Conduite vitres ouvertes

[invitefee79fbf]

Bonjour,

Dans le cadre d'un projet, j'aimerais déterminer l'effort supplémentaire que doit développer une voiture quand elle roule avec les fenêtres ouverts par rapport à sa conduite vitre fermées.

La voiture développe une certaine force pour avancer. Sa résistance à l'air crée une force contraire. En ouvrant les fenêtres, une force résistance supplémentaire s'ajoute.
J'aimerais déterminer cette force.

Je pense pouvoir mesurer la vitesse du flux d'air s'engouffrant dans la fenêtre en utilisant un anémomètre. Je pense qu'il faudrait ensuite atteindre le flux d'air pour déterminer ensuite la force résistante lui correspondant.
Mais je ne sais pas trop comment m'y prendre. Pour qu'il y ait effectivement une force qui s'oppose à l'avancée de la voiture, il faudrait que ce "vent" qui entre dans l'habitacle s'appuie contre une surface (force de pression). On peut donc supposer qu'il y ait une telle plaque après la vitre, perpendiculaire à celle-ci.
Faut-il utiliser l'expression de la force de trainée ?
Comment trouver la force à partir de la vitesse ?
D'autres idées ?


Merci d'avance de votre temps et de votre aide
-----

[invite6dffde4c]

Bonjour.
Ne comptez pas utiliser des formules « toutes faites » pour ce problème.
Je ne vois pas de moyen de faire une mesure valide sans des gros équipements.
Surtout que cette force dépend de la vitesse. Donc, la méthode de mesurer la distance ou le temps d’arrêt avec les vitres fermés ou ouverts, n’est pas utilisable. Vous pourriez essayer de mesurer le temps pour que la vitesse diminue d’une certaine valeur (petite comparée à la vitesse) avec la voiture au point mort (avec les vitres fermées ou ouverts). Mais la résolution des mesureurs de vitesse des voitures est trop faible pour donner des valeurs reproductibles.
Au revoir.

[Boumako]

Bonjour

La seule solution réalisable à ton niveau qui me vient à l'esprit serait de rouler à vitesse stabilisée pendent suffisamment longtemps, puis de mesurer la consommation de carburant.
Pour comparaison il faudra bien sur effectuer le même trajet et garder des conditions extérieures similaires.

[invite01fb7c33]

Je pense pouvoir mesurer la vitesse du flux d'air s'engouffrant dans la fenêtre en utilisant un anémomètre.
Et l'air ressort par la même fenêtre? ça va pas être facile de trouver le bon endroit pour poser un anémomètre.
En fait c'est plus complexe, la fenêtre crée des remous. C'est tellement complexe à modéliser que tout les constructeurs investissent dans les souffleries.

[A voir en vidéo sur Futura]

[obi76]

Il y a des raisons pour ça

Cela dit tout n'est pas perdu. Pour avoir déjà fait le test de la consommation due aux rétroviseurs (avec une voiture avec régulateur de vitesse et mesure précise de la consommation), j'ai réussi à trouver l'énergie nécessaire "juste" en ayant des rétroviseurs dépliés.

On peut-être faire de même avec les fenêtres ouvertes...

[invitef29758b5]

Salut
Si tu croises la maréchaussée , il vaut mieux avoir les fenêtres ouvertes que les rétroviseur repliés

[obi76]

La science nécessite parfois quelques sacrifices

[invite6dffde4c]

Re.
La mesure de la consommation d’essence donne l’énergie nécessaire pour alimenter le moteur. Mais on ne peut pas pour autant déduire la force aérodynamique supplémentaire.
A+

[Boumako]

Oui, c'est bien pour ça que j'ai précisé qu'il fallait effectuer des comparaisons. Il faut bien évidement prendre le rendement du moteur en compte si on veux déterminer la force en elle même ; on peut prendre une approximation de 30 ou 40%

[wizz]

Le plus difficile, c'est de pouvoir faire des comparaisons iso-conditions, chose pas garantie sur route ouverte, tant de paramètres peuvent changer les résultats

Si on veut déterminer avec une plus grande précision, alors ça sera en laboratoire, en soufflerie, et mesurer la force résistante
Par exemple, la voiture est sur un plateau coulissant.
On souffle un vent à une vitesse V. Une fois les vitres fermées. Puis vitre ouverte.
A l'aide d'un capteur de force, on déduit la différence, imputable aux fenêtres ouvertes.

[Boumako]

En réalité c'est assez facile de le faire en roulant sur route, il suffit de faire plusieurs trajets et de vérifier la répétabilité. Par contre la précision de la mesure reste modérée.

[invitefee79fbf]

Merci pour vos réponses.

Boumako, vous proposez de rouler à vitesse constante et de mesurer la consommation de carburant (vitres ouvertes puis fermées).
Le problème est que je ne vois pas vraiment comment mesurer de façon relativement précise le carburant avant et après l'expérience.
De plus que même en prenant deux fois le même trajet et en essayant de rouler de façon identique, les mesures ne seront probablement pas valables, à cause de la différence entre les deux expériences (trafic, vent, ect).

fabang, l'idée était de mesurer la vitesse du "vent" directement derrière la fenêtre, mais c'est vrai que je n'ai pas pensé à l'air qui ressort de la voiture.

obi76, pouvez-vous m'en dire plus sur votre expérience ? Comment avez vous constaté la surconsommation ? J'ai pensé à utiliser une voiture affichant la consommation en temps réel mais je n'ai aucune idée de la précision et la vitesse de rafraichissement d'un tel dispositif.

wizz, je ne pense pas pouvoir avoir accès à une telle soufflerie.



