Tout savoir sur la traînée aérodynamique d'une voiture
Plan de l'article :
La traînée aérodynamique est une force qui s'oppose au mouvement d'un véhicule à travers l'air. Lorsqu'une voiture se déplace, elle doit déplacer les molécules d'air présentes sur son chemin, créant ainsi une résistance qui ralentit le véhicule. Cette résistance est chiffrée et mesurée sous le nom de traînée aérodynamique. Plus la traînée est élevée, plus le véhicule nécessite de l'énergie pour maintenir sa vitesse, ce qui augmente la consommation.
A lire : l'aérodynamisme d'une voiture
Le coefficient de traînée
Le coefficient de traînée, noté , est une mesure sans dimension qui caractérise la capacité d'un objet à traverser l'air. Il dépend de la forme et de la surface du véhicule. Un Cx faible indique une meilleure pénétration dans l'air et donc une moindre résistance aérodynamique.
La trainée globale
La surface frontale (S) d'une voiture est la projection de sa silhouette avant sur un plan perpendiculaire à la direction du mouvement. Le produit S×Cx (noté sCx) est utilisé pour exprimer la traînée aérodynamique totale. Il combine la forme (coefficient de traînée) et la taille (surface frontale) pour fournir une mesure plus complète de la résistance aérodynamique.
Dépendance de la traînée à la forme globale du véhicule
Contrairement à ce que l'on pourrait penser, la traînée aérodynamique ne dépend pas uniquement de la partie frontale du véhicule, mais de l'ensemble de sa forme. La conception de l'arrière du véhicule, la transition des formes, et les surfaces exposées jouent également un rôle crucial. Voilà pourquoi les SUV coupé consomment moins que les SUV traditionnels plus carrés.
L'idéal aérodynamique est souvent représenté par la forme d'une goutte d'eau, car elle permet une transition douce de l'air autour du véhicule, minimisant ainsi les turbulences et la traînée. Les véhicules modernes s'efforcent de se rapprocher de cette forme idéale pour réduire la traînée, d'o`leur ressemblance croissante
La partie avant doit être conçue pour diviser l'air de manière douce et fluide. Une forme lisse et arrondie permet de guider l'air le long des surfaces. Un arrière effilé réduit les turbulences et les zones de basse pression qui contribuent à la traînée.
Autres facteurs influant sur la traînée
- Vitesse : La traînée aérodynamique augmente avec le carré de la vitesse. Cela signifie que la résistance à l'air est beaucoup plus importante à haute vitesse.
- Hauteur d'assiette : La distance entre le châssis et le sol influence la traînée. Un véhicule plus bas réduit le flux d'air turbulent sous le véhicule, voilà pourquoi certaines autos s'abaissent à plus haute vitesse (ex : Range Rover), ce qui nécessite toutefois une suspension pneumatique
- Accessoires externes : Les rétroviseurs, antennes et autres accessoires peuvent augmenter la traînée. Les concepteurs cherchent à les intégrer de manière fluide pour minimiser leur impact. Les antennes droites ont fait place à des antennes requin et les dernières versions consistent à les intégrer dans les vitrages arrière (de la même manière que le dégivrage par résistance électrique : fils métalliques coulées dans le verre).
- Aérofreins : Sur certains véhicules sportifs, des dispositifs sont utilisés pour augmenter volontairement la traînée pour améliorer la stabilité et le freinage à haute vitesse.
- Effets de Sol : permet d'avoir de l'appui sans pénaliser la trainée aérodynamique
A lire : l'effet de sol expliqué
Importance de la réduction de la traînée
La réduction de la traînée aérodynamique a des bénéfices significatifs :
- Efficacité Énergétique : Moins de traînée signifie moins de carburant consommé, ce qui est crucial pour les véhicules thermiques et électriques. Pour les véhicules électriques, une meilleure aérodynamique se traduit directement par une plus grande autonomie.
- Performance : Une traînée réduite améliore l'accélération et la vitesse maximale.
- Confort : une trainée réduite permet généralement de réduire les bruits aérodynamiques, et donc de préserver le confort auditif (surtout sur les voitures électriques dont le moteur ne fait pas de bruit).
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