À la recherche de la perfection dans la soufflerie Audi

Kentaro Zens, responsable du développement de l’aérodynamique et de l’aéroacoustique de l’Audi RS e-tron GT précise : « Sur la route, le véhicule se déplace dans l’air. Ici, dans la soufflerie, c’est exactement l’inverse : le véhicule est à l’arrêt et nous faisons circuler l’air le plus uniformément possible autour de lui. Nous mettons tout en œuvre pour obtenir un écoulement d’air parfait. Ce n’est que lorsque l’écoulement d’air atteint le véhicule précisément au bon point que nous pouvons prendre des mesures exactes et fiables. »

Kentaro Zens est assis à son poste de travail, à côté du pupitre de commande, où les opérateurs contrôlent la soufflerie. Il peut voir sur les écrans toutes les données pertinentes : quel est le coefficient de traînée, quelle est la portance de l’essieu avant, quelle est la portance de l’essieu arrière, quelle est la vitesse du vent et du tapis roulant?

À ses côtés se trouve Thomas Redenbach, responsable du développement de l’aérodynamique et de l’aéroacoustique des véhicules en projet : « Lorsque la soufflerie a été mise en service, c’était la première soufflerie pour véhicules de tourisme au monde à combiner la simulation au sol des conditions réelles sur route pour l’aérodynamique avec une fonctionnalité aéroacoustique aussi silencieuse. »

Néanmoins, les simulations informatiques jouent un rôle de plus en plus important dans le développement aérodynamique. La simulation CFD (Computational Fluid Dynamics, ou mécanique des fluides numérique) recrée l’écoulement de manière informatique et permet l’analyse et la visualisation des mouvements de flux. Alors, pourquoi maintenir le travail complexe et coûteux de la soufflerie? Thomas Redenbach répond : « La soufflerie est notre outil quotidien qui nous permet également de confirmer les résultats de la simulation. Nous voulons développer encore davantage les simulations. Pour pouvoir les valider et les rendre représentatives, nous devons vérifier les calculs. »

Toutefois, les simulations informatiques s’améliorent et deviennent de plus en plus importantes. Kentaro Zens déclare : « Pour l’Audi RS e-tron GT, nous avons simulé un nombre d’heures particulièrement élevé : plus de neuf millions d’heures de calcul. J’ai passé 150 heures dans la soufflerie avec le véhicule, ce qui est très peu. À titre comparatif, pour l’Audi R8, j’y ai passé 600 heures. » Cela montre non seulement la qualité du design de l’Audi RS e-tron GT, mais aussi que le processus de développement a été considérablement raccourci, une voie qu’Audi s’efforce de suivre pour ses futurs modèles.

Moni Islam ajoute : « La soufflerie et la CFD sont deux outils complémentaires de l’aérodynamique. Très précise et rapide, la soufflerie nous permet de travailler de manière très efficace sur le processus de développement dynamique. La simulation, quant à elle, nous fournit une quantité incroyable d’informations, mais elle nécessite de gros efforts de préparation et d’analyse des résultats. Un seul de ces deux outils ne suffirait pas à assurer le développement aérodynamique moderne. »

Pour les véhicules électriques comme l’Audi RS e-tron GT, les deux techniques profitent à l’aérodynamisme (déjà en raison du soubassement fermé). Toutefois, les défis auxquels sont confrontés les 31 collaborateurs du service de développement aérodynamique de Moni Islam sont de plus en plus nombreux « Chaque millième d’amélioration du coefficient de traînée nous permet d’augmenter le potentiel d’autonomie », explique Moni Islam.

Les spécialistes en aérodynamique identifient le potentiel du véhicule à l’aide de résultats de simulation qui indiquent des sensibilités : si je modifie légèrement la géométrie au point X de la forme, quelle en est l’influence sur l’écoulement d’air? Commence ensuite le travail que Moni Islam décrit comme suit : « L’aérodynamique est aussi un travail de détective méticuleux, car nous ne pouvons pas voir l’air. Nous devons essayer d’isoler le problème à l’aide d’une approche analytique basée sur les valeurs données par la balance de la soufflerie. »

À cette fin, les ingénieurs travaillent également avec différentes pièces rapportées sur le procédé de prototypage rapide. Des conceptions de CAO sont tout d’abord créées pour définir la géométrie des composants, par exemple une entrée d’air au niveau de la jupe avant. Ensuite, les collaborateurs de la gestion des modèles convertissent les variantes souhaitées, qui peuvent être multiples, en un composant de test à l’aide de cette technologie de pointe. Les différentes variantes des composants sont ensuite successivement testées sur le modèle du véhicule. Les mesures reflètent le coefficient de traînée et la portance. Ces résultats sont comparés aux simulations CFD avec une configuration exactement identique afin de garantir la reproductibilité des résultats de simulation.