Brevet FR2854860A1 — publié le 20041119

i La présente invention concerne un système de réduction des efforts aérodynamiques et plus particulièrement de la traînée et de la portance aérodynamiques d'un véhicule automobile et également un véhicule automobile équipé d'un tel système aérodynamique. Les véhicules automobiles, lorsqu'ils roulent, sont soumis à un certain nombre d'efforts qui s'oppose à leur avancement. Ces efforts sont en particulier les frottements solides, c'est à dire les contacts des roues avec le sol, et les frottements aérodynamiques, comme par exemple les frottements de l'air sur les parois de la carrosserie du véhicule. En plus de ces frottements, les véhicules automobiles sont soumis à une troisième source d'efforts qui s'oppose également à leur avancement. Ces efforts sont les forces aérodynamiques exercées sur le véhicule à travers des régions de surpression et de dépression. En effet, à haute vitesse, ces efforts deviennent dominant par rapport aux autres et jouent un rôle 15 essentiel sur la consommation et la stabilité du véhicule. Ces forces aérodynamiques sont essentiellement générées par les dépressions créées par les décollements, les recirculations et les tourbillons longitudinaux de l'air. Les recirculations et donc les régions de basse pression sont importantes sur l'arrière du véhicule et particulièrement au niveau de la 20 lunette arrière et du coffre. En effet, les écoulements de l'air à l'arrière des véhicules automobiles sont complexes et, en général, il se produit un équilibre entre les décollements et les tourbillons longitudinaux. Les dispositifs utilisés en aérodynamique automobile interviennent sur le décollement qui a lieu sur l'arrière du véhicule, en particulier dans la région 25 du raccord entre le pavillon et la lunette arrière, d'une part, et la lunette arrière et le coffre, d'autre part. Les dispositifs classiques sont essentiellement constitués par des becquets, des ailerons ou des déflecteurs placés dans ces zones à l'arrière du véhicule. Le becquet est utilisé le plus souvent pour réduire le coefficient de pénétration dans l'air et les autres systèmes sont plutôt utilisés pour réduire la portance. L'invention a pour but de proposer un système aérodynamique qui permet de contrôler les tourbillons longitudinaux et les décollements et d'une manière générale la structure globale d'écoulement de l'air sur la carrosserie d'un véhicule automobile. L'invention a donc pour objet un système de réduction des efforts aérodynamiques et plus particulièrement de la traînée et de la portance aérodynamiques d'un véhicule automobile comportant une carrosserie formée par des éléments notamment par un pavillon, une lunette arrière, un panneau de coffre et deux parois latérales, caractérisé en ce qu'il comprend au moins un 10 câble s'étendant au-dessus d'au moins d'un desdits éléments de carrosserie dans une zone de la partie arrière de la carrosserie du véhicule automobile. Selon d'autres caractéristiques de l'invention: - la zone est située en aval d'une zone de dépression sur ladite partie arrière de la carrosserie du véhicule automobile, - ledit câble s'étend transversalement par rapport à l'axe longitudinal et est fixé entre deux montants disposés sur ledit.élément de carrosserie, - ledit câble s'étend parallèlement à l'axe longitudinal et est fixé entre deux montants disposés sur ledit élément de carrosserie, - ledit câble transversal est disposé au-dessus de la lunette 20 arrière et la base des montants de ce câble est à une distance comprise entre 0 et 200 cm du raccord entre le pavillon et la lunette arrière, ledit câble transversal est disposé au-dessus d'une partie supérieure du panneau de coffre et la base des montants de ce câble est à une distance comprise entre 0 et 200 cm du raccord entre la lunette arrière et ladite 25 partie supérieure du panneau de coffre, - ledit câble transversal est disposé au-dessus d'une partie inférieure du panneau de coffre et la base des montants de ce câble est à une distance comprise entre 0 et 200 cm du raccord entre la partie supérieure et la partie inférieure dudit panneau de coffre, - ledit câble longitudinal est disposé au-dessus de chaque montant de baie de la lunette arrière ou au-dessus de la partie supérieure ou de la partie inférieure du panneau de coffre, - la longueur des montants du câble est comprise entre 5 et 100 cm, - ledit câble forme avec l'élément de carrosserie correspondant un angle compris entre 0 et 180 , ledit câble a une section circulaire de diamètre compris entre 0,5 et 10cm, - ledit câble a une section elliptique dont le petit axe et le grand axe ont chacun une longueur comprise entre 0,5 et 10 cm, - ledit câble a une section en forme d'aile d'avion dont l'épaisseur 10 et la corde ont chacune une longueur comprise entre 0,5 et 10 cm, - ledit câble est déplaçable entre une première position intégrée à l'élément de carrosserie correspondant et une seconde position au-dessus de l'élément de carrosserie, ledit déplacement étant piloté par un organe de commande en fonction d'informations fournies par au moins un capteur de 15 pression et/ou de vitesse et/ou de frottement implanté sur la carrosserie du véhicule automobile. L'invention a aussi pour objet un véhicule automobile, caractérisé en ce qu'il comporte un système aérodynamique tel que précédemment mentionné. