Aérodynamisme

Sommaire de la page

---

Modification de la face avant et du capot

Le but est d'améliorer le Cx et la pénétration dans l'air.

Mais cela pose des problèmes d'esthétique et de respect du positionnement des phares et clignotants (pour des raisons légales), ainsi que du respect de la tenue mécanique de la conception de la forme du plastique, du respect de la structure tubulaire, et de respecter l'encombrement (au niveau des mines, il ne faut pas modifier la longueur ou la largeur d'une voiture, dans certaines tolérances).
Au niveau de l'esthétisme, je cherche à garder l'appartenance Citroën, à me rapprocher du design de la deuche, tout en gardant au maximum les formes carrées inspirées de la Jeep et de la Mini-Moke qui donnent une personnalité à la méhari (même s'il faut les adoucir un peu pour l'aérodynamisme). Il ne faut pas qu'elle ait un look trop méchant (y a pas un V8 dedans), qu'elle garde une face rieuse et humaine. Bref, c'est pas facile, ça fait plus de 4 ans que je dessine toutes les formes possibles pour arriver à ce que je veux, mais il me faudra faire des compromis sur certains des critères énoncés plus haut. Je m'autoriserais s'il le faut à couper un peu l'avant des panneaux latéraux, la partie qui cesse de s'incurver, pour accentuer la forme en biseau de la voiture sur les côtés, bien pratique pour se garer et favoriser l'écoulement de l'air frappant la calandre sur les côtés.

Manière de procéder: J'ai commencé à dessiner la ligne générale de la voiture dans différente positions, avec la partie avant à changer en pointillés.

Fig.1: Dessin générale des formes du véhicules, pour bien appréhender toute la philosophie générale du dessin du véhicule

Avec un système de calques, je peut dessiner plusieurs modifications et les rendre visibles ou non, pour avoir un aperçu de ce qui me plait le mieux.

 

Pose d'un aileron arrière

Le but est de diminuer le sillage.

Le problème de la méhari en version capotée, comme toutes les carrosseries breaks, c'est la coupure brutale de l'écoulement et la hauteur à laquelle elle se trouve par rapport au bas de la caisse, ce qui crée une grande dépression et génère beaucoup de tourbillons.

Fig 2: Génération du sillage sur un break

L'écoulement qui se reforme derrière provient des côtés, du dessus, et dans une faible contribution du dessous de la voiture. Plus le sillage est grand, plus la zone de dépression est grande et plus la force s'opposant au déplacement de la voiture est importante.

L'idée est de mettre un aileron qui aspirerait la couche limite, au niveau de la discontinuité du coffre, afin de refermer plus rapidement le sillage du véhicule. Cet aileron aurait une section plus grande en entrée qu'en sortie, pour faciliter l'écoulement et l'aspiration de la couche limite en entrée, grâce à la pression plus forte en entrée qu'en sortie (section plus faible => augmentation de la vitesse et diminution de la pression, Bernoulli).

Fig 3: Principe d'un aileron arrière pour aspirer la couche limite

A noter que ce système ne ressemble absolument aux canons du tuning, qui sont "censés" exercer une pression sur l'arrière de la voiture, dirigée vers le bas, et qui génèrent de fait une traînée aérodynamique supplémentaire.
Ce système engendrera des efforts supplémentaires sur la structure tubulaire du toit du véhicule, avec une force au niveau de l'aileron dirigée vers l'arrière, et créerait des pertes aérodynamique pour générer l'écoulement entre le coffre et l'aileron. Reste à espérer que ces pertes sont inférieures au gain aérodynamique apporté par le recollement plus rapide de la couche limite dans le sillage de la voiture. L'expérience nous le dira.

Fig. 4: Meilleure traînée aérodynamique avec un aileron

Si les essais sont concluants, j'envisage d'en rajouter deux verticaux, pour capter l'air passant sur les côtés (encore amélioré si le pare brise était bombé, rejettant l'air frontal sur les côtés et au dessus au lieu de tout comprimer vers le haut).

Il faudrait aussi mettre des générateurs de tourbillons au niveau de l'endroit le plus large de la voiture, afin toujours de diminuer ce sillage.

Pose d'une protection sous la voiture ainsi que des bas de caisse

Le but est de diminuer les turbulences sous caisses.

Je n'en suis pas sûr, mais il me semble que l'air en surpression qui s'écoule sur les côtés du véhicule, va être attiré par l'air en dépression relative qui passe sous la voiture, et ce mouvement de passage de l'air des côtés vers le dessous de la caisse va entraîner la formation de tourbillons, similaire à ce qui se passe en bout des ailes des avions. En mettant des bas de caisse, on va retarder ce phénomène, voir le supprimer partiellement. Moi qui rigolait en voyant les bas de caisse de blaireau sur les voitures, ne voyant pas à quoi ça pouvait servir. Peut-être un début d'explication?

