Brevet FR2848174A1 — publié le 20040611

Dispositif actif pour réduire la traînée aérodynamique d'un véhicule La présente invention concerne un dispositif actif pour réduire la traînée aérodynamique d'un véhicule, automobile par exemple. On connaît, par exemple par le document EP 0937633, un dispositif pour réduire de manière active la traînée aérodynamique d'un véhicule automobile, dans lequel la jante des roues du véhicule est conçue de manière telle que l'air est aspiré par la rotation desdites roues, cet air étant récupéré en partie au refoulement dans des canaux installés dans le 10 passage de roue, puis évacué vers l'arrière du véhicule au moyen d'un conduit reliant le passage de roue et la partie arrière du véhicule, l'air résiduel étant rejeté au niveau des parties inférieures et latérales de l'arrière dudit véhicule. La conception d'un tel dispositif permet de mettre en rotation une partie de l'air aspiré, en vue de réduire le développement des 15 structures tourbillonnaires qui prennent naissance au voisinage du sol en amont des roues, et permet également de réduire le développement de la couche limite au niveau des flancs latéraux du véhicule, conduisant ainsi à la réduction de la traînée aérodynamique du véhicule. Un tel système, efficace d'un point de vue aérodynamique, 20 présente toutefois plusieurs inconvénients. En premier lieu, l'aspect des roues peut être jugé disgracieux et défavoriser la mise en oeuvre de ce dispositif à destination du grand public. Par ailleurs, l'aménagement des roues et de leurs passages est contraignant du point de vue architectural, et s'accompagne d'une augmentation du prix de revient du véhicule. Enfin, 25 disposer d'un système efficace implique de disposer de roues différenciées en fonction de leur côté de montage sur le véhicule, ce qui induit une contrainte supplémentaire, tant au point de vue de la mise en oeuvre que du cot d'un tel dispositif. Il est, par ailleurs, connu, par exemple par les documents EP 0441846 et US 5407245, de réaliser, en partie arrière d'un véhicule, une double paroi comportant, sur sa paroi extérieure, des ouvertures pour l'aspiration de l'air dans la zone de fluide mort et le refoulement de cet air à 5 l'arrière dudit véhicule, en assurant un forçage à l'évacuation au moyen d'un ou plusieurs ventilateurs. La conformation des ouvertures permet de refouler tangentiellement l'air pour accroître l'énergie cinétique de la couche limite, et la paroi extérieure, jouxtant la zone de fluide mort de l'arrière du véhicule, est conçue de telle manière que l'air refoulé est dévié de sa 10 direction d'écoulement d'origine pour revenir dans la zone de fluide mort. Un tel dispositif est toutefois encombrant et impose, pour sa mise en place, des contraintes sur l'esthétique du véhicule en raison de l'existence de la double paroi, ainsi que la mise en oeuvre de techniques s'accompagnant d'un accroissement du cot de revient du véhicule. Enfin, il est également connu, par exemple par le document DE 4342138, de réaliser une aspiration de l'air au moyen d'un ventilateur placé au centre de la garniture de roue du véhicule, l'air ainsi aspiré pouvant, ainsi qu'il est connu par le document DE 3903261, être utilisé pour refroidir les disques de frein et/ou le compartiment moteur. Un tel dispositif est 20 toutefois, là encore, encombrant, et d'une mise en oeuvre complexe. Le but de l'invention est de réaliser un dispositif pour la réduction active de la traînée aérodynamique d'un véhicule, ledit dispositif ne présentant pas les inconvénients des dispositifs précités. L'invention atteint son but grâce à un dispositif comportant des 25 moyens d'aspiration de l'air au niveau d'au moins une roue et des moyens d'évacuation de cet air comprenant au moins un conduit reliant le passage de roue à l'arrière du véhicule, dans lequel lesdits moyens d'aspiration et d'évacuation comportent un ventilateur placé dans ledit conduit, entre le passage de roue et la partie arrière du véhicule. Dans un mode de réalisation préféré, le ventilateur est directement placé au débouché dudit conduit dans le passage de roue, le ventilateur pouvant être un ventilateur axial ou centrifuge. Avantageusement, la roue comporte également, en périphérie, un 5 ensemble d'ailettes destinées à compléter l'aspiration au moyen