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée à titre d'exemple et faire en se référant aux dessins annexés, sur lesquels: - la Fig. 1 est une vue schématique en perspective de l'arrière d'un véhicule automobile équipé d'un système aérodynamique selon une premier 25 mode de réalisation, - la Fig. 2 est une vue schématique en perspective de l'arrière d'un véhicule automobile équipé d'un système aérodynamique selon un deuxième mode de réalisation, - la Fig. 3 est une vue schématique en perspective de l'arrière 30 d'un véhicule automobile équipé d'un système aérodynamique selon un troisième mode de réalisation, - la Fig. 4 est une vue schématique en perspective de l'arrière d'un véhicule automobile équipé d'un système aérodynamique selon un quatrième mode de réalisation, - la Fig. 5 est une vue perspective de l'arrière d'un véhicule automobile équipé d'un système aérodynamique selon un cinquième mode de réalisation, - la Fig. 6 est une vue en perspective de l'arrière d'un véhicule automobile équipé d'un système aérodynamique selon un sixième mode de réalisation, - les Figs. 7A à 7C sont des vues en coupe transversale de 10 plusieurs variantes d'un câble du système aérodynamique conforme à l'invention. Les véhicules automobiles, lorsqu'ils roulent, sont soumis à des efforts qui s'opposent à leur avancement et qui sont les frottements solides, les frottements aérodynamiques et, à haute vitesse, les forces aérodynamiques générées par les dépressions et par les décollements, les recirculations et les 15 tourbillons longitudinaux de l'air. Ainsi, une carrosserie 2 d'un véhicule automobile 1, comme représenté sur les figures, comporte une partie arrière formée par des éléments de carrosserie générant des zones de dépression o ces phénomènes sont particulièrement importants. La partie arrière de la carrosserie 2 du véhicule automobile 1 comprend, de manière classique, un pavillon 3, une lunette arrière 4, un panneau de coffre 5 comportant une partie supérieure 5a et une partie inférieure 5b et deux parois latérales 6. Ces éléments de carrosserie, respectivement 3, 4, 5 et 6, génèrent des zones de basse pression o des décollements, les recirculations et 25 les tourbillons longitudinaux de l'air sont particulièrement importants. L'une ou l'ensemble de ces zones est pourvue d'un système aérodynamique qui permet de réduire la traînée et la portance du véhicule automobile 1, tout en améliorant sa stabilité. Dans la description qui suit, le mot "câble" sera employé pour 30 désigner le système aérodynamique, car deux de ses dimensions sont plus petites que la troisième. Ainsi que représenté sur les figures, le système aérodynamique comprend au moins un câble 10 ou 20 s'étendant au-dessus d'au moins un des éléments de carrosserie formé par la lunette arrière 4 et le panneau de coffre 5 de la partie arrière de la carrosserie 2 du véhicule automobile 1. D'une manière générale, la zone o est placé le câble 10 ou 20, est située en aval d'une zone de dépression sur ladite partie arrière de la carrosserie 2. Selon trois premiers modes de réalisation représentés respectivement sur les Figs. 1, 2 et 3, le câble 10 s'étend transversalement par 10 rapport à l'axe longitudinal du véhicule automobile 1 et est fixé entre deux montants, respectivement 11 et 12, disposés sur l'élément de carrosserie correspondant. Selon un premier mode de réalisation représenté à la Fig. 1, le câble 10 est disposé au-dessus de la lunette arrière 4 et la base des montants 11 15 et 12 de ce câble 10 est à une distance dl comprise entre 0 et 200 cm du raccord 7 entre le pavillon 3 et la lunette arrière 4. Selon un deuxième mode de réalisation représenté à la Fig. 2, le câble 10 est disposé au-dessus de la partie supérieure 5a du panneau de coffre 5 et la base des montants 11 et 12 du câble 10 est à une distance d2 comprise 20 entre 0 et 200 cm du raccord 8 entre la lunette arrière 4 et cette partie supérieure 5a du panneau de coffre 5. Selon un troisième mode de réalisation représenté à la Fig. 3, le câble 10 est disposé au-dessus de la partie inférieure 5b du panneau de coffre 5 et la base des montants 11 et 12 de ce câble 10 est à une distance d3 comprise 25 entre 0 et 200 cm du raccord 9 entre la partie supérieure 5a et la partie inférieure 5b de ce panneau de coffre 5. Le câble 10 forme avec l'élément de carrosserie correspondant, c'est à dire respectivement avec la lunette arrière 4, la partie supérieure 5a et la partie inférieure 5b du panneau de coffre 5, un angle a compris entre 0 et 180 . 