Innovation / Porsche : vibrer pour mieux fendre l’air

L’aérodynamique et plus précisément le coefficient de pénétration dans l’air constitue un facteur déterminant dans la consommation d’énergie d’une voiture pour avancer. À plus forte raison pour un modèle électrique. Dans ce cadre, les constructeurs essaient de trouver différentes solutions permettant de diminuer la trainée de leurs voitures. Parfois en suivant des pistes plus originales que d’autres. Porsche s’est associée à l’université de Stuttgart pour étudier l’effet des vibrations et plus spécifiquement la possibilité de faire vibrer l’entièreté de la voiture pour optimiser les flux d’air autour de la carrosserie.

« Les groupes motopropulseurs électriques ont un rendement beaucoup plus élevé que les moteurs à combustion interne, de sorte que les autres facteurs de consommation d'énergie deviennent beaucoup plus importants. » (Dr Thomas Wiegand, responsable de la R&D en aérodynamique de Porsche)

Good vibrations

Le concept étudié par l’université et Porsche consiste à émettre des vibrations en certains endroits stratégique à l’aide de haut-parleurs pour influencer le comportement de séparation des flux d’air et réduire ainsi la valeur du Cx, comme l’explique le professeur Andreas Wagner (directeur du programme d'ingénierie automobile de l'université de Stuttgart). Toutefois, générer des vibrations depuis un corps solide implique que ce dernier est susceptible de répercuter tout ou partie des vibrations générées. Par conséquent, le bénéfice aérodynamique ne doit pas se faire au détriment des bruits et vibrations ressenties dans l’habitacle – les N et V des fameuses NVH Noise-Vibration-Harshness) – qui nécessiteraient d’ajouter des matériaux et/ou dispositifs de neutralisation qui induiraient un surpoids, néfaste à la consommation…

Liberté numérique

Cependant, le domaine le plus prometteur pour les véhicules de série actuels et qui arriveront à brève échéance reste celui de l’aérodynamique active. Une évidence confirmée par le Dr Thomas Wiegand (responsable de la R&D en aérodynamique de Porsche) : « Les algorithmes d'IA pourraient générer de nouvelles données à partir d'un stock de données existantes par interpolation et extrapolation. Cela nous permettrait de planifier des expériences spécifiques et de réduire leur nombre. Et nous n'aurions plus besoin de mesurer toutes les variantes pour les classer ».

Entre les ailerons déployables, les volets mobiles dans les calandres, la variation de la hauteur de caisse ou les systèmes de type ALA utilisé par Lamborghini qui joue sur la captation et la redirection de flux d’air par le biais de la carrosserie et de tunnels spécifiques, le potentiel de développement est énorme et voit son exploitation encore facilitée par les grandes avancées réalisées lors des deux dernières décennies en matière de simulation numérique de la dynamique des fluides. Un domaine en pleine effervescence de nos jours grâce à l’intelligence artificielle (IA). Une piste privilégiée par de nombreux constructeurs, car plus rapide et moins coûteuse que le classique passage en soufflerie de prototypes matériels.

En outre, selon Marcel Straub, ingénieur principal en aérodynamique et gestion thermique chez Porsche Engineering, l’utilisation de l’IA et des outils numériques doit permettre de déterminer des méthodes de fabrication plus efficaces sur le plan aérodynamique tout en libérant la créativité des designers et ingénieurs : « Une bonne valeur de Cd peut être obtenue de différentes manières. Si vous voulez optimiser l'arrière, par exemple, vous pouvez modifier la hauteur du couvercle arrière et le diffuseur dans le soubassement. Il n'y aura aucun risque de confondre une voiture avec une autre - même pour les meilleurs véhicules en termes d'aérodynamisme ».