Cependant, j'ai pensé à fabriquer une soufflerie "maison" avec une balance. En soufflant de l'air sur un objet (avec un souffleur à feuilles par exemple), il sera poussé vers l'arrière. En le fixant au "sol" (une plaque de bois) en liaison pivot avec le bati, la plaque s'inclinera vers l'arrière et appuiera avec une certaine force sur une balance. On aura donc la force qui "pousse" la voiture en arrière, en fonction de la vitesse du vent.
L'idée est de placer sur la balance une voiture miniature qui a les fenêtres ouverts, de faire une série de mesures, puis de fermer les fenêtres (scotch par exemple) et de refaire des mesures.


Qu'en pensez-vous ? D'autres idées ?


Merci encore pour vos réponses

[Boumako]

En effet il faut pouvoir rouler dans des conditions identiques. On y arrive assez bien sur l'autoroute en calant le régulateur à 100 ou 110km. Il faut bien sur disposer d'une mesure de consommation par ordinateur de bord. Pour avoir fait l'essai j'arrive à voir une différence de l'ordre de 5%.

En ce qui concerne l'essai avec une voiture miniature ce ne sera pas très fiable car les turbulences dépendent de la vitesse de l'air mais aussi de l’échelle.

[invitefee79fbf]

Pensez-vous vraiment que la différence de consommation sera visible sur l'afficheur de consommation en temps réel ? Je ne sais pas trop a quelle différence de consommation m'attendre, je ne sais même pas si c'est de l'ordre du demi litre au 100.

Pour le modèle réduit je ne sais pas non plus l'incidence des turbulences, mais je pense que l'expérience peut être intéressante.

[calculair]

Bonjour,

Votre manip n'est pas bonne, les dimensions de l'objet sont tres importantes dans ce type de phénomène.

Les prhènomenes que vous cherchez à mesurée se passe dans la couche limite d'air.

Du fait de la viscosité , la vitesse de l'air n''est la même au contact du véhicule ou à une certaines distance.

JE ne pense pas que le phénomène soit très sensible, et donc la mesure délicate, car elle doit être précise.

[invitefee79fbf]

Ok, merci des précision.

Restons donc sur une expérience "taille réelle".

L'autre difficulté est l'approche théorique. Je ne sais pas comment calculer cette surconsommation, on même déterminer le flux d'air qui rentre dans 50cm^2 de fenêtre. Je ne pense pas que ce soir possible (en tout cas à mon niveau), compte tenu des nombreux paramètres et de la difficulté de mettre ça en équation.
Une idée pour simplifier l'étude ?

[Boumako]

En réalité il n'y a pas d'air qui rentre dans la voiture, le débit moyen est nul : Ce sont les turbulences qui vont freiner le véhicule.
Une mesure de vitesse d'air serait peut être possible, mais elle devrait impliquer un très grand nombre de points (des centaines ou des milliers) pour pouvoir être exploitable.

[invitefee79fbf]

C'est ce que je crains aussi.
Il me semble très difficile de mesurer ou de "calculer" ces turbulences, je suis donc un peu bloqué.

[calculair]

Bonjour

Une expérience à faire:

Rouler à vitesse stabilisée vitre fermée, mesurer la vitesse

Ouvrir les vitres et voir si la vitesse change, évidemment sans modifier les conditions de conduite

Remesurer la viresse

Si rien n'est mesurable , on pourra dire que l'effet est 2° ordre......

[invitefee79fbf]

Oui expérience intéressante, j'essayerais, mais ce n'est que du qualitatif, il me faut des chiffres !


Merci en tout cas de l'idée

[obi76]

obi76, pouvez-vous m'en dire plus sur votre expérience ? Comment avez vous constaté la surconsommation ? J'ai pensé à utiliser une voiture affichant la consommation en temps réel mais je n'ai aucune idée de la précision et la vitesse de rafraichissement d'un tel dispositif.

En général la précision est de 0.1 l/100 km, et le rafraîchissement c'est une moyenne glissante, donc je dirai 3/4 secondes pour avoir un état stabilisé. C'est reproductible, et c'est l'écart de consommation qui est importante. En moyenne on a constaté + 0.2 l/100km rétro déployés.

Après évidement on ne peut pas remonter jusqu'à l'énergie dépensée, mais avoir une idée du % de consommation est intéressante

[invitefee79fbf]

Intéressant, je ne pensait pas que les rétros avaient une telle influence ! Je vais les fermer du coup !

[Pio2001]

Bonjour,
Une autre difficulté pour la modélisation : à partir d'une certaine vitesse, un phénomène de résonance se produit dans l'habitacle, quand on sent l'air "battre" dans les oreilles à une fréquence d'une dizaine de Hertz.