1. Forme et géométrie :
* Forme générale : Une forme en forme de larme est intrinsèquement plus aérodynamique, minimisant la traînée en guidant en douceur le flux d'air autour du véhicule. Cependant, l’aspect pratique dicte souvent des compromis.
* Front-End : L'avant est la zone critique pour la gestion du flux d'air. Un nez incliné, des prises d'air soigneusement conçues et des transitions en douceur sont cruciaux. Des fonctionnalités telles que l'aérodynamique active (éléments réglables) peuvent optimiser le flux d'air à différentes vitesses.
* Sous-caisse : Le flux d’air sous la voiture représente une part importante de la traînée. Un soubassement lisse et plat avec des diffuseurs et des supports aérodynamiques soigneusement conçus est essentiel. Cela passe souvent par la gestion de la séparation des flux d'air à l'arrière.
* Arrière : L’arrière de la voiture doit gérer la séparation des flux d’air en douceur. Une partie arrière effilée, un diffuseur bien conçu et un becquet ou une aile soigneusement formés (en fonction de l'appui souhaité) sont essentiels.
* Profil latéral : Des surfaces lisses et minimisant les saillies (poignées de porte, rétroviseurs, etc.) sont essentielles pour réduire la traînée. La rationalisation aide à minimiser les turbulences.
2. Détails des surfaces :
* Lisse de la surface : Même de petites imperfections peuvent créer une traînée importante. Des surfaces lisses, éventuellement dotées de revêtements spécialisés, sont essentielles.
* Textures de surface : Les alvéoles ou autres surfaces texturées peuvent manipuler le flux d'air et réduire la traînée dans des zones spécifiques (comme les balles de golf), mais leur application nécessite une conception minutieuse.
3. Composants et interactions :
* Jantes et pneus : Les roues et les pneus génèrent une traînée importante. La conception aérodynamique des roues et la sélection des pneus peuvent améliorer l’efficacité. Les enjoliveurs ou carénages peuvent réduire davantage la traînée.
* Miroirs : Des miroirs correctement formés minimisent les perturbations et les turbulences, et leur placement est crucial pour une circulation d'air optimale.
* Système de refroidissement : Les besoins en débit d'air pour refroidir le moteur et les freins doivent être soigneusement équilibrés avec la nécessité de minimiser la traînée globale. Cela implique souvent des conceptions complexes comme des conduits d’air et des échangeurs de chaleur.
* Éclairage : Les phares, les feux arrière et autres éléments d'éclairage doivent être conçus pour minimiser les perturbations du flux d'air.
4. Dynamique des fluides computationnelle (CFD) :
* Simulation : Les simulations CFD sont cruciales pour prédire et optimiser le flux d’air autour de la voiture. Cela permet aux ingénieurs de tester virtuellement diverses conceptions et d’identifier les domaines à améliorer avant de construire des prototypes physiques.
5. Essais en soufflerie :
* Validation : Les tests en soufflerie sont essentiels pour valider les simulations CFD et affiner la conception en fonction des interactions réelles des flux d'air. Cela implique souvent de mesurer la traînée, la portance et d’autres forces aérodynamiques.
6. Plage de vitesse cible :
* Optimisation : La conception aérodynamique optimale dépend de la plage de vitesse prévue de la voiture. Une conception optimisée pour les vitesses élevées peut ne pas être optimale à basse vitesse, et vice versa.
7. Force vers le bas ou traînée :
* Compromis : Il y a souvent un compromis entre minimiser la traînée (pour l'efficacité) et générer de la force d'appui (pour la maniabilité et la stabilité, en particulier à grande vitesse). Cet équilibre est crucial pour la performance globale. Cet équilibre change souvent en fonction de l'utilisation prévue de la voiture. Une voiture de course peut avoir besoin de grandes quantités d’appui, même si cela signifie un coefficient de traînée plus élevé.
En résumé, créer la voiture la plus aérodynamique est un processus itératif nécessitant une compréhension approfondie de l’aérodynamique, des outils informatiques et des tests approfondis. L'objectif est d'équilibrer la réduction de la traînée pour plus d'efficacité et la génération d'une force d'appui suffisante pour la maniabilité et la stabilité, tout en tenant compte des contraintes pratiques et de l'utilisation prévue du véhicule.
