coefficient cx - Belgian Mercedes

Gazette | Le monde de Mercedes-Benz 17
La précision aérodynamique
>> Le tunnel aérodynamique de Mercedes-Benz
Texte: Ronny Cnudde | Photos: Daimler Communications
L
’histoire du tunnel aérodynamique remonte à 1919, lorsque l’ingénieur Paul
Jaray construisit ce dispositif dans le cadre
de l’usine Zeppelin. Ses recherches permirent la confection de zeppelins plus aérodynamiques tels que le LZ120 ‘Bodense’et
le LZ121 ‘Nordstern’. Mais les recherches de
Jaray ne se cantonnèrent pas uniquement
aux moyens de transport aériens. En effet,
l’ingénieur porta également son intérêt sur
la construction de voitures plus aérodynamiques. Ainsi, en 1921, Jaray déposa un
brevet faisant mention d’un véhicule aérodynamique. L’avantage conféré par ses recherches fut rapidement avéré sur l’un de
ses prototypes. Le modèle K de Audi comportait un moteur à quatre cylindres contenant 3,5 litres et 50 ch. Le véhicule, à l’état
original, était capable d’atteindre la vitesse
exceptionnelle de 95km/h.
La technique aérodynamique de Jaray permit à la même voiture de franchir la barrière
des 130km/h. Edmund Rumpler conçut plus
ou moins à la même époque son ‘Tropfenwagen’. Constructeur d’avion à l’origine,
Rumpler fut contraint de quitter son pays
suite à la signature du Traité de Versailles.
Il construisit une voiture dotée d’un coefficient de traînée (coefficient Cx) de 0,28.
Cette valeur ne fut atteinte qu’en 1984 par
la série W124 de Mercedes-Benz. Il est possible de constater la difficulté posée par les
lois de l’aérodynamique avec les coefficients
Cx suivants: la Citroën ID/DS de 1955, conçue de façon générale comme une voiture
aérodynamique, avait un coefficient Cx de
0,38. Son successeur, la Citroën CX de 1974
n’était pas aussi
performante et
son coefficient
Cx se limitait à
0,40. La série 123
de 1976 atteignant quant à elle
un
coefficient
Cx de 0,45. En
1979, MercedesBenz, à la surprise générale,
atteignit une nouvelle valeur avec sa classe
S. Celle-ci avait pour coefficient Cx 0,36. Le
modèle coupé atteignit même les 0,34! La
Mercedes-Benz 190 avait un coefficient Cx
de 0,32, mais la Mercedes-Benz classe G, à
empattement long, avait un coefficient Cx
de 0,54, obtenant ainsi une position plus
médiocre que la 2 chevaux de Citroën et ses
0,50. La nouvelle classe E (modèle coupé)
prit la tête de cette petite compétition avec
un coefficient d’une valeur de 0,24.
Le but originel de la recherche en aérodynamique fut de combler le manque de puissance des moteurs. Mais avec le temps, le rôle de
l’aérodynamique fut de réduire la consommation d’essence
des automobiles.
Le tunnel aérodynamique de l’usine
d’Untertürkheim
fut construit par
Wunibald Kamm.
Cet ingénieur, actif de 1922 à 1925
dans le département ‘courses’ de Mercedes-Benz, établit en
1930 le ‘Stiftung Forschungsinstitut für Kraftfahrwesen und Fahrzeugmotoren Stuttgart’,
plus connu sous l’abréviation FKFS. Cet institut, qui existe encore aujourd’hui, construisit
en 1939 le tunnel aérodynamique sur les
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pistes de Daimler-Benz et en fut le propriétaire jusqu’en 1985, année durant laquelle
Daimler-Benz s’appropria le tunnel.
Wunibald Kamm conçut également une
carrosserie à son nom: la ‘Kamm-heck’. Son
prototype, un véhicule portant le nom de
‘Kamm-Wagen’(Cx 0,23), atteignit la fulgurante vitesse de 210km/h grâce à son moteur
de 134 ch. Cette même carrosserie ‘Kamm-
heck’est encore utilisée aujourd’hui pour les
modèles Pirus de Toyota, par exemple.
Suite aux bombardements de la fin de la Seconde Guerre mondiale, le tunnel aérodynamique
fut gravement endommagé. Il aura fallu attendre jusqu’en 1955 pour la fin de sa restauration.
Comment fonctionne le tunnel aérodynamique de Mercedes? Une énorme hélice (n°5),
activée par deux moteurs électroniques gigantesques dont un de 5000kW (n°10), permet d’atteindre une vitesse éolienne d’environ
70km/h. En appliquant une pression sur cette
force éolienne par le biais d’un entonnoir, la
vitesse totale peut s’élever jusqu’à 250km/h.
Le véhicule se trouve directement au bout de
l’entonnoir (n°2). Aux extrémités du tunnel se
trouvent des arcades courbées destinées à réduire les turbulences et à diriger l’air.
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Le véhicule est placée sur une balance
afin de mesurer chaque charge de la
force éolienne sur la voiture et d’obtenir
une conduite parfaite. Des rayons de fumée permettent également de mesurer
les zones où les ondes aériennes se rencontrent.
Outre la recherche de lignes aérodynamiques parfaites, le tunnel aérodynamique
peut être utilisé pour tester le refroidissement des moteurs ou pour stimuler
l’évacuation d’eau de pluie et des déchets
urbains. Les voitures ne sont pas seules con-
cernées par les tests du tunnel aérodynamique. Il arrive que des cyclistes ou des skieurs
se servent du tunnel pour connaître la position parfaite à adopter sur leur bicyclette
ou leurs skis.
Pour notre visite, les ingénieurs ont placé
dans le tunnel aérodynamique une Mercedes-Benz W110 (200), datant du milieu des
années soixante, à côté du nouveau modèle
coupé classe E (Cx 0,24). La différence entre
les deux véhicules est simplement énorme.
Les lignes de fumée furent interrompues par
des turbulences autour des rétroviseurs de
la vieille classe E, ainsi que sur les charnières des vitres triangulaires, au bord du toit,
à l’arrière… Bref, il fut difficile de trouver des
lignes fluides. Quant à la nouvelle classe E,
impossible de trouver une seule interruption
dans les lignes de fumée.
Aujourd’hui, la plupart des tests chez
Mercedes-Benz sont effectués grâce à
de nouvelles installations. Le vieux tunnel aérodynamique, dont la construction
remonte à 1939, reste utilisé quotidiennement pour des divers dispositifs plus
petits. 