L'aérodynamisme automobile
TPE :
Ici nous avons réalisé plusieurs expériences en rapport avec l’écoulement de l’air.
Dans l’expérience 1, nous avons placé un morceau de carton de profil et dans la deuxième expérience nous avons placé ce même morceau de carton de face. Grace à ces expériences, on remarque que le carton influe sur la vitesse du véhicule. En effet, lorsque ce dernier est de profil, la voiture parcourt une distance de 164 cm. A l’inverse, lorsque le carton est de face, le véhicule ne parcourt que 61 cm. Cela est dû à la position du carton qui s’oppose aux forces.
L’expérience témoin (sans carton) permet de comparer les différentes valeurs que nous avons trouvées dans les précédentes expériences. Lors de l’expérience témoin, la voiture parcourt 170 cm.
L’aérodynamisme est un sujet très important pour les constructeurs. Cependant nous avons vu à travers ce TPE que pour concevoir la voiture la plus aérodynamique possible plusieurs éléments doivent être sollicités notamment les forces et les contraintes liées à l’utilisation.
Ce TPE nous a donc permis de répondre à la problématique de départ. Nous voulions savoir en quoi la forme d’une voiture influe sur son aérodynamisme et donc sa vitesse.
En effet, nous savons que le coefficient de trainée doit être le plus bas possible pour avoir un bon écoulement de l’air. Plus l’écoulement de l’air est laminaire plus la voiture pourra avoir une vitesse importante. L'’écoulement turbulent et l'écoulement tourbillonnaire produisent quelques fois une dépression à l’arrière de l’automobile. Ce phénomène a tendance à diminuer la vitesse du véhicule. De plus, le coefficient de trainée doit être le plus bas possible et dépend de chaque forme de voiture. Nous devons donc trouver une forme où le coefficient de trainée est le plus faible.
Après les expériences effectuées grâce au logiciel Solidworks, nous avons pu conclure que le corps profilé était la forme la plus aérodynamique. En revanche, les éléments indispensables d’une automobile tels que les roues, le confort des utilisateurs ainsi que leur sécurité, nous empêchent d’utiliser cette forme car elle n’est pas adaptée. Nous devons donc prendre comme forme un semi-corps profilé qui va être tout de même très aérodynamique et qui n’a pas les contraintes du corps profilé. En prenant cette forme, nous aurons une amélioration de l’aérodynamisme ainsi que de sa vitesse.
Enfin, on constate que l’aérodynamisme a de l’effet sur la vitesse du véhicule et également sur la consommation de carburant. On remarque que ce phénomène est omniprésent sur les voitures de course, car on essaye de gagner un maximum de vitesse.