AeroEfficient

Technologies EcoActives
AeroEfficient
Optimisation de la forme du train
En tant que référence ferroviaire mondiale,
Bombardier place la protection de l’environnement
au cœur de ses préoccupations. AeroEfficient
Optimisation de la forme du train fait partie de la
gamme de produits ECO4* de Bombardier.
Le climat est favorable
aux trains
Nos produits et services associent la technologie
d’économie d’énergie à la sécurité optimale, la fiabilité et
la rentabilité, qui représentent une valeur ajoutée pour nos
clients, tout en protégeant l’environnement pour les
générations futures.
Technologie ferroviaire
ECO4 – Energie, Efficacité, Economie et Ecologie
Pour répondre aux défis croissants des opérateurs : réduire
la consommation d’Energie, améliorer l’Efficacité, protéger
l’Environnement et fournir une réponse Economique viable,
ECO4 représente la validation concrète du slogan de
Bombardier : Le climat est favorable aux trains*.
Réduire la consommation
d’énergie des véhicules sur rail
L’application naturelle de la
science et de l’évolution
Dans les trains interurbains et les trains à grande vitesse,
60 % de l’effort de traction est perdu à cause de la traînée
et de la friction aérodynamiques lors des cycles de
fonctionnement types. En réduisant la traînée de 25 %, il
est possible d’économiser entre 8 à 15 % de l’énergie de
traction.
Utiliser la nature pour la préserver
L’approche avant-gardiste de Bombardier relative à
l’efficacité aérodynamique utilise la science « bionique »,
dont les idées et les progrès technologiques les plus
récents s’inspirent directement de la nature. La bionique,
qui a déjà été intégrée avec succès au sein de l’industrie
automobile et de l’industrie aérospatiale dans la création de
concepts efficaces sur le plan énergétique, est une science
qui reconnaît que les processus d’évolution propres à la
nature peuvent contribuer à assurer l’amélioration continue
par la loi de la « sélection naturelle ».
Bombardier a développé son processus AeroEfficient
d’optimisation aérodynamique du train qui permet une
optimisation de l’aérodynamique des véhicules, assurant
ainsi une réduction de la traînée, une économie d’énergie
et une stabilité à grande vitesse.
Simulation de la distribution de pression dans une
étude sur un train régional
Visualisation des rubans de flux – simulation de train grande vitesse
circulant dans des conditions de vent traversier
L’optimisation des performances aérodynamiques des
véhicules sur rail peut avoir un impact considérable sur
l’amélioration de l’efficacité énergétique. Un train aux lignes
épurées offre non seulement une conception esthétique
attrayante et dynamique mais présente également
l’avantage d’une traînée moindre réduisant ainsi la
consommation d’énergie.
En l’absence de modèle direct dans la nature qui puisse
simuler la performance d’un train à grande vitesse, les
spécialistes de l’aérodynamique de Bombardier ont poussé
leurs recherches encore plus loin. La mise en parallèle des
principes de la sélection et de l’évolution naturelles et une
approche avancée de modélisation par ordinateur qui crée
la meilleure forme possible permet l’optimisation de nos
dernières conceptions de véhicules, générant ainsi une
plus faible consommation d’énergie et une stabilité
maximale.
A grande vitesse, l’aérodynamique joue un rôle encore plus
important puisque la stabilité par vent traversier décroît
quand la vitesse augmente. Bombardier a établi des
références croisées de ces exigences potentiellement
contradictoires lors du développement de son paradigme
de conception de véhicule optimisé.
ZEFIRO* de Bombardier est la nouvelle référence pour
les trains à grande vitesse en termes de traînée aérodynamique faible associée à une stabilité élevée, dans des
conditions de circulation par vent traversier. Pour atteindre
cet équilibre, Bombardier a utilisé les méthodes et les outils
d’Ingénierie Assistée par Ordinateur (IAO) les plus pointus,
tout en y intégrant la Conception Assistée par Ordinateur
(CAO) et la Dynamique des Fluides Numérique (DFN).
Notre modélisation complexe intègre pas moins de 60
paramètres de conception distincts prenant en compte
l’enveloppe extérieure, la cabine, la structure de crash et
les contraintes ergonomiques du train.
La modélisation aérodynamique de Bombardier permet la
configuration optimale des :
• Parties de remplacement avant et arrière du train
• Spoilers
• Solutions d’intégration du pantographe
• Profilages et de l’enveloppe du bogie
Coefficient de traînée
ZEFIRO, une nouvelle
référence en matière
d’efficacité aérodynamique
Evolution de la conception
Ce graphique illustre le processus d’itération de la conception initiale à la
forme optimisée. Dans cet exemple, l’algorithme générique appliqué a
pris en compte 14 paramètres pour déterminer la conception optimale
par rapport à la traînée aérodynamique.
Géométrie des arêtes frontales
Forme du nez
Carénage inférieur
Exemple de variations possibles avec un modèle CAO paramétrisé
AeroEfficient Optimisation de la forme du train
permet d’atteindre les performances suivantes :
• Augmentation de l’efficacité énergétique
- Réduction de la traînée de 25 %
- Réduction de l’utilisation de l’énergie de traction
pouvant atteindre 15 %
• Augmentation de la stabilité par vent traversier à
grande vitesse avec un poids réduit
- Une réduction de la force du vent sur la voiture de
tête d’un train à haute vitesse équivalant à 5 à 7
tonnes de ballast supplémentaire, c’est-à-dire
- Une économie de poids potentielle de 5 à 7 tonnes,
avec la même performance par vent traversier
De plus, les temps de voyage sont réduits grâce à des
capacités d’accélération plus élevées.
L’utilisation d’un processus multiple d’amélioration sélective
et continue permet à Bombardier d’améliorer automatique­
ment chaque conception générée jusqu’à la dernière. Cette
approche permet d’obtenir un résultat final proche de la
perfection.
Le modèle de Bombardier intègre les exigences relatives à
la structure de crash et à la visibilité des signaux pour des
conducteurs assis ou debout ainsi que les mouvements
des bogies.
Bombardier Transport
Am Rathenaupark
16761 Hennigsdorf, Allemagne
Tél +49 3302 89 0
Fax+49 3302 89 2088
www.bombardier.com
*Marques de commerce de Bombardier Inc. ou de ses filiales.
Technologies EcoActives
Outil de CAO
Crée et configure des
géométries paramétrées
Solveur
Calcule les variables
physiques pertinentes
(par ex. la traînée)
Générateur de
maillage
Génération de maillage
pour le calcul
Optimiseur
Paramétrage optimisé
par ordinateur
Approche générale de l’optimisation de la forme aérodynamique
Le résultat de l’optimisation aérodynamique de Bombardier
consiste à fournir un groupe de concepts optimisés en
termes de traînée aérodynamique et de stabilité par vent
traversier. Les opérateurs de train peuvent ainsi profiter de
l’avantage de sélectionner parmi plusieurs conceptions
correspondant à leurs préférences en matière de style.
Dans le même temps, ils ont l’assurance que chacune de
ces conceptions respecte les principes de performance
énergétique optimisée et de stabilité et sécurité maximales.
Si vous n’avez plus l’utilité de cette plaquette, merci de la recycler.
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AeroEfficient optimisation de la forme du train