Reynolds, Strouhal, Mach, Froude : ce sont les « chiffres » que ceux qui fréquentent les souffleries doivent connaître pour dire quand une maquette à petite échelle peut être utilisée pour étudier un phénomène sans maladresse. Reynolds (en résumé le produit de l’échelle par la vitesse du vent) dit que si le modèle est à petite échelle, le vent doit être soufflé contre lui à une vitesse plus élevée dans la soufflerie. Respecter le ‘nombre de Reynolds’ est (dans la plupart des cas) suffisant pour un objet qui se déplace complètement immergé dans l’air à une vitesse pas trop élevée (sinon il y aurait le ‘nombre de Mach’ à prendre en compte).
Se dovessi riprodurre veramente il moto di un delfino, che salta fuori dalle onde, dovrei rispettare anche il ‘numero di Froude’ per riprodurre correttamente il moto ondoso della superficie del mare ma, per fortuna sua, queste cose il delfino non le sa e vive tranquille. Accessoirement, le « numéro de Froude » a fait ses ravages dans les vieux films de guerre où l’on faisait couler les navires avec des maquettes qui perdaient de leur réalisme car, justement, le « numéro de Froude » n’était pas respecté.
Le « nombre de Strouhal » (qui est essentiellement le rapport entre la vitesse et l’échelle) entre en jeu lorsque l’on veut modéliser, en soufflerie, un objet qui, en réalité, oscille sous l’action du vent. Ce n’est pas un hasard si ce « numéro » est devenu célèbre avec ses ponts suspendus, ses cheminées et ses gratte-ciel. La théorie est donc connue depuis longtemps. Il est vrai que les deux nombres donnent des indications opposées, le ‘nombre de Reynolds’ dit qu’il faut augmenter la vitesse du vent et le ‘nombre de Strouhal’ la diminuer, avec un modèle à petite échelle, ils ne peuvent donc pas être respectés en même temps temps, mais la communauté des aérodynamiciens qui fréquentent les souffleries a développé au fil du temps les procédures pour surmonter le problème.
Ce sont les corrélations, c’est-à-dire la connaissance des erreurs qui sont commises lorsque les ‘chiffres’ ne sont pas respectés. Quelqu’un a dit que ‘le flux se brise’, ‘explose sous la voiture’ : Simplement : ‘séparé’. Un concept physique, presque élémentaire, connu depuis l’époque de Léonard de Vinci. L’air qui circule sous la voiture traverse des zones de haute et basse pression et quand il passe de haute à basse pression il n’y a pas de problème (comme un cycliste en descente), mais quand il doit revenir à haute pression (comme un cycliste en montée) se débat pour gravir la pente et, si la dépression était trop faible, la remontée devient prohibitive, le flux se « détache » de la surface et les lignes de courant changent totalement et avec elles les pressions. À ce stade, les ressorts poussent violemment la voiture vers le haut et le cycle recommence et il devient clair, de cette façon, comment les ressorts jouent un rôle important ainsi que le poids de la voiture elle-même qui s’oppose à la poussée vers le haut.
C’est sans aucun doute une dynamique complexe, très complexe, mais je ne pense pas qu’en Formule 1 ces choses n’étaient pas connues, dans un environnement où le niveau minimum pour être admis est au moins un doctorat obtenu dans une université prestigieuse. Bizarre, vraiment bizarre. « Gatta nous fait éclore » me ferait penser, qui sait ce qui se cache derrière cette histoire de marsouinage et ce que nous voulions réaliser lorsque le nouveau règlement a été rédigé. Parce que je refuse de penser qu’ils n’y ont pas pensé.
À partir d’un vieux livre de visualisations de flux (le «Van Dyke» que tout aérodynamicien autoproclamé devrait connaître), vous pouvez avoir une idée de ce qui se passe sous le bas de la voiture lorsque la vitesse devient trop élevée et que le flux «se sépare» (photo en haut) par rapport au bon fonctionnement (photo en bas) avec le débit ‘attaché’. Dans ce cas, la «séparation» est causée par l’incidence du profil, dans les voitures actuelles, elle semble être causée par une proximité excessive avec le sol.
Marco Giachi