La nouvelle soufflerie aéroacoustique du Centre de développement de Weissach est entrée en service début 2015. Dr. Hauke Stumpf, directeur des installations d’essais chez Porsche AG, nous explique les caractéristiques de la nouvelle soufflerie.
Le principal objectif de la nouvelle soufflerie est d’obtenir des aérodynamismes permettant d’être plus économes en énergie, avec une plus grande sécurité automobile et même un meilleur confort pour les futures générations de véhicules. « Nous utilisons la soufflerie à plusieurs reprises entre un stade de développement précoce dans les études de design et l’essai des véhicules prêts pour la complète production. », explique Dr Michael Steiner, chef du développement et de la qualité de l’ensemble des véhicules.
La soufflerie de haute technologie établit de nouvelles normes en matière de qualité d’air en produisant de l’air qui est à la fois uniforme et faible en turbulences et en bruits. Mesurant huit mètres de diamètre, le ventilateur a des ailettes en carbone extrêmement légères et peut générer des vitesses de vent allant jusqu’à 300 km/h dans la section de mesure autour du véhicule testé.
La soufflerie a un circuit d’air fermé et bénéficie d’impressionnantes figures d’efficience
Lors des prises de mesures aérodynamiques, le sol sous l’objet du test et ses environs sont également déplacés à la vitesse du vent. « Ceci assure un écoulement d’air qui se rapproche étroitement de la réalité sur toute la partie inférieure du véhicule et autour de ses roues tournantes », explique le Dr Steiner.
Ces derniers sont entraînés à vitesse identique par des courroies transporteuses disposées à l’intérieur de la surface du tablier en soufflerie. Monté sur ses propres fondations isolées, le pont-bascule sous-plancher mesure les forces exercées sur le modèle avec une extrême précision et la reproductibilité de toutes les quantités mesurées.
Les mesures d’insonorisation dans le circuit d’air et les parois intérieures absorbant le son de la section de mesure permet d’avoir un flux d’air extrêmement silencieux autour du véhicule. « Cela permet d’identifier toutes les sources de bruit provenant du véhicule avec une grande précision », souligne le Dr Steiner.
Une instrumentation acoustique très sensible autour de l’objet de test localise toutes ces sources sonores en trois dimensions. La soufflerie a un circuit d’air fermé et bénéficie d’impressionnantes figures d’efficience. Lorsque le ventilateur est ralenti après une mesure, une grande partie de l’énergie de freinage est réinjectée dans le réseau électrique.
Interview du Dr. Hauke Stumpf
Quelles sont les caractéristiques qui rendent la nouvelle soufflerie si spéciale et la distinguent de la soufflerie précédente?
Dr. Hauke Stumpf: Grâce à la simulation de sol avec la courroie mobile, nous nous rapprochons de la réalité de la conduite sur route. Ce faisant, nous pouvons utiliser le système à cinq ceintures ou le système à bande unique. Cela nous permet d’aborder différentes exigences de souplesse tout en restant concentrer sur notre objectif principal: la précision. Nous devons être en mesure de détecter les changements de force de l’ordre d’un Newton et la nouvelle soufflerie nous donne cette capacité. En outre, il n’y a pas beaucoup de souffleries automobiles qui permettent une vitesse de vent de 300 km/h, avec une telle grande section d’écoulement et avec une telle qualité d’écoulement élevée. Pour nous en tant que fabricant de voitures de sport, c’est particulièrement important, parce que nos véhicules atteignent ces vitesses, y compris sur la piste.
Avant qu’une soufflerie puisse être mise en service, elle doit d’abord être préparée pour sa tâche. Qu’est ce qui est important dans ce processus?
Dr. Hauke Stumpf: Presque tous les composants sont des pièces sur mesure que seuls quelques fournisseurs dans le monde sont capables de produire. Et tout comme les instruments de musique, ils doivent être réglés avant un concert, un tunnel de vent doit également être précisément contrôlé et configuré avant qu’il ne puisse être utilisé. Par exemple, une équipe de spécialistes a testé la distribution du flux d’air dans la section d’essais pendant des semaines. Pour que les résultats soient viables, les paramètres de l’écoulement d’air dans la chambre ne peuvent fluctuer de moins d’1 %. Nous sommes très heureux d’arriver bien en dessous.
De quelle manière est équipée la nouvelle soufflerie pour les besoins de développements automobiles futurs?
Dr. Hauke Stumpf: Un système de ceinture variable du type que nous avons est le premier de son genre dans le monde entier. Cela permet non seulement de mesurer et de comparer les résultats pour un véhicule avec différentes simulations au sol dans la même soufflerie, mais il nous permet aussi d’être mieux préparé pour l’avenir: si des progrès substantiels dans les méthodes de simulation au sol devaient être développés au cours des prochaines années ou décennies, nous aurions la capacité de répondre avec une configuration de système supplémentaire ou modifiée. Dans une soufflerie conventionnelle comme celle que nous avons eu depuis 1986, la construction ne permettrait pas cela. Si vous souhaitez y effectuer une modification, vous devez mettre l’installation hors service pendant une longue période de temps. Ce serait très problématique pour le développement de véhicules, avec leurs besoins continus de mesures. Avec notre système de ceinture variable, nous sommes beaucoup plus flexibles.
Quels sont les avantages d’être poche de l’ensemble des bâtiments qui englobent les ateliers, le design et le développement de l’aérodynamique?
Dr. Hauke Stumpf: La proximité des installations permet aux développeurs en aérodynamique de tester très rapidement des études de design avec le plus haut degré de confidentialité. La soufflerie est utilisée encore et encore tout au long du processus, depuis les premières étapes du développement des études de design à l’essai des véhicules qui sont prêts à être produit. De plus, la proximité favorise la coopération entre les différentes disciplines techniques, non seulement du point de vue technique, mais aussi humain.
A propos du Dr. Hauke Stumpf
Dr. Hauke Stumpf (48 ans) a étudié le génie mécanique avec pour spécialisation la construction légère et la mécanique des fluides à l’Université technique de Darmstadt et à l’Université de Cornell à New York. Il a obtenu son doctorat dans le cadre de ses recherches sur les matériaux composites à Hambourg et à Paris. Après de nombreuses années à différents postes à responsabilité dans une grande compagnie d’aviation, le Dr Stumpf a rejoint Porsche en 2006 et est aujourd’hui le directeur des installations d’essais au Centre de développement de Weissach.