30 De préférence, le câble 10 monté sur la lunette arrière et le câble monté sur la partie supérieure 5a du panneau de coffre 5 sont inclinés vers l'arrière de la carrosserie 2 (Figs. 1 et 2) tandis que le câble 10 monté sur la partie inférieure 5b du panneau de coffre 5 est incliné en direction du panneau supérieur 5a dudit panneau de coffre 5 (Fig. 3). Selon trois autres modes de réalisation représentés respectivement sur les Figs. 4, 5 et 6, le câble 20 s'étend parallèlement à l'axe 5 longitudinal du véhicule automobile et est fixé sur deux montants, respectivement 21 et 22, disposés sur l'élément de carrosserie correspondant. Ainsi, selon un quatrième mode de réalisation représenté à la Fig. 4, un câble 20 est disposé au-dessus de chaque montant de baie 15 de la lunette arrière 4 et ces câbles 20 sont inclinés l'un vers l'autre en direction de ladite 10 lunette arrière 4 d'un angle a compris entre 0 et 180 . Selon un cinquième mode de réalisation représenté à la Fig. 5, un câble 20 est disposé au-dessus du bord longitudinal de la partie supérieure 5a du panneau de coffre 5 et ces câbles 20 sont inclinés l'un vers l'autre en direction de ladite partie supérieure 5a du panneau de coffre 5 d'un angle oa compris entre 0 15 et 180 C. Selon un sixième mode de réalisation représenté à la Fig. 6, un câble 20 est monté sur chaque bord longitudinal de la partie inférieure 5b du panneau de coffre 5 et ces câbles 20 sont inclinés l'un vers l'autre en direction de ladite partie inférieure 5b du panneau de coffre 5 d'un angle oa compris entre 0 20 et 180 . Comme montré sur les Figs. 7A à 7C, le câble 10 ou 20 peut présenter différentes sections, comme par exemple une section circulaire (Fig.7A), une section elliptique (Fig. 7B) ou une section en forme d'aile d'avion (Fig. 7C). Pour une section circulaire, le diamètre "D" du câble 10 ou 20 est compris entre 0,5 et 10 cm. Pour une section elliptique, la longueur "a" du petit axe et la longueur "b" du grand axe sont comprises entre 0,5 et 10 cm. Enfin, dans le cas d'une section en forme d'aile d'avion, l'épaisseur "e" et les cordes "c" du câble 10 ou 20 ont une longueur comprise entre 0,5 et 10 cm. Le système aérodynamique qui permet de réduire la traînée et la portance du véhicule automobile peut être constitué d'un ou de plusieurs câbles, choisis dans chacune des précédentes configurations. Dans les modes de réalisation précédemment décrits, le système aérodynamique est statique, c'est à dire que le câble 10 ou 20 est fixe. Selon une variante le système aérodynamique est dynamique et dans ce cas le ou les câbles 10 ou 20 peuvent se déplacer au cours du temps 5 pour être positionnés à chaque instant dans une position optimale afin d'adapter l'effet du ou des câbles aux conditions extérieures pour obtenir la plus grande économie d'énergie. Ainsi, le ou les câbles sont déplacés judicieusement pour modifier favorablement les bulles de recirculation et l'émission tourbillonnaire qu'elles 10 engendrent afin de réduire le coefficient de pénétration dans l'air du véhicule automobile. Ainsi, chaque câble 10 ou 20 est déplaçable par exemple au moyen d'un moteur électrique, non représenté, ou par tout autre moyen entre une première position intégrée à l'élément de carrosserie correspondant et une 15 seconde position au-dessus dudit élément de carrosserie. Ce déplacement est piloté par un organe de commande, non représenté, en fonction d'informations fournies par au moins un capteur de pression et/ou de vitesse et/ou de frottement implanté sur la carrosserie du véhicule automobile. Le câble 10 ou 20, lorsqu'il n'est pas utilisé, est intégré dans la 20 carrosserie. Ainsi, il n'est pas visible lorsque le véhicule est à l'arrêt ou circule en ville. Les régions o ces capteurs sont implantés sont de préférence la partie arrière du pavillon, les parties supérieure et inférieure du panneau de coffre et les bords des parois latérales à proximité de ce panneau de coffre. Le système aérodynamique selon l'invention s'applique à un véhicule automobile qu'il soit monospace, bi-corps ou tri-corps et permet donc de réduire la traînée et la portance de ces véhicules et, de ce fait, de diminuer la consommation d'énergie et d'augmenter la stabilité dudit véhicule. REVENDICATIONS 1. Système de réduction des efforts aérodynamiques et plus particulièrement de la traînée et de la portance aérodynamiques d'un véhicule automobile (1) comportant une carrosserie (2) formée par des éléments, 5 notamment par un pavillon (3), une lunette arrière (4), un panneau de coffre (5) et deux parois latérales (6), caractérisé en ce qu'il comprend au moins un câble (10; 20) s'étendant au-dessus d'au moins un desdits éléments de carrosserie (4; 5) dans une zone de la partie arrière de la carrosserie (2) du véhicule automobile. 2. Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que la 10 zone est située en aval de la zone de dépression sur ladite partie arrière de la carrosserie (2) du véhicule automobile. 3. Système selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que ledit câble (10) s'étend transversalement par rapport à l'axe longitudinal du véhicule automobile et est fixé entre deux montants (11, 12) disposés sur ledit 15 élément de carrosserie (4; 5). 4. Système selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que ledit câble (20) s'étend parallèlement à l'axe longitudinal du véhicule automobile et est fixé entre deux montants (21, 22) disposés sur ledit élément de carrosserie (4; 5). 5. Système selon l'une quelconque des revendications là 3, caractérisé en ce que ledit câble transversal (10) est disposé au-dessus de la lunette arrière (4) et la base des montants (11, 12) de ce câble (10) est à une distance comprise entre 0 et 200 cm du raccord (7) entre le pavillon (3) et la lunette arrière (4). 6. Système selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que ledit câble transversal (10) est disposé au-dessus d'une partie supérieure (5a) du panneau de coffre (5) et la base des montants (11, 12) de ce câble (10) est à une distance comprise entre 0 et 200 cm du raccord (8) entre la lunette arrière (4) et ladite partie supérieure (5a) du panneau de coffre 30 (5). 7. Système selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que ledit câble transversal (10) est disposé au-dessus d'une partie inférieure (5b) du panneau de coffre (5) et la base des montants (11,12) de ce câble (10) est à une distance comprise entre 0 et 200 cm du raccord (9) entre la partie supérieure (5a) et la partie inférieure (5b) du panneau de coffre (5). 8. Système selon l'une quelconque des revendications 1, 2 ou 4, 5 caractérisé en ce que ledit câble longitudinal (20) est disposé au-dessus de chaque montant de baie (15) de la lunette arrière (4). 9. Système selon l'une quelconque des revendications 1, 2 ou 4, caractérisé en ce que ledit câble longitudinal (20) est disposé au-dessus de la partie supérieure (5a) du panneau de coffre (5). 10. Système selon l'une quelconque des revendications 1, 2 ou 4, caractérisé en ce que ledit câble longitudinal (20) est disposé au-dessus de la partie inférieure (5b) du panneau de coffre (5). 11. Système selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que la longueur des montants (11, 12; 21, 22) dudit câble (10 15 20) est comprise entre 5 et 100 cm. 12. Système selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, caractérisé en ce que ledit câble (10; 20) forme avec l'élément de carrosserie (4; 5) correspondant, un angle compris entre 0 et 180 . 13. Système selon l'une quelconque des revendications là 12, 20 caractérisé en ce que ledit câble (10; 20) a une section circulaire de diamètre compris entre 0,5 et 10 cm. 14. Système selon l'une quelconque des revendications 1 à12, caractérisé en ce que ledit câble (10; 20) a une section elliptique dont le petit axe et le grand axe ont chacun une longueur comprise entre 0,5 et 10 cm. 15. Système selon l'une quelconque des revendications 1 à 12, caractérisé en ce que ledit câble (10; 20) a une section en forme d'aile d'avion dont l'épaisseur et la corde ont chacune une longueur comprise entre 0,5 et 10 cm. 16. Système selon l'une quelconque des revendications 1 à 15, 30 caractérisé en ce que ledit câble (10; 20) est déplaçable entre une première position intégrée à l'élément de carrosserie (4; 5) correspondant et une seconde position au-dessus dudit élément de carrosserie, ledit déplacement étant piloté par un organe de commande en fonction d'informations fournies par au moins un capteur de pression et/ou de vitesse et/ou de frottement implanté sur la carrosserie (2) du véhicule automobile. 17. Véhicule automobile, caractérisé en ce qu'il comporte un 5 système aérodynamique selon l'une quelconque des revendications précédentes.