dudit ventilateur, lesdites ailettes pouvant être escamotables: le dispositif inclut alors des moyens pour le déploiement des ailettes escamotables en fonction de la vitesse et des conditions de circulation du véhicule, lesdits moyens pour le déploiement des ailettes escamotables comportant notamment, par 10 exemple, un dispositif centrifuge. L'invention peut également présenter l'une ou l'autre des caractéristiques suivantes: - lesdites ailettes ont une forme d'écope, - ledit ventilateur est associé à plusieurs conduits communiquant avec la partie arrière du véhicule: dans ce cas, un ventilateur peut être avantageusement placé dans chacun de ces conduits. - lesdits moyens d'aspiration et d'évacuation sont prévus sur les roues arrière du véhicule. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront à 20 la lecture de la description qui va suivre, en référence aux dessins annexés, sur lesquels - la figure 1 est une demi-coupe schématique en vue de dessus d'un mode de réalisation de l'invention dans lequel un ventilateur est placé dans un conduit de refoulement sur l'une des roues arrière d'un véhicule, ledit 25 ventilateur étant alors un ventilateur axial, - la figure 2 est une vue schématique du passage de roue présentant l'association d'un ventilateur à un ensemble d'ailettes placées à l'extérieur de la roue, en périphérie, lesdites ailettes ayant une forme d'écope représentée schématiquement, - la figure 3 est une vue schématique d'un mode de réalisation de l'invention dans lequel le ventilateur est un ventilateur centrifuge, - la figure 4 est une demi- coupe en vue de dessus d'un mode de réalisation de l'invention comportant plusieurs conduits communiquant avec la partie arrière du véhicule, - la figure 5 est une demi-coupe en vue de dessus d'un mode de réalisation d'un dispositif selon l'invention comportant plusieurs conduits communiquant avec la partie arrière du véhicule et comprenant un ventilateur placé dans chacun desdits conduits, - la figure 6 est une coupe partielle en vue de dessus d'un système permettant le déploiement d'une écope placée sur la périphérie d'une roue dans un mode de réalisation d'un dispositif selon l'invention, dans lequel le déploiement de ladite écope est réalisé par rotation autour d'un axe, - la figure 7 est une coupe partielle en vue de dessus d'un système permettant le déploiement d'une écope placée sur la périphérie d'une roue dans un mode de réalisation d'un dispositif selon l'invention, dans lequel le déploiement de ladite écope est réalisé par déplacement le long d'un axe sensiblement parallèle à l'axe de rotation de ladite roue. Le véhicule (1) comporte, entre sa partie arrière (2) et les 20 passages de roue (3) (voir figures 1 et 2), un conduit (4) débouchant dans ladite partie arrière par un ou plusieurs orifices (5). Le dispositif selon l'invention comporte un ventilateur 6 placé dans le conduit (4). La roue (7), par sa rotation, entraîne une traînée fluidique dans le passage de roue (3), le flux d'air étant naturellement rejeté par la périphérie 25 du passage de roue (3). Le dispositif selon l'invention, permettant une évacuation forcée efficace, empêche les décollements aérodynamiques en périphérie du passage de roue (3). En outre, l'évacuation forcée entraînant un appel d'air, le dispositif selon l'invention permet, notamment lorsque le ventilateur (6) est directement placé au débouché (4') du conduit (4) dans le passage de roue (3) (voir figure 3), une meilleure répartition de l'aspiration dynamique sur la zone périphérique de la roue. De même, l'amélioration de l'efficacité de l'évacuation permet 5 une diminution des dimensions du conduit (4), ainsi qu'une optimisation de l'emplacement des orifices (5) de refoulement de l'air dans la partie arrière (2) du véhicule. Il en résulte une diminution de l'intensité des structures tourbillonnaires à l'arrière du véhicule, entraînant une réduction sensible de 10 la traînée globale du véhicule. La mise en place de plusieurs conduits (4a), (4b), ... entre le passage de roue (3) et l'arrière du véhicule (2) permet, couplée ou non à la mise en place d'un ventilateur (6a), (6b), ... dans chacun desdits conduits, de renforcer l'aspiration et l'évacuation de l'air (voir figures 4 et 5). Le dispositif d'aspiration selon l'invention peut également