La prise d’air à alvéoles de Bugatti –
une nouvelle invention
qui améliore l’aérodynamique

Molsheim
Décembre 10, 2020

La prise d’air à alvéoles de Bugatti

Le Bolide, l’hypersportive de Bugatti conçue pour les circuits automobiles, mise sur la nouveauté mondiale.

Avec le Bolide1, le fabricant automobile de luxe français, Bugatti, a présenté il y a quelques semaines un concept technologique extrême. Un véhicule développé uniquement autour du légendaire W16 de 8,0 litres, avec une puissance de 1 850 ch˚ et un poids de 1 240 kg˚˚. Soit un incroyable rapport poids-puissance de 0,67 kg/ch, une vitesse de pointe qui dépasse largement les 500 km/h˚˚˚, une maniabilité parfaite et une agilité maximale.

La prise d’air à alvéoles de Bugatti – une nouvelle invention qui améliore l’aérodynamique Le Bolide, l’hypersportive de Bugatti conçue pour les circuits automobiles, mise sur la nouveauté mondiale Avec le Bolide1, le fabricant automobile de luxe français, Bugatti, a présenté il y a quelques semaines un concept technologique extrême. Un véhicule développé uniquement autour du légendaire W16 de 8,0 litres, avec une puissance de 1 850 ch˚ et un poids de 1 240 kg˚˚. Soit un incroyable rapport poids-puissance de 0,67 kg/ch, une vitesse de pointe qui dépasse largement les 500 km/h˚˚˚, une maniabilité parfaite et une agilité maximale. En outre, l’hypersportive regorge d’innovations technologiques. En voici une : la prise d’air à alvéoles. Une nouvelle technologie, pour laquelle Ballerstein a déposé un brevet il y a quelques semaines. Depuis le début de l’année 2020, l’ingénieur doctorant dans le domaine des nouvelles technologies chez Bugatti, a développé cette enveloppe extérieure spéciale et aux formes changeantes utilisée pour la première fois sur le Bolide de Bugatti. L’idée lui est venue en 2019 lors de son mémoire de master. Le jeune ingénieur effectuait des recherches chez Bugatti sur de nouveaux étriers de frein en titane, à impression en 3D, à l’intérieur desquels coule de l’eau pour les refroidir. Afin d’améliorer le transfert thermique et d’évacuer plus rapidement la chaleur, il eut l´idée de se servir d’un motif à alvéoles à l’intérieur des canaux. De la même manière que sur une balle de golf, les creux ronds produisent des turbulences au niveau de la couche limite. Par conséquent, le liquide se mélange mieux dans les canaux et la température de l’étrier de frein baisse. « Les résultats du motif de surface m’ont agréablement surpris. Ensuite, je me suis demandé si cet effet se reproduirait aussi avec de l’air qui circulerait autour », raconte Ballerstein.

 

