Brevet FR2856974A1 — publié le 20050107

La présente invention concerne un élément de réduction des efforts aérodynamiques et plus particulièrement de la traînée et de la portance aérodynamique d'un véhicule automobile et également un véhicule automobile équipé d'un tel élément 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 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 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 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. Par ailleurs, lorsque le véhicule se déplace, une force verticale appelée portance aérodynamique vient modifier sa charge et son équilibre dynamique. La portance aérodynamique augmente avec le carré de la vitesse et tend à soulever le véhicule et donc à lui faire perdre de l'adhérence. Cette force verticale est donc essentielle pour la stabilité du véhicule à vitesse élevée et par exemple en situation de freinage d'urgence. L'invention a pour but de proposer un élément aérodynamique qui permet non seulement de diminuer la portance arrière et donc d'améliorer sa stabilité, mais aussi de modifier la structure même du sillage de l'écoulement de l'air autour du véhicule et de favoriser une diminution de la traînée de ce dernier et donc sa consommation. L'invention a donc pour objet un élément de réduction des efforts aérodynamiques et plus particulièrement de la traînée et de la portance aérodynamique d'un véhicule automobile, caractérisé en ce qu'il comprend un aileron s'étendant transversalement à l'axe longitudinal du véhicule et disposé au-dessous du soubassement de ce véhicule en aval de l'essieu arrière. Selon d'autres caractéristiques de l'invention: - l'aileron présente par exemple une section transversale en forme d'aile d'avion, - l'aileron est fixe au-dessous du soubassement du véhicule, - la distance entre le soubassement et l'aileron et/ou l'angle d'incidence de cet aileron et/ou la distance entre l'essieu arrière et ledit aileron sont variables et pilotés par un organe de commande en fonction de la vitesse du véhicule, la distance entre le soubassement et l'aileron et/ou l'angle d'incidence de cet aileron et/ou la distance entre l'essieu arrière et ledit aileron sont variables et pilotés par au moins 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 du véhicule, - la distance entre le soubassement et l'aileron est comprise entre 10 mm et 400 mm, - l'angle d'incidence de l'aileron est compris entre -90 et + 90 . 25 30 2856974 3 - l'aileron est déplaçable entre une première position intégrée au soubassement du véhicule et une seconde position fixe au-dessous dudit soubassement, le déplacement de cet aileron entre lesdites positions étant actionné par au moins un organe de commande au-dessus d'une vitesse 5 prédéterminée du véhicule, - l'aileron est déplaçable entre une première position intégrée au soubassement du véhicule et une seconde position variable au-dessous dudit soubassement, le déplacement de l'aileron entre ces positions et la distance entre le soubassement et l'aileron et/ou l'angle d'incidence de cet aileron et/ou la distance entre l'essieu arrière et ledit aileron étant actionnés par au moins 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 du véhicule et/ou un freinage d'urgence, - la distance entre le soubassement et l'aileron est variable entre 0 15 et 400 mm, - l'angle d'incidence est variable entre -90 et +90 . L'invention a aussi pour objet un véhicule automobile, caractérisé en ce qu'il comporte un élément 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 faite en se référant aux dessins annexés, sur lesquels: - la Fig. 1 est une vue schématique de côté de la partie arrière d'un véhicule automobile équipé d'un élément aérodynamique conforme à 25 l'invention, - la Fig. 2 est une vue schématique en perspective d'un élément 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 vitesse élevée, les forces aérodynamiques générées par les dépressions et les décollements, les recirculations, les tourbillons longitudinaux de l'air. Par ailleurs, une force verticale appelée portance aérodynamique modifie la charge du véhicule et son équilibre dynamique. La portance aérodynamique augmente avec le carré de la vitesse et tend à soulever le véhicule et donc à lui faire perdre de l'adhérence. Cette force est donc essentielle pour la stabilité du véhicule à vitesse élevée et en situation de freinage d'urgence, par exemple. Cette force peut se décomposer pour chaque essieu du véhicule, en une portance avant et en une portance arrière. Sur la Fig. 1, on a représenté schématiquement la partie arrière 1 d'un véhicule automobile qui comporte, de manière classique, des éléments de la carrosserie 2, un soubassement 3, un bouclier arrière 4 et des roues 5 portées par un essieu arrière 6. Cette partie arrière est équipée d'un élément de réduction des efforts aérodynamiques et plus particulièrement de la traînée et de la portance aérodynamiques du véhicule automobile qui comprend un aileron désigné par la référence 10. L'aileron 10 s'étend transversalement à l'axe longitudinal du véhicule et est disposé au-dessous du soubassement 3 en aval de l'essieu arrière 6. L'aileron 10 présente par exemple une section transversale en forme d'aile d'avion et est relié au soubassement 3 par au moins un support 11 et, de préférence, par deux supports 11 s'étendant parallèlement l'un par rapport à l'autre et disposés chacun sur un bord transversal dudit aileron 10. Cet aileron 10 peut bien évidemment avoir des formes différentes à celle représentée sur les figures. La position de l'aileron 10 au-dessous du soubassement 3 est optimisée et est déterminée par la distance H entre le soubassement 3 et l'aileron 10, par l'angle a d'incidence de cet aileron 10 ainsi que par la distance X entre l'essieu arrière 6 et le bord avant dudit aileron 10. Selon un premier mode de réalisation, l'aileron 10 est fixe et sa position déterminée par les distances H et X et par l'angle a d'incidence est prédéfinie en fonction du type de véhicule sur lequel cet aileron 10 doit être monté de façon à réduire la traînée du véhicule et surtout sa portance. Selon un second mode de réalisation, la distance H entre le