Qualification aérodynamique des matériels roulants
Mots clés : aérodynamique externe, coefficients de trainée, portance, consommation, énergies, réduction des coûts, simulation numérique, turbulence, tourbillons, essai, soufflerie
ENJEUX ET OBJECTIFS
Depuis plusieurs dizaines d’années, l’intérêt pour l’aérodynamisme n’a cessé de grandir. Présent dans tous les secteurs d’activités : du dimensionnement structurel à la réduction de la consommation des véhicules, c’est sur le secteur des transports que ce phénomène semble devenir d’une importance capitale. En effet, les autorités européennes mettent d’ores et déjà une pression progressive sur le secteur en imposant des niveaux d’émissions de CO2 stricts. La route représente 74% des émissions de CO2 du secteur des transports. En conséquence, les normes d’émission de CO2 et de consommation ont été modifiées.
En premier lieu, le test d’émission de CO2 et de consommation NEDC (New European Driving Cycle) datant des années 80 a disparu le 1er Mars 2020 dernier pour l’arrivée du WLTP (Worldwide Harmonised Light Vehicle Test Procedure) plus en adéquation avec la réalité de fonctionnement des véhicules actuels (vitesse moyenne, climatisation en fonctionnement, …). Les taxes du malus écologique ont donc été revus à la hausse depuis.
Les camions et bus sont également concernés par ces typologies de mesures dont les normes se montrent davantage sévères : 15% de réduction des émissions de CO2 pour 2025 pour une évolution atteignant 30% dès 2030. Cela représente un enjeu réel. Les solutions électriques ont le vent en poupe tandis que les moteurs thermiques doivent revoir profondément leur copie pour proposer une révolution du secteur.
Pour cela, nos équipes s’engagent auprès des constructeurs dans l’accomplissement des objectifs de réduction de CO2 en analysant, par simulation aérodynamique, les performances des véhicules et équipements embarqués.
Notamment en considérant : les coefficients de trainée aérodynamique et les phénomènes de décollement/recollement.
Cette expertise en mécanique des fluides permet à CIMES de vous accompagner au travers du processus d’optimisation de vos systèmes, soit par méthode itérative manuelle ou intégrant des solutions d’optimisation intégrées.
La simulation numérique reste un allié de taille dans l’exploration de designs innovants réduisant la consommation des véhicules. Nos équipes travaillent à adapter et améliorer nos modèles via l’exploitation de soufflerie à veine longue permettant de valider par essai les travaux réalisés en simulation (via la théorie des similitudes).
PRESTATIONS CIMES
Ξ Modélisation tridimensionnelle de la structure soumis à l’effort de trainée
Ξ Définition du cas de charge et de l’environnement extérieur
Ξ Analyse locale des efforts de trainée
Ξ Etude des effets de décollement/recollement sur les structures
Ξ Simulation instationnaire pour l’étude temporelle : étude des phénomènes temporels et des détachés tourbillonnaires (tourbillon de sillage, instabilités temporelles, battements à fréquence constante, …)
Ξ Optimisation de structures pour l’amélioration des performances aérodynamiques
Ξ Corrélation essais-calculs à partir de données expérimentales : balance aérodynamique tri-axe, mesures de pression, …
