Volt / Ampera : Très bonnes en aero, mais pas les meilleures

[Amperiste]

L'aérodynamique des Volt et Ampera est très travaillée, pour optimiser l'autonomie électrique et la consommation de carburant en prolongation. Un test indépendant confirme ces bonnes performances, mais il existe des concurrentes encore plus affutées, et des petites marges de manœuvre.
Chevrolet Volt en soufflerie © Car & DriverLe principal critère aérodynamique sur une voiture de tourisme est la résistance au vent.. Elle croit avec le carré de la vitesse suivant un coefficient (SCx) dépendant de la surface frontale de la voiture et de son coefficient aérodynamique (Cx). Plus le SCx est élevé, plus la voiture devra fournir d'énergie pour maintenir sa vitesse, et donc elle va consommer (toutes choses demeurant égales par ailleurs). C'est par exemple parce qu'un porte-vélo augmente le SCx qu'il va provoquer une surconsommation, pouvant aller jusqu'à 30 ou 40%.Le magazine américain car & driver a emmené sur un banc d'essai en soufflerie 5 voitures, probablement les plus aérodynamiques du marché américain : La Chevrolet Volt (qui n'est à présent plus vendue en Europe qu'en tant que l'Opel Ampera), la Mercedes CLA250, la Nissan Leaf, la Tesla S et la Toyota Prius. Une voiture plus ancienne a été aussi testée pour faire figure de référence : la Honda Insight 1 (2001).
Malgré ses roues arrières carénées, la Honda ne dispose pas du plus petit. Elle a été mesurée à 0,30 (comme la Mercedes) contre 0,28 pour la Volt, 0,26 pour la Toyota et 0,24 pour la Tesla. Sur ce panel de bonnes élèves, seule la Nissan fait moins bien avec 0,32.
Il en ressort que la Volt se classe troisième avec 0,62m² contre 0,58m² pour la Tesla et la Toyota. La Honda,rofite de son bien plus petit gabarit pour prendre la tête avec 0,56m². Cela signifie pour être concret que pour se maintenir à 160 km/h la Tesla et la Toyota doivent fournir 43 chevaux pour contrer le vent et la Volt 45 chevaux.
On pourra remarquer que General Motors dit que le Cx de la Volt est de 0,28, Toyota donne la Prius pour 0,25 et Mercedes la CLA à 0,23.Quels sont les points qui font que la Volt atteint un coefficient aérodynamique aussi bon?
Tout d'abord, (ce n'est pas à ce point le cas sur l'Ampera), la partie supérieure de la calandre est presque entièrement fermée (c'est le cas aussi pour la Leaf et la Tesla S). Cela fait que l'ai ne s'engouffre pas et glisse, procurant au passage un peu plus d'appui aérodynamique sur l'avant. En plus, les phares partent sur les cotés et cela participe aussi au bon écoulement de l'air. Les rétroviseurs aussi sont taillés pour guider l'écoulement de l'air contre la voiture et ainsi limiter la formation de turbulences, qui sont néfastes.
Cela n'échappe à personne, mais la Volt est assez basse, cela aide aussi. Le dessous de la voiture est majoritairement carénée, cela contribue à bien guider la circulation de l'air, surtout qu'il y a une sorte d'extracteur à l'arrière.
Un autre élément important est l'utilisation d'un profil de type Kamm tail. Ce profil arrière est caractérisé par un toit dont la courbure se prolonge sur la vitre du hayon sans cassure et qui se coupe verticalement quand il ne reste qu'environ la moitié de la hauteur du véhicule. C'est réputé pour diminuer la résistance au vent de la voiture comme si elle se terminait en goutte d'eau et on a pu voir cela auparavant sur les Citroën CX et C4 coupé, et sur la Prius par exemple.
Les jantes utilisées par la Volt de l'essai sont celles de l'Ampera. Elles sont quasiment fermées, ce qui optimise également l'écoulement de l'air autour des roues.
Chevrolet Volt en soufflerie © Car & DriverComment pourrait-on encore améliorer?
Caréner partiellement les roues est une solution assez efficace, qui était utilisée par exemple sur les Citroën DS ou Cx, ou encore sur l'Insight de 2001. Cependant cette solution s'avère peu pratique à l'usage (démontage des roues, etc...) et peu esthétique, ce qui explique qu'elle ne soit pas plus répandue chez les constructeurs.
La Volt n'a pas un fond totalement plat, au contraire de la Leaf et de la S, en raison principalement du pot d'échappement du moteur thermique, qui n'est pas carénée. Les ajustements de carénages semblent plus soignés sur la Prius, donc il y a semble-t-il ici une marge de progression. D'autant plus que les flux d'air autour des roues ne semblent pas canalisés.
Un autre détail qui pénalise le CX de la voiture : les joints du capot. Ceux de la Volt sont placés en retrait à l'intérieur alors que sur d'autres voitures (comme la nouvelle Auris hybride), les joints sont situés sur le bord de la découpe. Ainsi, il n'y a plus de fente sur le pourtour du capot, et l'aspect aérodynamique est plus lisse.
La Tesla S dispose de deux dispositifs absents de la Volt actuelle : des carénages actifs et une suspension à hauteur variable (dans le cadre du test, la Tesla S était à sa position la plus basse et les carénages dans les positions les plus favorables). Les carénages actifs à l'avant bouchent des entrées d'air et permettent de garantir un écoulement de l'air optimal autour de la voiture (quand les entrée sont obturées) ou un refroidissement de l'électronique de puissance (quand les entrées sont ouvertes). L'effet est donc particulièrement important par températures froides. Les suspensions à hauteur variable sont un dispositif plus couteux, mais qui permet d'avoir une garde au sol importante à basse vitesse et une aérodynamique optimisée à haute vitesse (au prix d'une sensibilité plus importante aux débris routiers qui a contraint Tesla a renforcer le soubassement avec des plaques de titane).
Egalement, on remarquera que la Tesla S ne dispose pas de poignées de portes accessibles : elles apparaissent quand la voiture sent qu'une personne veut y entrer. Du coup, cela fait une cavité en moins.Car & Driver a produit une petit vidéo :Lire sur le site

