1- la résistance de l'air
2- la résistance au roulement
3- les frottements mécaniques depuis la boîte de vitesses jusqu'aux roues motrices,
4- les frottements dans la suspension.

Il faut connaître par ailleurs les trois derniers termes en fonction de la vitesse pour isoler le premier.

- VITESSE LIMITE SUR PENTE :

On lance la voiture en ligne droite sur une descente de pente régulière et connue, et l'on mesure la vitesse pour laquelle le mouvement s'entretient tout juste.

La force retardatrice est alors égale et opposée à la force de gravité, elle-même égale au poids multiplié par le coefficient de pente.

L'avantage sur la précédente méthode est d'opérer en régime permanent.

Mais ces deux méthodes sont d'une mise en œuvre difficile, surtout la seconde; leur précision est faible, le moindre vent cause des erreurs importantes.

De plus, la résistance interne de la transmission qui varie beaucoup avec la vitesse et avec la température de l'huile est très difficilement évaluable.

COUPLEMETRE SUR LES DEMI-ARBRES DES ROUES MOTRICES :

En plaçant les jauges extenso métriques sur les demi-arbres, on peut mesurer le couple moteur en régime continu, sans que les pertes dans la transmission interviennent.

Cette méthode offre donc un important avantage mais sa mise en œuvre est techniquement difficile, les demi-arbres n'étant pas conçus pour servir de couple-mètres.

D'autre part, on ne peut pas se passer du moteur pendant l'essai, ce qui exclut certaines mesures différentielles telles que celle de la résistance provenant de son système de refroidissement.

Pour tourner toutes ces difficultés, nous avons imaginé l'artifice suivant breveté et mis en œuvre par l'U.T.A.C. : l''Hampe dynamométrique". Le principe est le suivant :

On pousse la voiture avec un autre véhicule par l'intermédiaire d'un mât dit "hampe".

La hampe, longue de six mètres environ, est fixée au pare-chocs arrière de la voiture par l'intermédiaire d'un dynamomètre.

La voiture en essai est en roue libre, pont déconnecté, ce qui élimine les pertes de la transmission et permet d'arrêter ou non le moteur pour isoler la traînée due à son système de refroidissement.

En opérant en circuit fermé, on élimine aisément l'effet du vent.

A Montlhéry par exemple, on prend la moyenne des deux lignes droites opposées de la piste de vitesse, il ne reste plus alors qu'une infime correction constante, qu'on peut calculer grossièrement.

Malgré son évidente instabilité, l'attelage formé par les deux véhicules se conduit aisément.

Le conducteur amont dirige, l'autre suit, tout en réglant la vitesse avec un accélérateur à main.

Des vitesses stabilisées de l'ordre de 130 km/h ont été atteintes et pourraient être dépassées.

Peu affectée par le vent jusque vers 8 m/s, cette méthode est actuellement la plus précise. Elle conduit aux résultats principaux suivants :

1- Les pneumatiques introduisent, même lorsqu'ils ne vibrent pas, en plus d'un terme constant évidemment inévitable, un terme proportionnel au carré de la vitesse qui joue le rôle d'un pseudo Cx.

Sa connaissance par un autre moyen est nécessaire car ce pseudo Cx n'est pas négligeable devant le Cx véritable, surtout si la voiture est "fine", c'est à dire si son Cx est petit.

2- Il existe une résistance additionnelle dont les valeurs, construites en fonction de la vitesse, simulent une courbe de résonance. Le "pic", d'amplitude non négligeable, est situé généralement vers 40 km/h pour une voiture de tourisme.

On a pu s'assurer qu'il s'agit d'un couple pneumatique-suspension.

3- Les mesures de soufflerie sont confirmées lorsqu'elles ont été faites avec un montage et une maquette corrects, à un nombre de Reynolds qui n'était pas trop petit.

4- La résistance due au système de refroidissement du moteur peut varier dans des proportions considérables allant de zéro à un tiers de la résistance aérodynamique totale.

Dans certains cas particuliers l’aspiration due au ventilateur peut réduire la traînée totale en améliorant l'écoulement externe pour les voitures à moteur arrière. Bien entendu cette réduction, qui entraîne une économie de puissance, a sa source dans l'énergie prélevée sur l'arbre moteur par le ventilateur."

Enfin, il y aura le passage de la théorie au véritable CD : ceci sera traité dans un autre article.

Charly RAMPAL

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