être couplé à un système d'ailettes escamotables, par exemple en forme d'écopes (8), placées à la périphérie de l'extérieur de la roue, l'énergie centrifuge étant utilisée pour activer un système commandant le déploiement, l'orientation, et l'amplitude de sortie des ailettes en fonction de la vitesse du 20 véhicule et de ses conditions de circulation (figure 2). Chacune desdites écopes (8) est alors, par exemple (voir figure 6), constituée d'un boîtier (81) auquel est liée une masselotte (82), ledit boîtier (81) étant fermé par un volet (83), et mobile en rotation autour d'un axe (84) lié à l'enjoliveur de roue (9). L'énergie centrifuge générée par la rotation de la roue (7) entraîne le déplacement de la masselotte (82), conduisant ainsi à la mise en rotation de l'écope (8) autour de l'axe (84), ladite écope (8) venant alors en position ouverte (A). Un ressort de rappel (10), lié à l'enjoliveur de roue (9) par un axe ou un élément fixe (11), d'une part, et au volet (83) de l'écope (8), d'autre part, permet, lors de l'arrêt de la rotation de la roue (3), le retour de l'écope (8) en position fermée (B). Alternativement (voir figure 7), l'écope (8) peut être constituée d'une calotte (85) sensiblement hémisphérique liée à l'enjoliveur de roue (9) 5 au moyen d'un élément sensiblement cylindrique (86), l'ensemble pouvant se déplacer en translation le long d'une direction matérialisée par un axe (12), sensiblement parallèle à l'axe de rotation de la roue (3), une masselotte (82) étant liée à l'élément (86) de l'écope (8). L'énergie centrifuge générée par la rotation de la roue (7) entraîne alors, par déplacement de la 10 masselotte (82), la translation de l'écope (8) dans la direction matérialisée par l'axe (12) et la flèche. De même que précédemment, un ressort de rappel (10) (non représenté sur la figure 7), lié, d'une part, à l'écope (8), et, d'autre part, à l'enjoliveur de roue (9), permet, lors de l'arrêt de la rotation de la roue, le retour de l'écope (8) en position fermée. Revendications 1. Dispositif pour réduire la traînée aérodynamique d'un véhicule (1) 5 comportant des roues avant et des roues arrière (7) logées dans des passages de roue (3) formés dans une carrosserie, ledit dispositif comportant des moyens d'aspiration de l'air au niveau d'au moins une roue et des moyens d'évacuation de cet air comprenant au moins un conduit (4) reliant le passage de roue (3) à l'arrière (2) du véhicule, caractérisé en ce lesdits 10 moyens d'aspiration et d'évacuation comportent un ventilateur (6) placé dans ledit conduit (4), entre le passage de roue (3) et la partie arrière (2) du véhicule. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le ventilateur (6) est placé au débouché (4') du conduit (4) dans le passage de roue (3). 3. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que le ventilateur (6) est un ventilateur axial. 4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le ventilateur (6) est un ventilateur centrifuge. 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel la 20 roue (7) comporte un ensemble d'ailettes (8) placées à l'extérieur de la roue, en périphérie, et destinées à compléter l'aspiration au moyen du ventilateur (6). 6. Dispositif selon la revendication 5 caractérisé en ce que les ailettes (8) sont escamotables et en ce que le dispositif comporte des moyens pour le 25 déploiement des ailettes escamotables en fonction de la vitesse et des conditions de circulation du véhicule. 7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que lesdits moyens (9) pour le déploiement des ailettes (8) comportent un dispositif centrifuge. 8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 5 à 7, caractérisé en ce que lesdites ailettes (8) ont une forme d'écope. 9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que le ventilateur (6) est associé à plusieurs conduits (4a) (4b) communiquant avec la partie arrière du véhicule. iO.Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, comportant plusieurs conduits (4a) (4b) ... communiquant avec la partie arrière (2) du véhicule, et caractérisé en ce qu'un ventilateur (6a) (6b) ... est placé dans chacun de ces conduits. 1o 11. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que les moyens d'aspiration et d'évacuation sont prévus sur les roues arrière du véhicule.