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Coffre de toit à l'aérodynamisme parfait

par Nils

Il existe essentiellement deux types de résistance qui nous empêchent d'atteindre une vitesse infinie : la résistance au roulement FRoll et la résistance à l'air FAir. Ces deux forces s'opposent à la force motrice du véhicule sur une route plate et ralentissent littéralement la voiture.

Source : Wikipédia (https://bit.ly/2EVmSyR)

Le mode de fonctionnement de ces résistances dépend fortement de la vitesse du véhicule. Si vous roulez à environ 30 km/h, la résistance au roulement représente environ 90 % de la résistance totale, tandis que la résistance à l'air ne représente qu'environ 10 %. Vous pourriez donc rouler avec un appareil mural fixé sur le toit de votre voiture sans que votre consommation de carburant n'augmente de manière significative. À condition, bien sûr, que cet appareil soit léger.

À une vitesse d'environ 100 km/h, l'influence de la résistance de l'air atteint déjà le chiffre remarquable de 63 %, et à 160 km/h, elle s'élève déjà à 81 %. À des vitesses encore plus élevées, la force motrice du véhicule ne sert pratiquement qu'à lutter contre la résistance de l'air.

Afin de concevoir un coffre de toit qui n'altère pas les performances du véhicule, même à grande vitesse, il est indispensable de lui donner une forme aérodynamique.

 

Pression de contact

Les véhicules particulièrement sportifs génèrent une pression de contact due à leur conception. Bien que cela augmente la consommation de carburant, la force agissant perpendiculairement à la route améliore les performances dans les virages et renforce la sécurité. Il s'agit là d'un facteur qu'il ne faut pas sous-estimer, en particulier pour les véhicules du segment haute performance.

Anecdote : une voiture de Formule 1 génère une telle force d'appui à grande vitesse que si l'on retournait le circuit, elle resterait quand même « collée » sous l'asphalte.

Jusqu'ici, tout va bien. Nous avons pris Mère Nature comme modèle pour notre mise en œuvre, car la nature est la meilleure conseillère en matière d'efficacité. Au fil de millions d'années d'évolution, la nature s'est parfaitement adaptée à son environnement. Entre-temps, ce principe a également fait son entrée dans le monde de l'ingénierie. Ce n'est donc pas un hasard si un pingouin, avec sa forme de goutte d'eau, présente une silhouette aérodynamique parfaite.

 

Résultat

Le résultat est impressionnant : un coffre de toit optimisé, « Made in Germany », sans aucun compromis. Fabriqué à partir de fibres naturelles haut de gamme à empreinte carbone nulle. Conçu pour créer une symbiose parfaite entre la voiture et le coffre de toit.

Source : Assistance CFD (https://bit.ly/3lKLpro)

Le coefficient de traînée (Cx) du coffre de toit ASPHALTKIND est d'environ 0,11, soit environ 30 % de moins que celui des coffres de toit classiques. À première vue, cela peut sembler insignifiant. Il convient toutefois de noter que sa conception géométrique génère une force d'appui et non une portance, contrairement aux coffres de toit classiques. En chiffres, le coffre de toit exerce une pression verticale d'environ 110 N (environ 10 kg) sur la route à une vitesse de 160 km/h. À titre de comparaison, un coffre de toit classique tire légèrement le véhicule vers le haut. Cela réduit l'adhérence lors de la conduite sur autoroute et représente donc un risque accru d'accident, en particulier sur route mouillée. Le résultat peut être illustré comme suit :

 

 

Coffre de toit classique présentant une grande zone d'eau stagnante (tache noire)

 

Les coffres de toit classiques présentent une forte intensité de turbulence (turbulence = mauvais) à l'arrière. Il en résulte une vaste zone dite « d'eau morte », qui occupe environ un tiers de la longueur du coffre de toit, avant que les lignes de courant ne convergent à nouveau en écoulement laminaire (laminaire = bon). Ces effets de turbulence ont un impact négatif sur les performances du coffre de toit et entraînent une augmentation de la consommation de carburant/d'énergie en raison de la dépression qui se crée.

 

Coffre de toit ASPHALTKIND présentant une surface d'eau morte nettement réduite

 

Avec le coffre de toit ASPHALTKIND, la forme aérodynamique en goutte d'eau permet de réduire considérablement le décollement du flux d'air à l'arrière et, par conséquent, de diminuer sensiblement la consommation de carburant et d'énergie. Il en résulte un écoulement beaucoup plus homogène, avec une forte prédominance du régime laminaire. Tout comme chez un pingouin.