[Kratus]

Excellent article, merci.

La Tesla modèle S est aussi avantagée par son dessous particulièrement plat, bien plus que celui de la Volt/Ampera.

Il aurait été intéressant de savoir s'il y a une différence sur la tesla non équipée de la suspension à hauteur variable, qui est une option, que beaucoup jugent inutile.

[Lel]

Très intéressant comme toujours.
Je suis étonné de la très grande différence pour la CLA entre le Cx annoncé et celui mesuré (0,23 et 0,30). Comment expliquer un écart pareil?
A noter que les carénages actifs se retrouvent aussi chez bon nombre de BMW.

[frank]

Copy Lel :
Toujours très intéressant également.

Ceci dit je mettrais un bémol sur le capot

De mémoire (aéronautique)le coefficient de surface frontale aérodynamique s'appelle "K". Or les fait que les fentes de capot puissent faire varier les sens des flux en fait ne change rien sur le résultat.
Exemple : le trou frontal des tubes de Pitot ou les prises de flux des compresseurs ne change pas ce "K" ;
Voire même d'une hélice ( ce qui encore prie, car le "K" inclus la surface virtuelle de freinage du flux périphérique. Un peu à la manière de la résistance interne d'une batterie ou de l'adhérence des pneus,

Bon en fait quand on est dans les bouchons, ou derrière n'importe quel véhicule qui crée un flux parasite, je doute que 0.26 ou 0.30 ne change grand-chose...
D'accord avec Kratus

[Thierry]

le coefficient de surface frontale aérodynamique s'appelle "K". Or les fait que les fentes de capot puissent faire varier les sens des flux en fait ne change rien sur le résultat.

Non, mais ça change le Cx.

Bon en fait quand on est dans les bouchons, ou derrière n'importe quel véhicule qui crée un flux parasite, je doute que 0.26 ou 0.30 ne change grand-chose...

L'aileron arrière de l'Ampéra m'a toujours intrigué du point de vue aéro. Le dessin un peu plus "coupé à la serpe" (façon Prius) vu sur les photos des "next gen" me semble plus propice à limiter les turbulences.

Les poignées de portes escamotables sont une bonne idée, mais si on pouvait remplacer les rétros par des caméras, ça serait encore mieux (pour le Cx et aussi pour les accrochages de guidons de scooters ...)