Etude aérodynamique

Plus par curiosité que par réel intérêt pratique, j’ai souhaité étudier l’écoulement de l’air le long de la carrosserie de ma Lotus Elise S2. La technique la plus simple à mettre en oeuvre est celle des fils de laine (tuft test en anglais).

Cette technique consiste à scotcher à distance régulière sur la carrosserie des petits fils de laine (environ 8 cm dans mon cas) puis de filmer leur comportement soit depuis un autre véhicule soit avec une caméra fixée sur sa propre auto. On peut ainsi identifier les zones dans lesquelles les flux d’air sont collés à l’auto et celles qui rencontrent des décollements tourbillonnaires (et qui constituent une perte d’énergie).

J’ai installé mes fils de laine (de couleur contrastante pour une meilleure visibilité) sur le capot arrière, le haut de l’aile arrière et l’extrémité arrière du masque. En toute logique, il n’est utile de faire que la moitié de la voiture, l’autre moitié étant l’exacte symétrie de la première. J’ai mené l’expérience avec puis sans la capote. La vidéo ci-dessous montre les résultats à 50, 90 puis 130 km/h.

Le premier constat est que sur le dessus des ailes, les fils sont alignés et peu agités, on a donc un flux d’air stable le long de la carrosserie. Le second constat est que la présence de la capote ne change pas radicalement la danse des fils. Sur la partie la plus haute, dans le prolongement du couvre-arceau, l’air est légèrement moins tourbillonnaire sans la capote (voir les fils 3 et 4). Cela s’explique puisque la capote rajoute une épaisseur et forme donc un décochement plus important. La même conclusion s’applique également sur la partie arrière du coffre (fils 6 et 9) avec un flux légèrement plus stable sans la capote.

On peut donc se poser l’intérêt de rouler capoté sur piste. Sur mon tracé de référence, Lurcy-Lévis, j’avais tourné en 1’14″41 sans la capote et sans le couvre-arceau. J’ai fait un 1’14″40 en roulant avec la capote mais dans des conditions différentes (pas la même journée). J’avais également mesuré la différence de vitesse au bout de la ligne droite avec le hard-top puis sans hard-top ni couvre-arceau : 2 km/h en faveur du hard-top. Ce gain minime en vitesse permet-il de compenser la prise de poids ? L’aérodynamique avec le hard-top est-elle vraiment meilleure qu’avec la capote qui, visiblement, apporte aussi son lot de turbulence ? Dernier point, on voit très bien sur l’image ci-dessous (prise à Lurcy) que l’air aspire la capote vers le haut. Le maître-couple de l’auto (sa section transversale maximale) est alors augmenté et vient directement dégradé la trainée aérodynamique. Il serait intéressant de faire un tuft test du hard-top pour voir le comportement de l’air au dessus de ce dernier mais il est au moins possible d’affirmer que le maître-couple n’augmentera pas et que la trainée sera donc plus faible à haute vitesse qu’avec la caopte. Avant toute comparaison mesurée et en prenant en compte l’écart de poids par rapport à l’auto sans capote ni couvre-arceau, je serai tenté de dire qu’il vaut mieux rouler sur piste avec le hard-top (+ 4 kg) et qu’il vaut mieux éviter de rouler avec le soft-top (+ 8,2 kg).

La vraie surprise vient de l’orientation des fils au centre du capot moteur. Quelle que soit la vitesse, ils pointent vers l’avant de la voiture ! On peut donc clairement identifier un flux d’air dans le sens contraire de la marche. Est-il lié au refroidissement du moteur ? En effet, l’air rentre par les trois prises NACA du fond plat et les deux prises latérales et ressort par les évents du capot moteur. On a donc forcément une instabilité à cet endroit.

L’Exige, avec son capot arrière dans le prolongement du toit, présenterait très certainement des résultats bien meilleurs sur un test équivalent.

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