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La résistance aérodynamique a un impact majeur sur le rendement énergétique de votre véhicule, surtout lorsqu'il roule à plus de 50 km/h. La clé pour réduire cet impact et diminuer vos coûts de carburant est de comprendre comment fonctionne l'aérodynamisme des véhicules.
Lorsqu'un véhicule fend l'air, il rencontre une résistance aérodynamique importante : la force exercée par l'air. Bien que la résistance à l'air se produise à n'importe quelle vitesse, sa relation avec la vitesse n'est pas proportionnelle. Ainsi, si vous doublez votre vitesse, la résistance à l'air est multipliée par quatre. Si vous triplez votre vitesse, la résistance est multipliée par neuf, et ainsi de suite.
Ce phénomène a un impact considérable sur l'efficacité énergétique d'un poids lourd, surtout lorsqu'il roule à grande vitesse sur une autoroute. En fait, la résistance à l'air peut être responsable de près d'un tiers des pertes de carburant lors d'une opération diesel longue distance typique. Pour les véhicules électriques à batterie, les pertes d'énergie peuvent atteindre 50 %. L'aérodynamisme d'un véhicule est donc un élément clé qui a une influence directe sur le rendement énergétique et l'impact sur l'environnement.
Pour réduire l'impact de la résistance à l'air, il est important de retarder ou de minimiser la séparation de flux d'air. Au cours de ce phénomène, une couche de flux d'air se détache de la surface du véhicule et devient très turbulente. Plus elle se détache tôt, plus le sillage derrière le véhicule est important et donc plus la traînée de pression est élevée.
Une façon de réduire la séparation de flux d'air consiste à combler les espacements à l'avant du véhicule lorsque cela est possible. Les coins avant sont une zone particulièrement sensible où même de petits espacements peuvent provoquer une séparation de l'air, ce qui a un impact significatif sur le flux d'air global.
« Lorsque le flux d'air atteint le coin du véhicule, l'effet est semblable à celui ressenti lorsque l'on monte sur un manège dans une fête foraine. Vous devez vous accrocher pour rester sur la trajectoire courbe. Il en va de même pour le flux d'air, sauf qu'il n'a pas de mains pour s'accrocher à une surface comme nous le faisons. Pour rester attaché, l'air doit utiliser une pression basse », explique Anders Tenstam, Technology Specialist Aerodynamics, Volvo Trucks.
Combler les espacements à l'avant du véhicule ouvre également d'autres possibilités d'amélioration, comme des allonges de porte plus longues pour réduire le vide dans le caisson de marchepied. Cela retarde la séparation du flux, car l'air a une surface plane à laquelle s'attacher.
Le même principe s'applique aux extensions d'aile qui diminuent l'espacement au-dessus de la roue. Les rétroviseurs des véhicules peuvent également être optimisés par des lignes courbes et des trous plus petits. En outre, l'installation de caméras en guise de rétroviseurs au lieu de véritables rétroviseurs réduit la surface frontale du véhicule, ce qui se traduira par une traînée aérodynamique moindre.
As we look to the future, it is essential that trucks are as energy efficient as possible and advances in aerodynamics will have a major role to play
Le déflecteur de pavillon est le dispositif aérodynamique le plus important pour réduire la consommation de carburant. Bien sûr, cela dépend du type d'activité, mais de nombreux transporteurs gagneront à utiliser un déflecteur de pavillon, à condition qu'il soit choisi et installé en fonction de la configuration de la remorque. Il est crucial de garantir une hauteur optimale : des résultats récents basés sur des simulations effectuées chez Volvo Trucks indiquent qu'il est possible d'économiser entre 2 et 6 %* de carburant si la hauteur est réglée correctement.
Le type de remorque utilisé dans vos opérations quotidiennes aura également un impact sur les performances de vos équipements aérodynamiques et sur la quantité de carburant ou d'énergie que vous pouvez économiser. Par exemple, lorsqu'ils sont combinés, les simulations montrent que le déflecteur de pavillon de cabine et les déflecteurs latéraux de cabine peuvent réduire la consommation de carburant de 4 à 5 %* lors d'une mission longue distance typique.
Pour les opérations avec différents types de configurations de remorques, la quantité de carburant que vous pouvez économiser variera, mais les déflecteurs de pavillon et les déflecteurs latéraux de cabine auront toujours un impact positif. En effet, lorsque le flux d'air est libéré à l'arrière de la cabine, il est aspiré dans l'espace entre la cabine et la charge, ce qui crée une importante résistance à l'air. Des déflecteurs de pavillon et latéraux correctement positionnés sont nécessaires pour protéger la charge non aérodynamique de cette configuration d'air.
Les progrès de la simulation virtuelle ont ouvert de nouvelles possibilités pour visualiser et analyser le comportement du flux d'air et l'aérodynamisme des véhicules. Les paramètres de simulation peuvent être facilement ajustés et exécutés à plusieurs reprises en peu de temps. Le processus de vérification et les délais de mise sur le marché des améliorations aérodynamiques s'en trouvent accélérés.
« Il s'agit d'un domaine qui évolue rapidement et qui ne cesse de prendre de l'ampleur. Il est désormais possible d'examiner n'importe quelle partie du véhicule pour acquérir des connaissances sur le flux d'air et améliorer les performances aérodynamiques », explique Mattias Hejdesten, Engineering Specialist Aerodynamics, chez Volvo Trucks.
La récente mise à jour de la directive européenne sur le poids et les dimensions des camions supprime la restriction de longueur totale de 16,5 mètres et offre une plus grande liberté en matière d'optimisation de la forme aérodynamique de l'extérieur du véhicule.
« Tout cela a changé la façon dont les constructeurs de poids lourds travaillent avec l'aérodynamisme, et les transporteurs peuvent s'attendre à voir davantage de changements de conception à l'avenir », déclare Mattias Hejdesten.
En outre, l'aérodynamisme ne consiste plus seulement à réduire la consommation de carburant. Il s'agit d'accroître l'efficacité énergétique, quel que soit le type de carburant du véhicule, pour réduire l'impact sur l'environnement.
L'amélioration de l'aérodynamisme est particulièrement importante pour les véhicules électriques à batterie, qui disposent de moins d'énergie. Faire les bons choix en matière d'équipements et tenir compte de la conception aérodynamique lors de la spécification de votre véhicule avec votre fournisseur est donc l'un des moyens les plus importants d'optimiser les itinéraires et d'augmenter l'autonomie.
« Pour l'avenir, il est essentiel que les véhicules aient un rendement énergétique aussi élevé que possible et les progrès en matière d'aérodynamisme auront un rôle majeur à jouer », déclare Anders Tenstam.
When air flow approaches a truck corner, think of it like a carousel fairground ride. You need to hold on to stay on the curved path. It’s the same with air flow, except it does not have hands to cling on to a surface like we do
*Sur la base d'une opération Diesel longue distance typique et d'une configuration de remorque standard, ainsi que de simulations virtuelles et de recherches approfondies menées par Volvo Trucks. Les économies de carburant effectives peuvent varier en fonction de nombreux facteurs, à savoir la vitesse de conduite, l'utilisation du régulateur de vitesse, les caractéristiques techniques du véhicule, la charge utile du véhicule, la topographie réelle, l'expérience de conduite du conducteur, l'entretien du véhicule et les conditions météorologiques.