Pourquoi une traction (sportive) a t-elle besoin d’un aileron ?

Vous êtes surement ici grâce à l’ami Google ou parce que vous avez fini de lire la première partie théorique de ce dossier dédié à l’intérêt de l’aileron sur une FWD (ou traction avant) intitulé : Un aileron sur une traction, est-ce vraiment efficace ?  Cette seconde partie prendre un virage (BIM le jeu de mot!) plus technique. En effet, nous verrons ici les 4 raisons pour lesquelles une sportive et/ou une supercar en FWD ont besoin d’un aileron.

Avant de commencer, précisons que pour qu’un aileron soit efficace, il faut qu’il ait une longueur adaptée au véhicule sur lequel il est installé, et qu’il fonctionne en symbiose avec le reste des éléments aéro déjà présents sur le véhicule. Dans le cadre de notre raisonnement, nous partirons aussi du principe que le véhicule X dispose des meilleurs pneus AV/AR, du meilleur système de suspension, etc.

Mais surtout, et c’est ici la première erreur à ne pas commettre, l’inclinaison de l’aileron est clé. Plus concrètement, des études (Source Renault F1, Ferrari, AMG, etc.) ont démontré que la traînée est minimale pour une inclinaison de la lunette arrière de 12°, et maximale pour 30°. Pour la faire courte, si la traînée est trop importante, vous augmentez votre coefficient de portance ce qui est mauvais (cf. point 4 ci-après, « l’effet de portance »). Bref, commençons.

Les virages

On commence avec la merveilleuse équation F = μ x N. F étant la force, μ le coefficient de friction, et multiplié par N la force « normale » (= du sujet).

En français, cela permet de déterminer le coefficient de force qu’un véhicule X peut encaisser dans un virage. Pour se faire, il faut que ce coefficient de force soit équivalent au coefficient de friction entre le pneu et le sol, multiplié par la force « normale » du sujet, dans notre cas le véhicule X. Ainsi, si votre aileron et son inclinaison sont adaptés, alors votre voiture bénéficie d’un appui aérodynamique (=downforce) plus important, ce qui accroit le coefficient de friction μ, et donc la force normale N du véhicule X. Résultat logique : le coefficient de force que le véhicule X peut prendre dans un virage est plus important, donc cela vous permet de prendre votre virage plus vite. Bien entendu, cet effet a une limite car avec de plus en plus de vitesse, le véhicule X aura besoin de plus en plus d’appui aérodynamique (=downforce). Cela marquera la limite de l’efficacité de l’aileron.

Le freinage

Même équation, même principe d’optimisation de l’appui aérodynamique. En temps normal le véhicule X va voir la quasi-totalité de son poids (ou force N) transféré vers l’avant. Ainsi avec un aileron adapté, l’appui aérodynamique va permettre à l’arrière de contribuer à la répartition de cette force N lors de freinage, afin d’éviter de bloquer les roues avant et limiter votre risque de sous-virement. Enfin, cela se traduira par une meilleure courbe dans le virage, mais surtout un meilleur chrono puisque votre freinage sera également plus tardif en entré de virage.

Important : comme énoncé dans le précédent article sur le sujet, il faudra que le véhicule X dispose d’une puissance et donc d’une vitesse suffisamment importante afin de profiter de ce phénomène. Donc « Jean-Kevin Vtec… oui c’est à toi que je parle… ta Honda de 97′ n’est pas concernée. Merci. » !

Le centre de pression

C’est au tour du centre de pression, alors attachez vous harnais 5 points. En somme, sans aileron, vous aurez un centre de pression situé vers l’avant de votre véhicule X, là où toutes les forces décrites ci-dessus s’appliqueront du fait d’un appui aérodynamique quasi-inexistant à l’arrière. Cela pénalisera donc votre vitesse dans le virage et en sortie.

Ainsi, avec un aileron le centre de pression est ramené plus au centre du véhicule X, et l’adhérence sera perdue simultanément avec les 4 roues. Le but étant bien entendu de jouer avec cette limite et de ne pas finir dans le mur, inutile de vous le rappeler. Ainsi, là où le freinage améliorer votre temps en entrée de virage, le phénomène de centre de pression grâce à l’aileron améliore votre temps dans le virage et en sortie.

L’effet de portance

Enfin, la quatrième et dernière raison : l’effet de portance. Ce phénomène est basé sur le fait que l’aileron va contribuer à modifier le sens d’écoulement de l’air pour réduire l’effet de portance et de la traînée aérodynamique. Car sans aileron, l’air va avoir tendance à suivre les courbes de la voiture et s’écouler juste derrière le véhicule au lieu de suivre une ligne quasiment droite (avec un aileron). Cette accumulation d’air, encore une fois à haute vitesse, va créer des turbulences et diminuer l’appui aérodynamique de la voiture sur les roues arrières. La suite on la connait : des moins bons chronos et/ou une course qui se fini dans les pneus.

Source Image : Car and Drive