Un effet identique à celui d´une balle de golf

Nul besoin d’être scientifique pour comprendre l’effet de la balle de golf : ses alvéoles réduisent tellement la résistance de l’air qu’avec la même force de frappe, elle vole environ deux fois plus loin qu’une balle de golf lisse. La raison est identique : les alvéoles à la surface de la balle créent des turbulences qui permettent à l’air de mieux adhérer à la surface si bien que l’écoulement tourbillonnaire et ainsi la résistance sont considérablement réduits dans le sillage de la balle. Ballerstein simule des corps d’essai couverts d’alvéoles afin de concrétiser son idée. Après son mémoire de master, il décide de rester chez Bugatti tout en travaillant sur sa thèse auprès de l’Institut für Flugzeugbau und Leichtbau (Institut de construction aéronautique et légère) de l’Université Technique de Brunswick. Le projet du Bolide lui offre alors le véhicule idéal pour continuer à faire avancer son idée. « Tout dans le Bolide est exceptionnel et extrême. Les alvéoles améliorent encore plus l’aérodynamique déjà excellente en augmentant l’agilité et l’efficacité », explique Frank Götzke, Directeur du prédéveloppement et des nouvelles technologies chez Bugatti. L’enveloppe extérieure variable et aux formes changeantes du capot d’aspiration sur le toit est une nouveauté mondiale. Celle-ci permet une optimisation active du flux d’air : à vitesse réduite, la surface du capot reste plate tandis qu´à vitesse élevée, des alvéoles apparaissent formant un bombement. Les 60 éléments individuels ressortent de manière variable en fonction de la vitesse pouvant atteindre jusqu´à 10 mm si cela présente un avantage pour l’état de la conduite. À partir d’environ 80 km/h, la résistance à l’air est la résistance dominante à l’air, au-dessus de 120 km/h les alvéoles améliorent considérablement l’aérodynamique du véhicule et réduisent ainsi sa résistance à l’air. Le motif provoque alors, comme sur la balle de golf, une couche limite plus turbulente, car le flux d’air qui la contourne adhère plus longtemps à la surface et ne se décolle que plus tard. Ainsi les décollements d’air et les zones de recirculation diminuent réduisant ainsi le coefficient de traînée cx des véhicules. Afin de s’adapter rapidement aux changements de vitesse, les alvéoles sortent et rentrent très rapidement, en quelques dixièmes de seconde, comme le fait par exemple l’aileron actif de la Veyron et de la Chiron2.

Dix pour cent de résistance en moins

Résultat : les alvéoles réduisent la résistance à l’air du capot d’environ 10 %, assurent une portance˚˚˚ inférieure de 17 % et optimisent l’écoulement de l’air sur l’aile arrière ; à 320 km/h, la déportance est de 1 800 kg sur l’aile arrière et de 800 kg˚˚˚ sur l’aile avant. Autre avantage : la plus faible résistance à l’air permet de réduire la consommation en carburant et en énergie du véhicule. « Par conséquent, cette nouvelle technologie est d’importance fondamentale pour l’automobile, et pas seulement pour Bugatti », explique Ballerstein. L’optimisation du flux d’air permettrait d’économiser de l’énergie sur tous les véhicules. « Nous en sommes encore à la phase de développement, mais les tests réalisés à ce jour démontrent que les alvéoles améliorent l’aérodynamique et réduisent ainsi la résistance à l’air, ce qui accroît l’efficacité », explique Ballerstein. « Il est incontestable que le Bolide de Bugatti est à la pointe de la technologie en terme de construction automobile avec un moteur à combustion. Outre la combinaison unique d´une puissance de 1 850 ch et d´un poids à vide de 1 240 kg, c’est avant tout la multitude d´innovations techniques qui forge le concept de l’hypersportive apte au circuit, et c’est précisément pour cette dose d’innovation toujours plus impressionnante que Bugatti s’impose depuis plus de 110 ans », a déclaré Frank Götzke.

˚ En cas d’utilisation de carburant de compétition à indice d’octane 110 ; puissance du moteur avec carburant à indice d’octane 98 pour 1 600 ch.

˚˚ Cette indication de poids se rapporte au poids sec théorique possible.

˚˚˚ Valeurs simulées

1 BOLIDE: Consommation de carburant, l/100 km : non soumis à la directive 1999/94/CE, car l'homologation globale n'est pas encore disponible

2 CHIRON: Consommation de carburant, l/100 km : en agglomération 36,7 / hors agglomération 15,8 / combinée 23,5 ; émissions de CO2 combinées, g/km : 553 ; classe d’efficacité énergétique : G* [WLTP : consommation de carburant en l/100 km : faible 43,33 / moyenne 22,15 / forte 17,99 / particulièrement forte 18,28 / combinée 22,32 ; émissions de CO2, combinées, g/km : 505,61 ; classe d’efficacité énergétique : G]

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Les alvéoles améliorent l’aérodynamique en augmentant l’agilité et l’efficacité du Bolide Bugatti.
Comparaison de la répartition de la pression sur la prise d'air avec et sans motif d’alvéoles.

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