Expérimentation

Afin de vérifier nos suppositions, nous avons voulu calculer le Cx de différentes voitures. Pour se faire nous avons acheté sur internet deux voitures à l’échelle 1/24 :

Une Citroën 2CV Une Lamborghini Aventador

Grace à la soufflerie de l’école et l’aide de notre professeur de sciences de l’ingénieur nous avons testé les deux véhicules. Afin d’accentuer la différence potentielle du Cx, nous avons décidé de prendre une voiture ancienne (la 2CV) et une voiture de notre époque (l’aventador). Pour réaliser cette expérience, nous avons mis les voitures dans la soufflerie l’une après l’autre. La soufflerie étant reliée à un ordinateur, nous avons ensuite modifié la vitesse de l’air afin que l’ordinateur puisse calculer la traînée de chaque véhicule. On remarque que selon les véhicules le fil rouge est plus ou moins droit. La soufflerie donne la traînée du véhicule. Nous avons donc voulu calculer leur Cx.

Pour connaître la surface frontale de chaque réplique nous avons dessiné les ombres des véhicules sur un papier à petit carreaux de sorte à ce que les formes soient les plus ressemblantes possible.

Pour connaitre la traînée des véhicules, nous avons relevé les différentes données écrites sur les vidéos que nous avons prises et en avons fait une moyenne exposée dans le tableau ci-dessous:

Nous avons fait une moyenne des données et avons obtenu une traînée de 0,068 pour la Lamborghini et une traînée de 0.129 pour la 2CV.

Ensuite, pour trouver le Cx des véhicules miniatures nous avons utilisé la formule suivante :

V : la vitesse utilisée pour les deux expériences était d’environ 64 km/h ce qui correspond à environ 17,78 m/s

p : la masse volumique de l’air est d’environ 1.225 kg/m3

T aventador : grâce à la moyenne réalisée précédemment on sait que la traînée est de 0.068

T 2cv : grâce à la moyenne réalisée précédemment on sait que la traînée est de 0.129

S aventador : grâce à notre calcul, sa surface frontale est d’environ 0.00255 m²

S 2cv : grâce à notre calcul, sa surface frontale est d’environ 0.002625 m²

Une fois toutes ces données recueillies, nous avons réalisé les deux calculs :

D'après les résultats de nos expériences le Cx de la Lamborghini Aventador est d’environ 0.14 et celui de la 2CV est d’environ 0.25. En réalité, le Cx de l’aventador est de 0.35 et celui de la 2CV est de 0,52 (données du constructeur). Par ailleurs, on peut constater que la différence entre les Cx des deux maquettes est comparable à celle des deux véhicules authentiques.

On remarque une grande différence entre ces deux Cx, La Lamborghini est bien plus aérodynamique que la Citroën 2CV ce qui confirme nos recherches.

La différence de Cx n’est pas surprenante lorsque on s’intéresse à ces deux véhicules. On remarque que les phares de la 2CV ressortent, ce qui est mauvais pour la traînée ou encore les ailes extérieures qui ressortent du reste de la carrosserie alors qu’elles ne se distinguent pas du reste sur la Lamborghini. L’une des différences des plus frappantes est la taille de ces deux véhicules. La 2CV est très haute, la distance entre le soubassement de la voiture et la route est très grande alors que pour l’Aventador, qui a une forme allongée, elle très basse et bien plus large que la 2CV qui elle, est rectangulaire.

Si on compare ces deux véhicules avec les recommandations décrites pour obtenir "la forme parfaite" en aérodynamique (cf. chapitre I. C. "quelle doit être la forme de la carrosserie?" du TPE), on constate que l'arrière de la Lamborghini descend de manière bien moins abrupte que la 2CV. On peut également noter que les formes avant de la Lamborghini sont toutes des formes géométriques arrondies permettant de faciliter au maximum la pénétration dans l'air contrairement à la Citroën, qui même en ayant des formes arrondies restent très imposantes. La Lamborghini possède de larges roues et des jantes creusées vers l'intérieur alors que la 2CV à des roues très fines et des jantes qui ressortent des roues. La Citroën est assez élevée par rapport au sol ce qui laisse passer une grande quantité d'air, contrairement à l'Aventador qui elle, est très proche du sol.

On peut en conclure que la carrosserie de la Lamborghini Aventador suit presque toutes les indications permettant d’avoir la traînée la plus basse possible, ce qui peut donc expliquer en partie son Cx.