soubassement 3 et l'aileron 10 et/ou l'angle a d'incidence de aileron 10 et/ou la distance X entre l'essieu 6 et le bord avant de l'aileron 10 sont variables et pilotés par au moins un organe de commande en fonction de la vitesse du véhicule. Selon un troisième mode de réalisation, l'un des paramètres ou tous ces paramètres de positionnement de l'aileron 10 sont variables et pilotés par au moins 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 du véhicule. Pour ces différents modes de réalisation, dans lesquels l'aileron 10 est toujours apparent au-dessous du soubassement 3, la distance H entre ce soubassement 3 et l'aileron 10 est comprise entre 10 et 400 mm et l'angle a d'incidence dudit aileron 10 est compris entre -90 et +90 . Selon un quatrième mode de réalisation, l'aileron 10 est déplaçable entre une première position intégrée dans un logement de forme correspondante ménagé dans le soubassement 3 et une seconde position fixe au-dessous dudit soubassement 3. Dans ce cas, le déplacement de l'aileron 10 est actionné par au moins un organe de commande par exemple au-dessus d'une vitesse 20 prédéterminée du véhicule automobile. Selon un cinquième mode de réalisation, l'aileron 10 est déplaçable entre une première positon intégrée dans un logement de forme correspondante ménagé dans le soubassement 3 et une seconde position variable au-dessous de ce soubassement 3. Dans ce cas, le déplacement de l'aileron 10 entre ces deux positions et la distance H entre le soubassement 3 et l'aileron 10 et/ou l'angle a d'incidence de cet aileron 10 et/ou la distance X entre l'essieu arrière 6 et le bord avant dudit aileron 10 sont actionnés et pilotés par au moins 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 du véhicule. Selon un dernier mode de réalisation, l'aileron 10 peut être activé en réponse à une situation de freinage d'urgence, par exemple, et dans ce cas la position de l'aileron 10 est modifiée le plus vite possible en créant à l'instant souhaité une portance négative afin d'augmenter au maximum les efforts sur l'essieu arrière 6 et permettre ainsi au conducteur de garder le contrôle du véhicule. La distance H entre le soubassement 3 et l'aileron 10 dans le cas où cet aileron 10 est déplaçable entre une première position escamotée dans le soubassement et une position au-dessous de ce soubassement, est variable entre 0 et 400 mm. De même, l'angle a d'incidence est variable entre 90 et + 90 . D'une manière générale, la position et le profil de l'aileron 10 sont optimisés en fonction du type de véhicule automobile et également en fonction des conditions d'utilisation de ce véhicule automobile. L'élément aérodynamique selon l'invention s'applique à un véhicule automobile qui soit monospace, bicorps ou tricorps et permet donc de réduire la portance et donc d'améliorer la stabilité du véhicule, mais aussi de modifier la structure même du sillage de l'écoulement d'air autour du véhicule et de favoriser une diminution de la traînée et, de ce fait, de diminuer la consommation d'énergie et d'augmenter la stabilité dudit véhicule. REVENDICATIONS 1. Elément de réduction des efforts aérodynamiques et plus particulièrement de la traînée et de la portance aérodynamiques d'un véhicule automobile, caractérisé en ce qu'il comprend un aileron (10) s'étendant transversalement à l'axe longitudinal du véhicule et disposé au-dessous du soubassement (3) de ce véhicule en aval de l'essieu arrière (6). 2. Elément selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'aileron (10) présente une section transversale en forme d'aile d'avion. 3. Elément selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l'aileron (10) est fixe au-dessous du soubassement (3) du véhicule. 4. Elément selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la distance entre le soubassement (3) et l'aileron (10) et/ou l'angle d'incidence de cet aileron (10) et/ou la distance entre l'essieu arrière (6) et ledit aileron (10) sont variables et pilotés par au moins un organe de commande en fonction de la vitesse du véhicule. 5. Elément selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la distance entre le soubassement (3) et l'aileron (10) et/ou l'angle d'incidence de cet aileron (10) et/ou la distance entre l'essieu arrière (6) et ledit aileron (6) sont variables et pilotés par au moins 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 du véhicule. 6. Elément selon la revendication 4 ou 5, caractérisé en ce que la distance entre le soubassement (3) et l'aileron (10) est comprise entre 10 et 400mm. 7. Elément selon la revendication 4 ou 5, caractérisé en ce que l'angle d'incidence de l'aileron (10) est compris entre -90 et +90 . 8. Elément selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l'aileron (10) est déplaçable entre une première position intégrée au soubassement (3) du véhicule et une seconde position fixe au-dessous dudit soubassement (3), le déplacement de cet aileron entre ces positions étant actionné par au moins un organe de commande au-dessus d'une vitesse prédéterminée du véhicule. 9. Elément selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l'aileron (10) est déplaçable entre une première position intégrée au soubassement (3), du véhicule et une seconde position variable au-dessous dudit soubassement (3) le déplacement de l'aileron (10) entre ces deux positions et la distance entre le soubassement (3) et l'aileron (10) et/ou l'angle d'incidence de cet aileron (10) et/ou la distance entre l'essieu arrière (6) et ledit aileron (10) étant actionnés et pilotés par au moins un organe de commande en fonction d'informations fournies par au moins un capteur de pression etlou de vitesse et/ou de frottement implanté sur la carrosserie du véhicule et/ou un freinage d'urgence. 10. Elément selon la revendication 8 ou 9, caractérisé en ce que la distance entre le soubassement (3) et l'aileron (10) est variable entre 0 et 400 mm. 11. Elément selon l'une quelconque des revendications 8 à 10, caractérisé en ce que l'angle d'incidence est variable entre 90 et + 90 . 12. Véhicule automobile, caractérisé en ce qu'il comporte un élément aérodynamique (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes.