Testée dans la tempête

Nous sommes à l’intérieur de l’un des laboratoires de tests top secrets de Volvo Cars. Dans l’aile est du vaste site de l’usine sur l’île de Hisingen, un bâtiment en métal gris acier abrite la légendaire soufflerie de l’entreprise, où une vingtaine de personnes travaillent dans le plus grand secret. Pendant deux à trois ans, ils testent et analysent les nouveaux modèles de voitures, depuis les premiers prototypes en argile jusqu’au produit fini.

Le tunnel était déjà une technologie dernier cri lorsqu’il a été inauguré en 1986. Depuis lors, il a été rénové et repensé à plusieurs reprises pour rester à la pointe de la technologie. Aujourd’hui, c’est l’une des souffleries les plus perfectionnée au monde, permettant de simuler l’impact de vents allant jusqu’à 250 km/h sur un véhicule et des températures allant jusqu’à 60 °C. La grande balance intégrée au sol permet de mesurer les forces directionnelles X-Y-Z et d’étudier les changements de résistance de l’air.

« C’est unique en ce sens qu’il s’agit à la fois d’une soufflerie aérodynamique et d’un tunnel climatique chauffé. Nous avons également été les premiers à construire un système qui fournit une image plus précise de la résistance de l’air. Environ 25 % de la résistance de l’air se produit autour des roues, il est donc crucial de pouvoir la mesurer », explique Daniel Strömberg, qui supervise la soufflerie chez Volvo Cars.

Les essais aérodynamiques sont devenus de plus en plus importants dans l’industrie automobile. Aujourd’hui, il s’agit d’une étape cruciale dans la réduction des émissions et de la consommation de combustibles fossiles et dans la construction de véhicules sûrs et équilibrés sur les routes. Les véhicules à essence et diesel étant de plus en plus remplacés par des véhicules électriques, même un léger ajustement de la conception pour réduire la résistance à l’air de quelques pour cent peut représenter une énorme différence pour l'autonomie.

« Le ventilateur est un outil incroyablement puissant pour l’optimisation des véhicules. Je me souviens d’un constructeur automobile qui n’avait pas placé d’aileron sur le coffre, ce qui rendait la voiture instable à grande vitesse », explique Daniel en appuyant sur le bouton d’une maquette de la soufflerie qui montre comment l’air se déplace à travers les aubes directrices jusqu’à une figurine LEGO tenant un drapeau flottant dans le vent.

Il avait l’intention de devenir ingénieur aéronautique, mais les attentats du 11 septembre 2001 ont sonné le glas de l’industrie aéronautique. Heureusement, Daniel travaille maintenant chez Volvo Cars depuis 20 ans, dont les 15 dernières années à la soufflerie. Il le décrit comme le meilleur travail au monde, avec des tâches allant du développement de services et de méthodologies à la démonstration de la soufflerie aux visiteurs, des écoliers aux investisseurs.

« La soufflerie est utilisée de 06 h à minuit du lundi au jeudi et les vendredis et samedis, elle fonctionne de 06 h à 18 h. Ce qui donne un total de 96 heures de test par semaine, et nous sommes pratiquement complets. Lorsque nous ne testons pas nos propres véhicules, nous sommes à disposition d'autres marques automobiles, de skieurs de vitesse, de cyclistes de compétition ou pour des tests de feux de circulation. Et le groupe de rock Europe y a d’ailleurs tourné un clip ! »

Une visite à l’intérieur de l’espace de test, c’est comme entrer dans un décor de film de science-fiction. Le tunnel de 165 m de long s’incurve en boucle et à l’intérieur se trouve un ventilateur rouge et noir de 8,15 m de haut avec des pales en fibre de carbone. Le vent généré par le ventilateur est instable, il est donc acheminé à travers une série de chambres, de structures et de grillages pour décomposer chaque vortex pour un flux d’air lisse et laminaire. Enfin, le vent atteint la dernière chambre, appelée « la contraction ».