Quand au plancher plat, il permet à l'air de s'écouler, et non de tourbillonner sans fin à l'intérieur de la structure tubulaire, de s'infiltrer dans l'habitacle en hiver, à travers les nombreux trous du tableau de bord, et surtout, grande utilité, de protéger la structure tubulaire des projections de boue et de sel. En effet, la conception même de cet enchevêtrement de tubes aux soudures mal protégées par une peinture de mauvaise qualité, aux poussières s'infiltrant à l'intérieur des tubes creux, là où le métal de mauvaise qualité n'est même pas protégé de la corrosion, font que cette protection du plancher reste la meilleure solution, en plus des nombreux avantages qu'elle apporte. Reste à utiliser le plastique comme matériau pour ne pas alourdir inconsidérément la voiture.

 

Recouvrement supérieur de la voiture débâchée

Lorsque la voiture n'a pas de bâche, le traitement du dessus de la voiture est primordial. L'idéal serait de tendre une bâche depuis la base du pare-brise rabattu jusqu'au dessus de la ridelle. Il faudrait percé un trou pour installer le pilote, puis un trou par passager supplémentaire... Sinon l'air s'engouffre dans le coffre, est mis en turbulence par les dossiers de sièges, etc.

Bien sûr, il faut laisser les portières en place pour permettre à l'air de bien glisser sur la carrosserie.

 

Liste des configurations aérodynamiques de la méhari et leurs performances aéro

Voici dans l'ordre de meilleure performance les différentes configurations possibles dans lesquelles on peut mettre la méhari. Le test réalisé pour les classer et sur un faux plat descendant, de préférence sans vent, et on lance la voiture à une certaine vitesse, de préférence la plus élevée possible pour que les effets soient significatifs (supérieure à 80km/h), puis l'on débraye en passant devant un repère et l'on note la vitesse en passant devant un repère, en général 200 m plus loin (ne pas le prendre trop loin, car plus on descend la vitesse plus les mesures sont proches). On peut aussi, et c'est le mieux, chronométrer le temps mis entre les deux repères.
Le test 1 consiste à partir d'une vitesse de 80 ou 82 km/h, de débrayer et de noter la vitesse 200 m plus loin, sur un faux plat descendant, sans vent. Ce qui nous donne par exemple 80=>65 si l'on part de 80 km/h et que l'on passe devant le repère à 65 km/h. Le numéro du jour permet de savoir si des tests de config différents ont été pris le même jour.

Configs utilisées :
- "Toit avant" indique que seule la partie avant de la bâche de toit est mise (jusqu'à un peu après les montants centraux).
- "Déflecteur" indique la pose des déflecteurs de chaque côtés du pare-brise, ces déflecteurs étant constitués d'une plaque de plexiglas en triangle, accrochée sur la partie avant en fer d'une vitre latérale.
- "Pare-brise seul" indique que tout le toit est enlevé, seul reste le pare-brise non rabattu.
- "Pare-brise baissé" indique que tout est enlevé, le pare-brise est rabattu, seul dépasse le volant et le haut du conducteur.

Classement :

* Pare-brise baissé : 82=>72 (test 1 jour 1)
* Toit avant+déflecteurs : 82=>68 (test 1 jour 1)
* Toit avant : 81=>65 (test 1 jour 1)
* Pare-brise seul+déflecteurs : 81=>61,5 (test 1 jour 1)
* Pare-brise seul : 81=>61 (test 1 jour 1)

Bien sûr, les valeurs ne sont qu'approximatives, seul compte la comparaison entre les différentes configurations. On peu remarquer que si le fait de mettre la bâche avant augmente de manière significative la surface frontale, elle à le mérite d'améliorer le CX, alors que le pare-brise est ce qui se fait de pire pour le Cx (Cas de la plaque plane face au vent). Cette config de ne mettre que le pare-brise est donc très énergivore, car la surpression en avant du pare-brise est la même que celle avec le toit, mais le toit diminue la dépression créée dans le sillage du pare-brise, alors que dans le cas du pare-brise seul il y a la surpression en avant du pare-brise qui s'oppose au déplacement + une aspiration vers l'arrière max.

---

Pour en savoir plus ...

Un site allemand OECC avec des tests aérodynamiques sur Dyane :
http://oecc.nexenservices.com/Narizin/tech/AeroDyanic.php
Dans le même site cliquer sur la Tryane.

à suivre....