« À l’intérieur de la contraction, la vitesse du vent est multipliée par six. Si nous faisons fonctionner le ventilateur à sa vitesse maximale, nous atteignons 250 km/h dans la section de test, ce qui équivaut à 70 m/s, donc un ouragan extrême. Le véhicule est relié à des ceintures d’acier roulantes et à la balance qui mesure les forces aériennes. L’équilibre est incroyablement sensible : on pourrait y peser les ingrédients d’une génoise », explique Daniel.

En plus des essais aérodynamiques, l’installation effectue également des tests relatifs au climat. À l’aide d’un échangeur de chaleur colossal et d’un simulateur solaire, ils peuvent reproduire la conduite dans les déserts les plus chauds, mais aussi la façon dont le véhicule est impacté par divers contaminants et polluants.

« La pluie, la neige, la poussière, la saleté – nous testons tout ce qui a un impact sur les performances routières des véhicules », explique Daryosh Farin, ingénieur en contrôle de la contamination chez Volvo cars, « nous nous assurons que la saleté n’atteint pas la poignée de porte et que la vue à travers la vitre de la porte n’est pas obstruée lorsque vous conduisez sous la pluie. Si le client ne remarque rien du tout, cela signifie que nous avons fait du bon travail. »

Le système de sol mouvant du tunnel est un autre facteur majeur. Quatre courroies plates en acier font tourner toutes les roues tandis qu’un rouleau au milieu simule le sol et, en se déplaçant, aspire l’air sous le véhicule. Mesurer le vent avec des roues rotatives, par opposition à des roues statiques, fait une grande différence.

« Nous obtenons une image beaucoup plus réaliste car nous pouvons mesurer à la fois la résistance au roulement et la force nécessaire pour actionner les roues et tout ce qui tourne avec elles. Nous pouvons également faire freiner la voiture pour simuler des pentes raides ou un remorquage lourd. De cette façon, nous pouvons vraiment mettre les systèmes de refroidissement à l’épreuve », explique Max Sundén, spécialiste de l’efficacité énergétique chez Volvo cars.

Tous les résultats sont soigneusement analysés et comparés à des tests effectués dans des modèles informatiques et dans le monde réel. Ils reconstituent ensuite un gigantesque puzzle de données. Une seule journée dans la soufflerie peut impliquer 100 configurations différentes, et les tests sur un nouveau modèle sont menés pendant plusieurs années.

« En moyenne, nous réduisons la traînée sur le véhicule de plus de 10 %. Pour les véhicules électriques, c’est encore plus important, car si vous roulez à 120 km/h, les deux tiers de la charge de la batterie sont épuisés par la traînée. Dans ce domaine, nous travaillons en étroite collaboration avec l’équipe de conception – il peut y avoir de petits détails comme le contour des feux arrière ou des rétroviseurs extérieurs qui doivent être ajustés », explique Kaveh Amiri, ingénieur en aérodynamique chez Volvo cars.

Nous sommes sur le point de faire l’expérience de la soufflerie en marche. Daniel donne un signal à la salle de contrôle et une alarme se déclenche. Nous entendons un grondement sourd, après quoi une légère brise augmente rapidement jusqu’à une pression constante entre les murs. Le vent ne souffle qu’à 30 km/h, soit environ 9 m/s, mais le flux compact donne l'impression qu'il est plus fort.

Nos cheveux s’envolent, le papier tourbillonne. « Nous pouvons supporter 70 km/h, mais il va falloir s’attacher avec des ceintures de sécurité », crie Daniel, la barbe flottant au vent. « Si nous poussons le ventilateur au maximum, il fonctionne avec environ 10 MW par heure, ce qui correspond à la consommation annuelle d’une petite maison individuelle en Suède, mais les tests permettent également d’économiser une énorme quantité d’énergie. Personnellement, j'adore ce tunnel. Suivre et améliorer un nouveau véhicule dès le début me donne des frissons. »